嘧啶联吡唑甲酰胺类化合物的合成及除草活性

设计合成了一系列结构新颖的嘧啶联吡唑甲酰胺类化合物5a~5o,其结构均经过1H NM R和MS分析确证。初步生物活性测试结果表明:在有效成分150 g/hm2剂量下苗后茎叶喷雾处理时,化合物(R)-N-[1-(4-氯苯基)乙基]-3-二氟甲基-1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-1H-吡唑-4-甲酰胺(5c)、N-[1-(4-氯苯基)乙基]-1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-N-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺(5i)和N-[1-(4-氯苯基)乙基]-1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺(5k)对繁缕Stellaria media的抑制率高达90%以上;而同样剂量下苗前土壤喷雾处理时,化合物N-[1-(4-氯苯基)乙基]-3-二氟甲基-1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-1H-吡唑-4-甲酰胺(5b)和5c对繁缕的抑制率达100%。该类结构化合物有望作为除草先导化合物进行开发。     

新型含吡唑杂环邻氨基苯甲酰胺类化合物的合成与杀螨活性

以氯虫苯甲酰胺和氟虫腈的结构为基础,通过活性亚结构拼接的方法,设计合成了24个新型含吡唑杂环邻氨基苯甲酰胺类化合物,其结构经1H NM R、IR及APCI-M S表征。初步生物活性测试结果表明:化合物5-溴-N-[4-氯-2-甲基-6-(甲氨基甲酰基)苯基]-1-1-[2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基]-4-三氟甲基亚磺酰基-1H-吡唑-3-甲酰胺(5k)和5-溴-N-[4-溴-2-甲基-6-(甲氨基甲酰基)苯基]-1-[2,6-二氯-4-(三氟甲基)苯基]-4-三氟甲基亚磺酰基-1H-吡唑-3-甲酰胺(5l)在500 mg/L下对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的致死率为100%,但在100 mg/L下其致死率则分别降至30%和50%。所得结果可为邻氨基苯甲酰胺类化合物构效关系研究提供参考。     

N-羟基-N-2-[N-(4-氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]-苯胺的合成

高效低成本合成N-羟基-N-2-[N-(4-氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]-苯胺。以2-[(N-4-氯苯基)-1H-吡唑-3-基氧甲基]硝基苯和碳酸氢钠为原材料,5%Pt/C为催化剂,通入氢气还原得N-羟基-N-2-[N-(4-氯苯基)-3-吡唑氧基甲基]-苯胺,并对不同条件下的试验结果进行了分析。优化条件为氢气进气压力为0.2Mpa,5%Pt/C催化剂与2-[(N-4-氯苯基)-1H-吡唑-3-基氧甲基]硝基苯的配比为5∶60,温度为30℃,反应时间为4h。该反应条件下产物反应收率≥97%,含量≥97%,生产成本低、操作简便非常适合工业化生产。     

新型5-[(3-甲基-5-(3,4)-二氯-1-苯基)]-吡唑基-(1,2,4)-三唑衍生物的设计合成研究

根据拼合原理,将1-氯芳基-(3,4)-二氯苯基引入吡唑环设计成新颖结构的1-氯芳基-(3,4)-二氯苯基-4-(1,2,4)-三唑基吡唑化合物,并研究其合成工艺。寻求制备具有杀菌活性的化合物5-{[(3-甲基-5-氯-1-(3,4)-二氯苯基)]-吡唑基]-(1,2,4)-三唑-[3,4]-1-硫-(3,4)-二氮-5-[(3,5)-二氯-4-甲基)]苯基-6-[(3-氟-4-硝基)苯基]}环己烷。以3-甲基-(3,4)-二氯苯基-5-氯-5-吡唑啉酮和三氯氧磷为起始原料,经过氯甲酰化、氧化、酯化、肼解、取代、环合、缩合、亲核加成反应制得目标化合物5-{[(3-甲基-5-氯-1-(3,4)-二氯苯基)-吡唑基]-(1,2,4)-三唑-[3,4]-1-硫-(3,4)-二氮-5-[(3,5)-二氯-4-(甲基)苯基]-6-[(3-氟-4-硝基)-苯基]}环己烷。在优化的条件下,目标化合物纯度为99.1%。该工艺简单经济,条件温和,合成工艺减少了溶剂的用量和废物排放量。     

