CN112410808A - 含n-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含N‑吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，采用3‑甲基‑2‑硝基苯甲酸为原料，经过电催化酰胺化合成制备N,3‑二甲基‑2硝基苯甲酰胺，硝基还原为氨基，氯化合成制备C1：3‑甲基‑2氨基‑5‑氯苯甲酰胺。然后再利用2,3‑二氯吡啶为原料，经电催化与肼加成制备1‑（3‑氯‑2‑吡啶）肼，与顺丁烯二酸二乙酯合成制备2‑（3‑氯‑2‑吡啶）‑5‑羰基‑3‑乙酸酯，经溴代、加热、氢化合成制备C2：3‑溴‑1‑（3‑氯‑2‑吡啶）‑1H‑吡啶‑5‑甲酸。最终通过C1与C2在电催化条件下制备C3:3‑溴‑N‑（4‑氯‑2‑甲基‑6‑（甲基‑氨基甲酰基）苯基）‑1H‑吡唑‑5‑苯甲酸。通过此设计，使得N‑吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类化合物产率大幅度提高。不仅操作简单，毒性低，成本更加便宜，更重要的是大大提高了各步骤以及最终的产率。
Description
技术领域
本发明涉及一种操作简单，毒性低，成本更加便宜，且能够大大提高各步骤以及最终产率的含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，属杀虫剂制造领域。
背景技术
化学名：3-溴-N-（4-氯-2-甲基-6-（甲基-氨基甲酰基）苯基）-1H-吡唑-5-苯甲酸。由于昆虫的能力迅速发展抗药性，是对新的生化反应产生作用的物质的发现目标是有效防治有害生物的重要手段管理。昆虫的钙通道可以通过与ryanodine受体通道(RyRs)的结合作用而成为靶标，RyRs可导致肌肉收缩和死亡（Cordova, D., E. A. Benner, M. D.Sacher, J. J. Rauh, J. S. Sopa, G. P. Lahm, T. P. Selby, T. M. Stevenson, L.Flexner, S. Gutteridge, et al. 2006. Anthranilic diamides: a new class ofinsecticides with a novel mode of action, ryanodine receptor activation.Pestic. Biochem. Physiol. 84: 196–214.）。钙通道，特别是ryanodine受体(RyR)是一种有吸引力的生物为昆虫防治提供了优良的指标害虫综合管理策略的前景。钙离子通道通过对收缩和细胞信号的影响在节肢动物肌肉细胞功能中发挥重要作用（Selby, T. P., G.P. Lahm, and T. M. Stevenson. 2017. A retrospective look at anthranilicdiamide insecticides: discovery and lead optimization to chlorantraniliproleand cyantraniliprole. Pest Manag. Sci. 73: 658–665.）。Ryanodine受体是一个复杂的细胞内钙门控通道，调节细胞内钙的释放，以达到最佳的肌肉功能。近年来，在鳞翅目昆虫中发现了两类具有特殊杀虫活性的邻苯二甲酸二胺和邻氨基二胺类杀虫剂，它们通过与ryanodine受体结合，激活钙库的不受控制释放而发挥杀虫作用。从那时起，二胺类化合物就成为农用化学工业合成活动的重点。邻氨基二胺因其独特的杀虫活性、独特的作用方式和良好的环境特性，近年来引起了人们的广泛关注。
发明内容
设计目的：设计一种操作简单，毒性低，成本更加便宜，且能够大大提高各步骤以及最终产率的含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法。
设计方案：为了实现上述设计目的。本发明采用新的合成原料，使用最新的合成方法合成含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂，具体的反应过程如下：
上述反应过程中C1的合成方法为：以3-甲基-2-硝基苯甲酸为原料，在NaCO3、TBAB以及1.6 V电压作用下，电催化30 min酰胺化合成制备N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺。再在水溶液，按照一定比例加入铁粉和HCl（铁粉和HCl加入量的范围是1：1-1：2），室温反应4 h，硝基还原为氨基。然后按照比例加入SOCl2溶液室温下反应2 h，反应结束后，减压旋转蒸发得固体，固体用乙酸乙酯滴洗，得白色粉末3-甲基-2氨基-5-氯苯甲酰胺，产率86%。
所述C1制备过程中，N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺、铁粉和HCl的摩尔比例为10：1：1。
所述C1制备过程中，N,3-二甲基-2氨基苯甲酰胺与SOCl2的摩尔比例为1：1。
所述C1制备过程中，反应物的浓度为0.08-0.1 mol/L。
