具有殺蟲活性的含氮橋環(huán)化合物及其制備和用圖
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含氮橋環(huán)類新煙堿殺蟲劑、及其制備方法和應用。 技術背景
[0002] 20世紀80年代中期拜耳公司（Bayer)開發(fā)出第一個新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉，成為 最成功的新型殺蟲劑之一，以吡蟲啉為代表的新煙堿類殺蟲劑因殺蟲活性高，殺蟲譜廣，對 哺乳動物和水生動物毒性低，且有良好的系統物性及適當的田間穩(wěn)定性和環(huán)境友好性，成 為新農藥創(chuàng)制的重要熱點領域。后來又相繼開發(fā)出噻蟲啉、噻蟲胺、噻蟲嗪、啶蟲脒、烯啶蟲 胺、呋蟲胺等一系列煙堿類殺蟲劑。新煙堿類殺蟲劑因殺蟲活性高，殺蟲譜廣，對哺乳動物 和水生動物毒性低，且有良好的系統物性及適當的田間穩(wěn)定性，已經成為農藥創(chuàng)制的重要 熱點領域。
[0003] 但是由于吡蟲啉過量頻繁使用造成的較為嚴重的抗性問題以及由于結構相似性 帶來的新煙堿殺蟲劑之間的交互抗性，在一定程度上限制了該類化合物的應用，成為制約 此類化合物發(fā)展的重要問題，同時新煙堿類殺蟲劑主要對同翅目和鞘翅目害蟲高效，其相 對較窄的殺蟲譜也限制了蟲害防治方面的用藥選擇性。
[0004] 因此，對具有高活性的硝基亞甲基化合物進行結構改造，獲得新的、更高效的化合 物，解決新煙堿類殺蟲劑的抗性問題，擴大殺蟲譜，使其應用于殺蟲劑是本發(fā)明需要解決的 技術問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明提供了新的高效殺蟲劑，提高了新煙堿類化合物的殺蟲活性，擴大了殺蟲 譜，解決了現有技術中存在的問題。
[0006] 本發(fā)明目的在于提供一類高效防治害蟲的化合物及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是為生長中的和收獲的作物不受昆蟲攻擊和侵擾而提供保 護。
[0008] 本發(fā)明在現有的硝基亞甲基類新煙堿殺蟲劑的硝基亞甲基上引入含氮橋環(huán)，合成 了一種新型的新煙堿類化合物，該類化合物具有顯著的殺蟲活性，殺蟲譜廣。
[0009] 在本發(fā)明的第一方面，提供了具有通式1所示結構的化合物，或所述化合物的光 學異構體、順反異構體或農藥學上可接受的鹽：
[0010]
[0011]式中：
[0012]X為N或S;
[0014] 或&為H，取代或未取代的Q6飽和或不飽和的烴基，取代或未取代的Q6飽和或 不飽和的烴氧基，取代或未取代的Q6飽和或不飽和的烴基-ο-e; 6飽和或不飽和的烴基， 取代或未取代的Q6飽和或不飽和的烴基-S-Q6飽和或不飽和的烴基，取代或未取代的含 氮、氧和/或硫的雜橋環(huán)基，取代或未取代的含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基羰基或 胺基，取代或未取代的含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基，取代或未取代的C6 12芳基，其 中所述取代基為選自下組總得一個或多個：鹵素、Q4烷基、Q4烷氧基、Q4鹵代烷基或G4 氯代烷氧基；
[0015]R2為H，鹵素，Q6烷基，稀丙基，芐基，Q_4烷氧基_4烷基，Q_4烷氧基撰基，苯 氧撰基，C2_6炔基撰基，C2_3烯基撰基，C3_6環(huán)烷基撰基，苯甲醜基，或者被一個或多個選自 齒原子、Q_4烷基、Q_4鹵代烷基、Q_4烷氧基或G_4烷基撰基的取代基所取代的苯甲醜基， 呋喃羰基或N，N-二甲基羰基；