4-甲基-2-(1H-吡唑-1-基)-噻唑-5-甲酰胺类化合物的合成及杀菌活性

以4-甲基-2-(1H-吡唑-1-基)-噻唑-5-甲酰氯为原料,与取代胺作用制得10个结构新颖的4-甲基-2-吡唑基-噻唑甲酰胺类化合物,利用1H NMR和MS对其结构进行了表征。盆栽法试验结果表明,在500 mg/L质量浓度下,部分化合物对黄瓜霜霉病和黄瓜白粉病的相对防效达100%,对黄瓜灰霉病的防效达85%。     

含大体积取代基的吡唑并三嗪酮类化合物的合成及除草活性

以1-(取代)苯基-5-氨基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯或1-叔丁基-5-氨基-1H-吡唑-4-甲酰氯和2-甲基-4-炔丙基-6-氨基-7-氟-2H-苯并[b][1,4]-噁嗪-3(4H)-酮为初始原料，分别通过不同的合成路线，得到22个未见文献报道的含大体积取代基的吡唑并三嗪酮类化合物，所有化合物的结构均通过核磁共振氢谱(1H NMR)和高分辨质谱(HRMS)确证。初步生物活性测定结果表明:在375 g/hm2处理剂量下，大部分目标化合物表现出一定的除草活性，其中化合物 4h 、 4i 和 4j 对反枝苋Amaranthus retroflexus生长的抑制率接近100%。     

1-(吡唑-5-酰基)-1H-取代吡唑的合成及生物活性

为了寻求新的含吡唑双杂环先导化合物,用4-取代-1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰氯与3-甲基-5-吡唑酮、3-乙基-5-吡唑甲酸乙酯等含氮杂环反应得到了8个新的含吡唑环的双杂环类化合物。经IR、1H NMR、MS和元素分析对化合物的结构进行了表征。初步生物活性实验结果表明:在25 μg/mL浓度下, 5d 对水稻稻瘟病菌Pyricularia oryzae的抑制率为45.6%;在500 μg/mL浓度下, 5c 对稻黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps的死亡率为53.9%。     

放射性同位素碳-14标记氯虫苯甲酰胺的合成与分析

以[14C]碳酸钡为放射性同位素原料,通过格氏反应、亲核取代、胺化和缩合等8步放化反应制备了2种放射性同位素碳-14标记的氯虫苯甲酰胺粗品,经反相高效液相色谱(RPHPLC)纯化获得标记物纯品14C-氯虫苯甲酰胺[3-溴-N-[4-氯-2-甲基-6-(甲氨基[羰基-14C]甲酰基)苯基]-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酰胺(2,55.6 mCi)和3-溴-N-[4-氯-2-甲基-6-(甲氨基甲酰基)苯基]-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-[羰基-14C]甲酰胺(3,58.6 mCi)]。以[14C]碳酸钡计,两种标记物的总放化收率分别为32%和52%。其结构经核磁共振氢谱、质谱和在线放射性高效液相色谱(HPLC-FSA)分析确认。放射性薄层成像分析(TLC-IIA)、离线放射性高效液相色谱分析(HPLC-LSC)、在线放射性高效液相色谱-二极管阵列检测器/质谱联用(HPLCFSA/PDA/MS)和LSC分析表明,两种14C-氯虫苯甲酰胺的放化纯度分别为99.8%和99.6%,化学纯度分别为99.1%和98.4%,比活度分别为52.45 mCi/mmol和52.30 mCi/mmol。这2种标记物可作为放射性示踪剂,可满足氯虫苯甲酰胺在中国的登记代谢试验研究的需要。     

1-吡唑甲酰基-2-芳基酰肼类化合物的合成及生物活性

为了寻求新的含吡唑双酰肼类先导化合物,用4-取代-1-甲基-3-乙基-5-吡唑甲酰肼与取代苯甲(乙)酰氯进行缩合反应得到了10个1-吡唑甲酰基-2-芳基酰肼类化合物,其中9个是新化合物,其结构经IR,1H NMR,MS和元素分析确证。初步生物活性实验结果表明,在25 μg/mL浓度下, 3b 和 3j 对稻瘟病菌Pyricularia oryzae的抑制率分别为51.3%和56.1%;在1 000 μg/mL下, 3b 对粘虫Mythimna separata的致死率达到100%。     