所述C2的合成方法为：以2,3-二氯吡啶为原料，在CuSO4、K2CO3以及1.6 V电压的作用下，与NH2-NH2电催化反应3h加成制备1-（3-氯-2-吡啶）肼。再与顺丁烯二酸二乙酯在CuSO4作用下，室温反应4h合成制备2-（3-氯-2-吡啶）-5-羰基-3-乙酸酯。再按照比例加入NBS，在 75°条件下反应3h。在室温下加入一定比例的NaOH溶液，搅拌1 h。反应结束后，减压旋转蒸发，得到白色固体粉末C2：3-溴-1-（3-氯-2-吡啶）-1H-吡啶-5-甲酸。产率75%。
所述C2制备过程中，2,3-二氯吡啶和NH2-NH2的摩尔比例为1：3。
所述C2制备过程中，1-（3-氯-2-吡啶）肼与顺丁烯二酸二乙酯摩尔比例为1：1。
所述C1制备过程中，反应物的浓度为0.08-0.1 mol/L。
所述C3的合成方法为：将C1与C2按照比例加入到水溶液中 , 加入适量Cs2CO3，通过采用铂棒为电极，室温下1.6 V电压电催化反应3 h。TLC监测反应终点。然后将反应液萃取、旋干除去溶剂，得淡黄色固体粉末C3： 3-溴-N-（4-氯-2-甲基-6-（甲基氨甲酰）苯基）-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酰胺,产率78 %。所述C3制备过程中，C1和C2的摩尔比例为1：1。
所述C3制备过程中，所使用的有机溶剂为H2O。
所述C3制备过程中，采用铂棒为电极，电压为1.6 V。
本发明与背景技术相比，对比实验发现，若采用传统合成方法，C3的产率将低于50%，而且耗时久，采用以铂棒为电极的电催化操作方法，干净，成本低，耗时少，耗能能少；二是与现有空开报道的专利比较，操作方法简单，反应条件温和、操作简单、产率高，安全，成本低廉，环保。
具体实施方式
实施例1：C1的合成方法为：以3-甲基-2-硝基苯甲酸为原料，在NaCO3、TBAB以及（电压误差范围是1.6 V±0.1 V）电压作用下，电催化30 min（时间的误差范围是30 min±1min）酰胺化合成制备N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺，再在水溶液中，按照一定比例加入铁粉和HCl（铁粉和HCl加入量的范围是1：1-1：2），室温反应4 h（室温反应时间的误差范围是4 h±0.5 h），硝基还原为氨基，然后按照比例（比例范围是1：1-1：3）加入SOCl2溶液室温下反应2 h（室温反应时间的误差是2 h±0.1 h），反应结束后，减压旋转蒸发得固体，固体用乙酸乙酯滴洗，得白色粉末3-甲基+-2氨基-5-氯苯甲酰胺。
C1制备过程中，N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺、铁粉和HCl的摩尔比例为10：1：1（误差范围是10：1：1±0.1），N,3-二甲基-2氨基苯甲酰胺与SOCl2的摩尔比例为1：1（误差范围是1：1±0.1）。即：
制备化合物C1：以3-甲基-2-硝基苯甲酸（0.1801 g, 1 mmol）为原料，在NaCO3（0.0106g, 0.1 mmol）、TBAB（ 0.032237 g, 0.1 mmol）以及1.6 V电压作用下，电催化30min酰胺化合成制备N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺。再在水溶液，按照一定比例加入铁粉和HCl，室温反应4h，硝基还原为氨基。然后按照比例加入SOCl2溶液室温下反应2 h，反应结束后，减压旋转蒸发得固体，固体用乙酸乙酯滴洗，得白色粉末3-甲基-2氨基-5-氯苯甲酰胺产率86%。1HNMR (300MHz, Acetone-d6) δ 8.29 (s, H), 7.59 (s ,1H), 7.40 (s ,1H), 6.58 (s ,1H),2.80(t,J=1.68Hz, 3H), 2.11(t, J=1.26 Hz,3H).
实施例2： C2的合成方法为：以2,3-二氯吡啶为原料，在CuSO4、K2CO3以及1.6 V（电压误差范围是1.6 V±0.1 V）电压的作用下，与NH2-NH2电催化反应3 h（时间误差是3 h±0.1 h）加成制备1-（3-氯-2-吡啶）肼，再与顺丁烯二酸二乙酯在CuSO4作用下，室温反应4 h（室温反应时间的误差是4 h±0.5 h）合成制备2-（3-氯-2-吡啶）-5-羰基-3-乙酸酯，再按照比例（比例范围是1：1-1：2）加入NBS，在 75 ℃条件下反应3 h，在室温下加入一定比例的（比例范围是1：1-1：1.2）NaOH溶液，搅拌1 h（时间误差是1 h±0.1 h）。反应结束后，减压旋转蒸发，得到白色固体粉末C2：3-溴-1-（3-氯-2-吡啶）-1H-吡啶-5-甲酸。即：
制备C2化合物：以2,3-二氯吡啶（0.1479 g, 1 mmol）为原料，在CuSO4（0.0106 g, 0.1mmol）、K2CO3（0.0138 g, 0.1 mmol）以及1.6 V电压的作用下，与NH2-NH2（0.0963 g,3mmol）、电催化反应3h加成制备1-（3-氯-2-吡啶）肼。再与顺丁烯二酸二乙酯（0.1722 g,1mmol）在CuSO4作用下，室温反应4 h合成制备2-（3-氯-2-吡啶）-5-羰基-3-乙酸酯。再按照比例加入NBS，在 75℃条件下反应3 h。在室温下加入一定比例的NaOH溶液，搅拌1 h。反应结束后，减压旋转蒸发，得到白色固体粉末C2：3-溴-1-（3-氯-2-吡啶）-1H-吡啶-5-甲酸，产率75%。1H NMR (300MHz, Acetone-d6) δ 12.20 (s, H), 8.59(s ,1H), 7.91 (s ,1H),7.53(s ,1H), 6.67 (s ,1H).