[0016]R3和R4各自獨立地為H，Q6烷基，烯丙基，芐基，Q_ 4烷氧基_ 4烷基，Q_ 4烷氧 基-羰基，苯氧羰基，c2_6炔基-羰基，c2_3烯基-羰基，c3_6環(huán)烷基-羰基，未取代的或者 被一個或多個選自鹵原子、Ci_4烷基、Ci_4鹵代烷基、Ci_4烷氧基和Ci_4烷基-羰基的取代 基所取代的苯甲?；秽驶騈，N-二甲基羰基；
[0017] 或R3 和r4 共同構成-ch2-ch2-、-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-mr' -或-ch2-mr' -ch2-;式 中，M為N、0或S雜原子；R'為雜原子上的取代基，選自下組：H，Q6烷基，烯丙基，芐基，苯 基，（V4烷氧基-(^_4烷基，（V4烷氧基-羰基，苯氧羰基，C2_6炔基-羰基，C2_3烯基-羰 基，c3_6環(huán)烷基-羰基，未取代的或者被一個或多個選自鹵原子、Ci_4鹵代烷基、Ci4烷基或 Q4烷氧基和Q_4烷基-羰基的取代基所取代的苯甲?；秽驶騈，N-二甲基羰基；
[0018] R5、R6、R7和R各自獨立地為H，鹵素，Q6烷基，Q6烷氧基，烯丙基，芐基，Q_ 4烷氧 基-G_4烷基，Q_4烷氧基撰基，苯氧撰基，C2_6炔基撰基，C2_3烯基撰基，C3_6環(huán)烷基撰基， 未取代的或者被一個或多個選自鹵原子、Ci_4烷基、Ci_4鹵代烷基、Ci_4烷氧基或Ci_4烷基 羰基的取代基所取代的苯甲?；秽驶騈，N-二甲基羰基；
[0019] η為 1 或2;
[0020] Rs為Η，氰基，硝基，Q6烷基，鹵代Q6烷基，磺酸基Q6烷基，Q6烷基-羰基6 烷基，稀丙基，G_4烷氧基_4烷基，G_4烷氧基-撰基，苯氧撰基，G_6烷基-撰基，C2_6 炔基-羰基，c2_3烯基-羰基，c3_6環(huán)烷基-羰基，未取代的或被一個或多個選自鹵原子、 Ci-4烷基、臆基、硝基-4鹵代烷基、Cl-4烷氧基或Ci-4烷基-撰基的取代基所取代的以下 基團：芐基、甲基吡陡、苯甲?；?、呋喃羰基或N，N-二甲基羰基、含氮、氧和/或硫的五元至 十元雜環(huán)基、C612芳基；
[0021] 或Rs為_YRaRb結構，其中，Y獨立地為0、N、S、SO、S02 ;Ra和Rb各自獨立地為H，羥 基，Q6烷基，稀丙基，Q_4烷氧基_4烷基，Q_4烷氧基-撰基，苯氧撰基，Q_6烷基-撰 基，c2_6炔基-羰基，c2_3烯基-羰基，c3_6環(huán)烷基-羰基，未取代的或被一個或多個選自鹵 原子、Ci_ 4烷基、腈基、硝基、羥基、甲胺基、Ci_ 4鹵代烷基、Ci_ 4烷氧基或Ci_ 4烷基-羰基的 取代基所取代的以下基團：芐基、苯甲酰基、呋喃羰基或N，N-二甲基羰基、含氮、氧和/或硫 的五元至十元雜環(huán)基、c612芳基；
[0022] 或者Ra 和Rb 共同構成-CH2-CH2-，-CH2-CH2-CH2-或-CH2-MR' -CH2_ ;式中Μ為N、0、 S雜原子，R'為雜原子上的取代基，選自H，C16烷基，烯丙基，芐基，苯基，Ci_4烷氧基-cw 烷基，(^_4烷氧基-撰基，苯氧撰基，C2_6炔基-撰基，C2_3烯基-撰基，C3_6環(huán)烷基-撰基， 未取代的或者被一個或多個選自鹵原子、Ci_4鹵代烷基、Cis飽和或不飽或烷基或烷氧基和 Ci_4烷基-羰基的取代基所取代的苯甲?；秽驶騈，N-二甲基羰基；
[0023]Z為硝基，氰基，酯基，醛基，羧基，三氟甲基，三氟乙?；蛉谆酋；?。
[0024] 在另一優(yōu)選例中，所述含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基選自下組：吡啶、苯 并吡啶、噁嗪、吡唑、苯并吡唑、咪唑、苯并咪唑、呋喃、苯并呋喃、四氫呋喃、噻唑、二氫噻唑、 苯并噻唑、噁唑、二氫噁唑、苯并噁唑、異噁唑、嘧啶、噻吩、苯并噻吩、喹啉、苯并喹啉、氧硫 雜環(huán)戊二烯。
[0025] 在另一優(yōu)選例中，所述C612芳基選自下組：苯環(huán)、萘環(huán)、聯苯和二苯醚。