3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸的合成工艺研究

旨在优化合成氯虫苯甲酰胺的重要中间体3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5甲酸,并寻找一条适用于工业化生产的工艺路线。以2,3-二氯吡啶为原料,首先经过肼解反应,生成3-氯-2-肼基吡啶,然后3-氯-2-肼基吡啶经过环合,得到2-(3-氯吡啶-2-基)-5-羟基吡唑-3-甲酸乙酯,2-(3-氯吡啶-2-基)-5-羟基吡唑-3-甲酸乙酯经过溴化,得到3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,再氧化3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,生成3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯,最后3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1H-吡唑-5-甲酸乙酯水解,得到目标中间体3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5甲酸。在优化的条件下,反应总收率为44.44%,纯度为99.2%,所有中间体及产物经过1H NMR、IR进行表征。该路线条件温和、操作简便,为工业化生产奠定了基础。     

含苯丙氨酸和1H-茚-1-酮类氯虫苯甲酰胺类似物的合成及杀虫活性

为了开发新的杀虫化合物，以氯虫苯甲酰胺为先导，2-甲基-3-氨基苯甲酸为起始原料，经过卤化生成5-氯-3-甲基-2-氨基苯甲酸；再与3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸进行缩合反应，生成6-氯-2-(3-溴-1-(3-氯吡啶-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-基)-8-甲基-4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮；最后引入苯丙氨酸片段并经环化反应，分别合成了两个系列共计23 个新化合物( 4 和 5 )，其中化合物 4 为含苯丙氨酸的氯虫苯甲酰胺类似物，化合物 5 为由化合物4环化生成的含1H-茚-1-酮片段的氯虫苯甲酰胺类似物，所有化合物的结构均通过核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)和高分辨质谱(HRMS)的表征及确证。初步室内杀虫活性测试结果表明，多数目标化合物对黏虫Mythinma separata具有较高的杀虫活性，其中14个化合物在100 mg/L下对黏虫Mythinma separata的致死率为100%，化合物 5k ( 1H-茚-1-酮片段中取代基为羟基 ) 在4和0.8 mg/L下的致死率分别为90%和70%，其LC₅₀值为0.55 mg/L。分子对接结果表明，化合物 5k 与氯虫苯甲酰胺一样，也是作用于鱼尼汀受体(RyR)，但与靶标结合的氨基酸残基不同，这种差异可能对黏虫的抗药性治理研究有益。     

3-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)-N-芳基苯甲酰胺的合成与植物生长调节活性

为考察对苯氧基苯甲酰胺类化合物的生物活性特点,以3-(2-氯-4-三氟甲基苯氧基)苯甲酸和氯化亚砜为原料先合成得到酰氯,再与取代芳胺反应,得到了8个新的标题化合物。通过IR、1H NMR、MS和元素分析对该系列化合物的结构进行了确证。采用小麦芽鞘法和黄瓜子叶法测定了它们对小麦和黄瓜的植物生长调节活性,结果表明:在10 μg/g浓度下,所有化合物均显示出促进小麦芽鞘伸长的活性,其中3b的促进率为27.08%,高于对照药剂吲哚乙酸IAA(10.10%);而化合物3d、3h则显示了很强的促进黄瓜生根的活性,在10 μg/g浓度下,促进率分别为66.66%和55.55%,显著高于IAA(12.5%)。     

Pyrazole phenyl ether herbicides inhibit protoporphyrinogen oxidase

Two isomeric pairs of pyrazole phenyl ether herbicides [AH 2.429, 4-chloro-1-methyl-5-(4-nitrophenoxy)-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole; AH 2.430, 4-chloro-1-methyl-3-(4-nitrophenoxy)-5-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole; AH 2.431, 5-((4-chloro-1-methyl-5-(trifluoromethyl)-1H-pyrazol-3-yl)oxy)-2-nitrobenzoic acid; and AH 2.432, 5-((4-chloro-1-methyl-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazol-5-yl)oxy)-2-nitrobenzoic acid were evaluated for herbicidal activity in both intact plants and in tissue sections. Their capacity to induce accumulation of porphyrins in tissue sections and to inhibit protoporphyrinogen oxidase (Protox) in vitro were determined. In whole plant tests, the order of herbicidal activity was AH 2.430 AH 2.431 > AH 2.429 > AH 2.432. AH 2.430 consistently caused light-dependent membrane leakage in both green and far-red light grown cucumber cotyledon and barley primary leaf tissue sections after incubation for 20 hr in darkness in 0.1 mM solutions. The same treatment caused marked increases in protoporphyrin IX (PPIX) content during the 20-hr dark incubation. AH 2.429 and 2.431 were less effective and not effective in all tissues in causing herbicidal damage and PPIX accumulation. AH 2.432 was ineffective in tissue section assays. Mg-PPIX levels were not significantly affected by any of the compounds. Protochlorophyllide levels were decreased by AH 2.430 and 2.431 in barley and increased by AH 2.429, 2.431, and 2.432 in cucumber. A positive relationship was found between herbicidal activity and the amount of PPIX that was caused to accumulate by each compound. All of the compounds inhibited Protox activity. Positive correlations were found between herbicidal activity in planta over a 300-fold range and in vitro Protox inhibition and the amount of PPIX caused to accumulate in vivo. These data support the view that the pyrazole phenyl ethers exert their herbicidal activity entirely through inhibition of Protox.     