实施例3： C3的合成方法为：将C1与C2按照比例（比例范围是1：1-1.2：1）加入到水溶液中 , 加入适量Cs2CO3，通过采用铂棒为电极，室温下1.6 V电压（电压误差范围是1.6 V±0.1 V）电催化反应3 h（时间误差是3 h±0.1 h），TLC监测反应终点，然后将反应液萃取、旋干除去溶剂，得淡黄色固体粉末C3：3-溴-N-（4-氯-2-甲基-6-（甲基氨甲酰）苯基）-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酰胺。即：
制备C3化合物：将C1与C2按照比例加入到水溶液中 , 加入适量Cs2CO3，通过采用铂棒为电极，室温下1.6 V电压电催化反应3 h。TLC监测反应终点。然后将反应液萃取、旋干除去溶剂，得淡黄色固体粉末C3：3-溴-N-（4-氯-2-甲基-6-（甲基氨甲酰）苯基）-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酰胺,产率78 %。1H NMR (300MHz, Acetone-d6) δ 10.81 (s, H),8.59(s ,1H), 8.29(s ,1H), 7.95-7.92 (d ,2H),7.68(s ,1H), 7.55(s ,1H), 7.67(s,1H), 2.80 (t,J=1.68Hz, 3H), 2.11(t, J=1.26 Hz,3H)
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是反应过程如下：
2.根据权利要求1所述含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是C1的合成方法为：以3-甲基-2-硝基苯甲酸为原料，在NaCO3、TBAB以及1.6 V±0.1 V电压作用下，电催化30 min±1 min酰胺化合成制备N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺，再在水溶液中，按照1：1-1：2比例加入铁粉和HCl，室温反应4 h±0.5 h，硝基还原为氨基，然后按照1：1-1：3比例加入SOCl2溶液室温下反应2 h±0.1 h，反应结束后，减压旋转蒸发得固体，固体用乙酸乙酯滴洗，得白色粉末3-甲基+-2氨基-5-氯苯甲酰胺。
3.根据权利要求1所述含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是C2的合成方法为：以2,3-二氯吡啶为原料，在CuSO4、K2CO3以及1.6 V±0.1 V电压的作用下，与NH2-NH2电催化反应3 h±0.1 h加成制备1-（3-氯-2-吡啶）肼，再与顺丁烯二酸二乙酯在CuSO4作用下，室温反应4 h±0.5 h合成制备2-（3-氯-2-吡啶）-5-羰基-3-乙酸酯，再按照比例1：1-1：2）加入NBS，在 75 ℃条件下反应3 h，在室温下加入1：1-1：1.2比例的NaOH溶液，搅拌1 h±0.1 h，反应结束后，减压旋转蒸发，得到白色固体粉末C2：3-溴-1-（3-氯-2-吡啶）-1H-吡啶-5-甲酸。
4.根据权利要求1所述含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是C3的合成方法为：将C1与C2按照比例1：1-1.2：1加入到水溶液中 , 加入适量Cs2CO3，通过采用铂棒为电极，室温下1.6 V电压1.6 V±0.1 V电催化反应3 h±0.1 h，TLC监测反应终点，然后将反应液萃取、旋干除去溶剂，得淡黄色固体粉末C3：3-溴-N-（4-氯-2-甲基-6-（甲基氨甲酰）苯基）-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酰胺。
5.根据权利要求1所述含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是：C1制备过程中，N,3-二甲基-2硝基苯甲酰胺、铁粉和HCl的摩尔比例为10：1：1±0.1，N,3-二甲基-2氨基苯甲酰胺与SOCl2的摩尔比例为1：1±0.1。
6.根据权利要求1所述含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是：C2制备过程中，2,3-二氯吡啶和NH2-NH2的摩尔比例为1：3。1-（3-氯-2-吡啶）肼与顺丁烯二酸二乙酯摩尔比例为1：1。
7.根据权利要求1所述含N-吡啶基吡唑的邻氨基苯甲酸酯类杀虫剂合成方法，其特征是：C3制备过程中，C1和C2的摩尔比例为1：1，所使用的有机溶剂为H2O，C3制备过程中，C1与C2的浓度为0.08-0.1 mol/L，制备过程中，采用铂棒为电极，电压1.6 V。
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