[0026] 在另一優(yōu)選例中，所述化合物結構如通式A或通式B所示；
[0027]
[0028] 式中，RpR2、R3、R4、R5、R6、R7、Rs、Z定義同前；R9和&。定義同R5的定義。
[0029] 在另一優(yōu)選例中，R2、R5、R6、R7、R9和札。為H，Q2烷基，鹵素，Q4烷氧基，鹵代Q2 烷氧基，Ci_ 4烷基-酯基（Ci_ 4烷基C00-)，Ci_ 2烷基-磺酰酯基或三氟甲磺酰酯。
[0030] 在另一優(yōu)選例中，^心為為和心為氫"基舊素"氧基或乙氧基：優(yōu)選氫、 甲基、甲氧基。
[0031] 在另一優(yōu)選例中，&選自：取代或未取代的C16烷基、取代或未取代的C16烷 基-0-Ci6烷基、取代或未取代的Ci6烷基-S-Ci6烷基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取 代的噁嗪基、取代或未取代的咪唑基、取代或未取代的噻唑基、取代或未取代的噁唑基、取 代或未取代的二氫噻唑基、取代或未取代的二氫噁唑基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未 取代的四氫呋喃基、取代或未取代的噁唑基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基， 其中所述取代基為選自下組總得一個或多個：氟、氯、溴、甲基、三氟甲基、Ci4鹵代烷基或 Ci4氯代烷氧基。
[0032] 在另一優(yōu)選例中，R2為H。
[0033] 在另一優(yōu)選例中，R3和R4各自獨立地為H，Q6烷基；或R3、R4可合并組成或分別組 成-ch2-ch2-、-ch2-ch2-ch2-、-ch2-ch2-mr' -或-CH2-MR' -CH2-，其中Μ為N、0、S等雜原子， R'是雜原子上的取代基，選自下組：C16烷基或烷氧基。
[0034] 在另一優(yōu)選例中，R8為H，氛基，硝基，Q6烷基，鹵代G6烷基，橫酸基甲基，甲 基-羰基-甲基，甲基-羰基，未取代的或被一個或多個選自氟、氯、溴、甲基、甲氧基、甲 基-羰基、腈基、硝基、三氟甲基的取代基所取代的以下基團：芐基、甲基吡陡、呋喃基、噻唑 基、tl惡唑基、氧硫雜環(huán)戊-稀、四氧咲喃基、蔡基、苯基、-苯謎、聯苯；
[0035] 或Rs為_YRaRb結構，其中，Y獨立地為N、S、SO、S02 ;Ra和Rb各自獨立地為H，Q6 烷基，Ci_4烷氧基-撰基，Ch烷基-撰基，未取代的或被一個或多個選自氣、氣、漠、甲基、 臆基、硝基、Ci_4鹵代烷基、Ci_4烷氧基或Ci_4烷基-撰基的取代基所取代的以下基團：苯 基；或者Ra和Rb合并組成或共同構成-CH2-CH2-，-CH2-CH2-CH2-或-CH2-MR' -CH2-，式中Μ 為Ν、0、S雜原子，R'為雜原子上的取代基，選自H，Q6烷基，烯丙基，芐基，苯基，Q_4烷氧 基_ 4烷基，Q_ 4烷氧基-羰基，苯氧羰基。
[0036] 在另一優(yōu)選例中，RsS-Y'Rs'結構，其中，Y'為-NH-，RS'為未取代的或被一個或 多個選自鹵原子、Q_4烷基、腈基、硝基、羥基、甲胺基、Q_4鹵代烷基、(V4烷氧基或(V4烷 基-羰基的取代基所取代的以下基團：(；_6烷基-羰基、芐基、苯甲?；?、呋喃羰基或N，N_二 甲基羰基、含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基、C612芳基。
[0037] 在另一優(yōu)選例中，所述的^或馬'為被一個或多個選自鹵原子、(V4烷基、腈基、羥 基、甲胺基、G_4鹵代烷基、G_4烷氧基或G_4烷基-撰基的取代基所取代的以下基團：節(jié) 基、苯甲?；⑦秽驶騈，N-二甲基羰基、含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基、C612芳 基。