3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-羧酸肟酯衍生物的合成及抑菌活性

为发现具有高抑菌活性的先导化合物,结合本课题组前期研究,设计并合成了18个新型3-二氟甲基-1-甲基吡唑-4-羧酸肟酯衍生物,其结构均经核磁共振氢谱、碳谱及高分辨质谱分析确证,化合物 9g 的单晶衍射结果证明肟酯的构型为E式。离体生物活性测定结果表明,目标化合物在50 μg/mL下对番茄灰霉病菌 Botrytis cinerea、苹果树腐烂病菌Valsa mali 和小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis均表现出一定的抑制活性,其中化合物 9d 对苹果树腐烂病菌、 9r 对小麦全蚀病菌的EC₅₀值分别为0.89 μg/mL和3.34 μg/mL,表现出比先导化合物 L1 (E-2-氯-6-氟苯甲醛-O-(1-甲基-3-苯基-1H-吡唑-5-羰基)肟)和肟菌酯更优或相似的抑菌活性。     

3-苄基-5-(1-(2-氧代-1-氧杂螺[4,5]癸-3-烯-3-基) 亚乙基)-2-氨基咪唑啉-4-酮类化合物的合成及杀菌活性

为寻找高活性的杀菌化合物,在前期合成5-(1-(4-甲基-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]癸-3-烯-3-基) 亚乙基)-2-氨基咪唑啉-4-酮类化合物的基础上进行结构修饰,在咪唑啉-4-酮的3-位引入苄基,设计并合成了一系列未见文献报道的化合物,其结构经过核磁共振氢谱 (1H NMR)、碳谱 (13C NMR) 及高分辨质谱 (HR-ESI-MS) 确证。经高效液相色谱 (HPLC) 分析显示,Z-构型中间体化合物 6 在酸性条件下会发生氮质子化开环再环化,转化为E-构型化合物 7 。离体杀菌活性测定结果表明,3-位苄基的引入改善了该类化合物的杀菌活性,其中化合物 (E)-3-苄基-5-(1-(4-甲基-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]癸-3-烯-3-基) 亚乙基)-2-(4-甲氧基苯基) 氨基-咪唑啉-4-酮 ( 9c ) 和 (E)-3-苄基-5-(1-(4-甲基-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]癸-3-烯-3-基) 亚乙基)-2-(4-氟苯基) 氨基-咪唑啉-4-酮 ( 9h ) 对油菜菌核病菌的EC₅₀ 值分别为14.3和21.1 mg/L。活体杀菌活性测试结果显示,在400 mg/L下化合物 9c 对于黄瓜霜霉病和小麦白粉病的防治效果分别为 80%和85%。     

New 2-phenyl-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazole derivatives as paddy field herbicides

A series of 3-chloro-2-(4-chloro-2-fluorophenyl)-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazole derivatives containing various substituted isoxazolinylmethoxy groups at the 5-position of the benzene ring were synthesized and their herbicidal activities assessed under greenhouse and flooded paddy conditions. Among them, compounds having a phenyl or cyano substituent at the 3-position of the 5-methyl-isoxazolin-5-yl structure demonstrated good rice selectivity and potent herbicidal activity against annual weeds at 16-63 g AI ha(-1) under greenhouse conditions. Field trials indicated that these two compounds controlled a wide range of annual weeds rapidly with a good tolerance on transplanted rice seedlings by pre-emergence application. They showed a low mammalian and environmental toxicity in various toxicological tests.