[0038] 在另一優(yōu)選例中，所述的^或馬'為被二個或多個選自鹵原子、Q_4烷基、腈基、甲 胺基、G_4鹵代烷基、G_4烷氧基或G_4烷基-撰基的取代基所取代的以下基團：芐基、苯 甲酰基、呋喃羰基或N，N-二甲基羰基、含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基、C612芳基。
[0039] 在另一優(yōu)選例中，所述含氮、氧和/或硫的五元至十元雜環(huán)基選自下組：吡啶、苯 并吡啶、噁嗪、吡唑、苯并吡唑、咪唑、苯并咪唑、呋喃、苯并呋喃、四氫呋喃、噻唑、二氫噻唑、 苯并噻唑、噁唑、二氫噁唑、苯并噁唑、嘧啶、噻吩、喹啉。
[0040] 在另一優(yōu)選例中，所述c612芳基選自下組：苯環(huán)、萘環(huán)、聯苯和二苯醚。
[0041] 在另一優(yōu)選例中，所述的Rs或Rs'為在2位、3位、5位和6位中至少一個位置上具 有取代基的苯基。
[0042] 在另一優(yōu)選例中，所述的Rs或Rs'為在2位、3位、4位、5位和6位中至少二個位 置上具有取代基的苯基。
[0043] 在另一優(yōu)選例中，對于所述Rs或Rs'為苯基、芐基或C612芳香（雜）環(huán)時，其取代 基包括甲基、甲氧基、F、Cl、Br、CN、CF3或其組合。
[0044] 在另一優(yōu)選例中，Z為硝基，氰基，-C00CH3，三氟甲基，三氟乙?；蛉谆酋?基。
[0045] 在另一優(yōu)選例中，所述的化合物中，RpR2、R3、R4、R5、R6、R7、Rs、R9、和札。中任一個 分別為表1、表2、表3和表4中所述具體化合物中所對應的基團。
[0046] 在另一優(yōu)選例中，所述的化合物為選自表1、表2、表3、和表4的任一化合物。
[0047] 在另一優(yōu)選例中，所述的化合物為表1中的化合物A13-A23、A26、A28-A32、A37、 A39、A40、A42、A43、A45-A48、A50-A52、A54、A55、A57-A61、A63、A66、A67、A69-A73、A75、A76、 A78、A79、A81、A82、A84、A85、A89-A91、A96-A101、A105。
[0048] 在另一優(yōu)選例中，所述的化合物為表2中的化合物B12-B21、B23-B38、B42、B43、 B45-B48、B54、B55、B57、B58、B60、B61、B63-B67、B72、B73、B75、B76、B78、B79、B81、B82、 B84、B85、B90、B91、B93、B94。
[0049] 在另一優(yōu)選例中，所述的化合物為表3中的化合物IE10-IE30,更佳地為IE-26、 IE-27、IE-28、IE-29、和IE-30。
[0050] 在另一優(yōu)選例中，所述的化合物為表4中的化合物IF-7和IF-8。
[0051] 在另一優(yōu)選例中，札選自：吡啶基、噻唑基、嘧啶基、四氫呋喃基、噁唑基或其鹵代 物。
[0052] 在另一優(yōu)選例中，札為鹵代的吡啶基、鹵代的噻唑基、鹵代的嘧啶基、鹵代的四氫 呋喃基、或鹵代的噁唑基，更優(yōu)選所述鹵代物為氯代物或氟代物。
[0053] 在另一優(yōu)選例中，R3和R4各自獨立地為氫或Q6烷基，或R3和R4共同構 成-CH2_CH2_ 或 _CH2_CH2_CH2_。
[0054] 在另一優(yōu)選例中，R3和R4自獨立地為氫或Q4烷基（優(yōu)選為氫、甲基或乙基）；或 者r3 和r4 共同構成-ch2-ch2-或-ch2-ch2-ch2-。
[0055] 在另一優(yōu)選例中，馬為H，乙基，取代苯基，取代芐基，取代苯肼基，磺?；摫?，二 苯醚等。
[0056] 在本發(fā)明的第二方面，提供了一種農用組合物，其包含：
[0057] (a)0. 001-99. 99重量％的本發(fā)明第一方面中所述的化合物、其光學異構體、順反 異構體或農藥學上可接受的鹽、或者它們的組合；以及
[0058] (b)農藥學上可接受的載體和/或賦形劑。
[0059] 在另一優(yōu)選例中，組分（a)占所述農用組合物的0· 01-99. 9重量％，優(yōu)選0· 05-90 重量％。
[0060] 在另一優(yōu)選例中，所述農用組合物用于殺滅或預防選自下組的害蟲：鞘翅目、鱗翅 目、半翅目、直翅目、等翅目、或雙翅目昆蟲及各目的植物寄生線蟲，優(yōu)選半翅目昆蟲和墊刃 目根結線蟲。
[0061] 在一個優(yōu)選例中，所述害蟲具有刺吸式或咀嚼式口器。
[0062] 在另一優(yōu)選例中，所述害蟲為蚜蟲、飛虱、粉虱、葉蟬、薊馬、稻縱卷葉螟，二化螟、 黃曲條甲、棉鈴蟲、菜青蟲、小菜蛾、斜紋夜蛾、或粘蟲。
[0063] 在另一優(yōu)選例中，所述的蟲或害蟲包括：粘蟲、褐飛虱、蚜蟲。
[0064] 在另一優(yōu)選例中，所述農用組合物還包含其它活性物質，所述其它活性物質選自： 殺蟲劑、傅劑、殺菌劑、殺瞞劑、殺線蟲劑、殺真菌劑或昆蟲生長調節(jié)劑。
[0065] 在本發(fā)明的第三方面，提供了所述農用組合物的用途，用于殺滅或預防農業(yè)害蟲、 衛(wèi)生害蟲和危害動物健康的害蟲；或用作用于殺滅或預防農業(yè)害蟲、衛(wèi)生害蟲和危害動物 健康的殺蟲劑組合物。
[0066] 在本發(fā)明的第四方面，提供了一種殺蟲和/或防蟲方法，所述方法包括將第一方 面中所述的化合物或第二方面中所述的組合物施加于遭受或可能遭受蟲害的植物體、動物 體、其周圍的土壤或環(huán)境中。
[0067] 在本發(fā)明的第五方面，提供了上述化合物、其光學異構體、順反異構體或農藥學上 可接受的鹽、或它們的組合在制備殺蟲劑組合物中的用途。
[0068] 在本發(fā)明的第六方面，提供了制備結構如通式（A)或通式（B)所示的化合物、其光 學異構體、順反異構體或農藥學上可接受的鹽的制備方法；
[0069]
[0070]所述方法包括步驟：在惰性溶劑中，在質子酸或路易斯酸的催化作用下，將化合物 1、化合物2和化合物3進行反應，從而得到式（A)化合物：
[0071] 或所述方法包括步驟：在惰性溶劑中，在質子酸或路易斯酸的催化作用下，將化合 物1、化合物2和化合物4進行反應，從而得到式（B)化合物：
[0072] 式中，1?1、1?2、1?3、1?4、"1? 7、馬、1?9、1?1。和2定義同前。
[0073]在另一優(yōu)選例中，所述質子酸或路易斯酸為選自下組中的一種或多種：鹽酸、醋 酸、磷酸二氫鈉、對甲苯磺酸、三氟乙酸、三氯乙酸、三氟化硼、三氯化鋁、三氯化鐵、氯化鎂、 氯化鈷、氯化鍶、氯化鈀、或氯化鎳。
[0074]在另一優(yōu)選例中，所述溶劑選自下組中的一種或多種：乙腈、甲醇、四氫呋喃、乙 醇、水、1，4-二氧六環(huán)、丙酮、二氯甲烷、或1，2-二氯乙烷。
[0075]在另一優(yōu)選例中，所述反應在-78-50°C下進行；較佳地，在-15_15°C下進行。
[0076] 在另一優(yōu)選例中，所述反應進行12-24小時。
[0077]在本發(fā)明的第七方面，提供了制備本發(fā)明第二方面所述農用組合物的方法，包括 步驟：將（a)本發(fā)明第一方面中所述的化合物、其光學異構體、順反異構體或農藥學上可接 受的鹽、或者它們的組合；與（b)農藥學上可接受的載體和/或賦形劑進行混合，從而形成 農用組合物。
[0078]應理解，在本發(fā)明范圍內中，本發(fā)明的上述各技術特征和在下文（如實施例）中具 體描述的各技術特征可以互相組合，從而構成新的或優(yōu)選的技術方案。限于篇幅，在此不再 累述。
【具體實施方式】
[0079]本發(fā)明人通過長期而深入的研究，在現有的硝基亞甲基類新煙堿殺蟲劑的結構基 礎之