阅读说明：本技术 3-(二氟甲基)-1-甲基-1h-吡唑-4-羧酸酯类化合物及其制备方法和应用 (3- (difluoromethyl) -1-methyl-1H-pyrazole-4-carboxylic ester compound and preparation method and application thereof ) 是由 刘幸海 蔡彭鹏 金涛 谭成侠 翁建全 武宏科 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了3-(二氟甲基)-1-甲基-1<I>H</I>-吡唑-4-羧酸酯类化合物及其制备方法和应用。3-(二氟甲基)-1-甲基-1<I>H</I>-吡唑-4-羧酸酯类化合物,即2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1<I>H</I>-吡唑-4-羧酸酯类化合物,其结构式如式(Ⅰ)所示：<Image he="185" wi="326" file="DEST_PATH_IMAGE002.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>式(Ⅰ)中：取代基R为苯基或取代苯基,所述取代苯基的苯环上的取代基为卤素或C1-C3烷基。本发明公开的2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1<I>H</I>-吡唑-4-羧酸酯类化合物为具有杀菌活性的新化合物,其在50ppm浓度下对小麦赤霉病菌有较好的抑制率,为新农药的研发提供了基础。(The invention discloses 3- (difluoromethyl) -1-methyl-1 H -pyrazole-4-carboxylic ester compounds, and preparation methods and applications thereof. 3- (difluoromethyl) -1-methyl-1 H Pyrazole-4-carboxylic acid esters, i.e. 2- (benzoyloxy) ethyl 3- (difluoromethyl) -1-methyl-1 H -pyrazole-4-carboxylic acid esters of formula (i): in formula (I): and the substituent R is phenyl or substituted phenyl, and the substituent on the benzene ring of the substituted phenyl is halogen or C1-C3 alkyl. The invention discloses 2- (benzoyloxy) ethyl 3- (difluoromethyl) -1-methyl-1 H -pyrazole-4-carboxylic acidThe ester compound is a new compound with bactericidal activity, has better inhibition rate on wheat scab germs at the concentration of 50ppm, and provides a foundation for the research and development of new pesticides.)

3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物及其制备 方法和应用

技术领域

本发明涉及3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

如今，吡唑酯类化合物由于含有吡唑、酯基等高活性结构基团，通常具有低毒、高效等优良且广泛的生物活性，吡唑环作为含氮类杂环中的重要一员，它的结构形式非常独特，而且对多种微生物、致病因子和疾病都有很高的生物活性，所以不但被使用在杀菌、杀虫和杀螨领域，在除草领域也有广泛的应用，甚至在医药中的抗癌领域也有应用。具有酯基结构的杀菌剂虽然出现的比较晚，但自从问世后就一直在杀菌剂领域占据了极其重要的位置，2016年甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂更是超越***类成为全球杀菌市场的第一。该类化合物具有对植物的残留低、药害小、对哺乳动物的急性毒性低等优点。设计合成新型的吡唑双酯类杀菌剂对我们开发高效、低毒、低残留的新型农药具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物及其制备方法和应用。本发明是基于氟唑菌酰胺等SDH抑制剂的结构，以吡唑酯结构为母体，引入延伸且引入取代苯甲酰氧基等方式，并在吡唑环3位引入二氟甲基以考察对化合物生物活性的影响，设计合成了吡唑双酯类等系列化合物。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物，即2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物，其特征在于其结构式如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中：取代基R为苯基或取代苯基，所述取代苯基的苯环上的取代基为卤素或C1-C3烷基。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物，其特征在于式(Ⅰ)中的R为下列之一：2-甲苯基、3-氟苯基、苯基。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)二氟乙酰乙酸乙酯和原甲酸三乙酯在有机溶剂A中升温至回流反应，反应结束后浓缩除去溶剂，浓缩残留物加入到甲基肼水溶液与有机溶剂B的混合液中，于45-60℃温度下搅拌反应，TLC跟踪反应进程；反应结束后，反应液经后处理制得如式(Ⅱ)所示1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯；

2)将步骤1)所得式(Ⅱ)所示1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯加入到质量浓度为8～12％的NaOH水溶液中，于55-70℃温度下搅拌反应至反应液体系呈透明状，自然冷却至室温后，加酸将反应液pH调至1.5-3.0，析出固体，抽滤，滤渣干燥得如式(Ⅲ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸；

3)步骤2)所得式(Ⅲ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸在二氯亚砜中升温至回流反应，反应结束后浓缩除去溶剂，浓缩残留物与乙二醇和三乙胺在有机溶剂C中于室温下搅拌反应，TLC跟踪反应进程，反应结束后蒸馏浓缩除去溶剂，蒸馏浓缩残余物经柱层析分离制得如式(Ⅳ)所示的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯；

4)将步骤3)所得如式(Ⅳ)所示的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯、有机溶剂D和三乙胺搅拌混合均匀后，滴加取代苯甲酰氯，于室温下搅拌反应，TLC跟踪反应进程，反应结束后旋蒸浓缩除去溶剂，旋蒸浓缩残留物经柱层析分离提纯制得如式(Ⅰ)所示的2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物；

其中，取代苯甲酰氯的苯环上的取代基为H、卤素或C1-C3烷基。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中，有机溶剂A为乙酸酐，有机溶剂B为乙醇；步骤3)中的有机溶剂C和步骤4)中的有机溶剂D均为二氯甲烷。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中，所述二氟乙酰乙酸乙酯、原甲酸三乙酯和甲基肼的投料摩尔比为1:1.1～1.5:1.1～1.5。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于步骤3)中，式(Ⅲ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸与乙二醇的投料摩尔比为1:1.2～2；步骤4)中，式(Ⅳ)所示的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯与取代苯甲酰氯的投料摩尔比为1:1.05～1.3。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中的有机溶剂A与二氟乙酰乙酸乙酯的摩尔比为2.5～4:1；步骤1)中的有机溶剂B体积用量以二氟乙酰乙酸乙酯物质的量计为0.4～0.8mL/mmol。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于步骤3)中的有机溶剂C的体积用量以式(Ⅲ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸的物质的量计为0.6～1.0mL/mmol；步骤4)中的有机溶剂D的体积用量以式(Ⅳ)所示的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯的物质的量计为5～8mL/mmol。

所述的一种3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的制备方法，其特征在于步骤3)和步骤4)中柱层析分离的洗脱剂均采用体积比1:0.5～2的乙酸乙酯和石油醚混合液。

所述的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物在制备杀菌剂中的应用。

本发明2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物的合成反应路线如下：

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明提供了一种2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯类化合物及其制备方法与其制备杀菌剂中的应用，其制备方法简单、操作方便，得到的化合物在50ppm浓度下对小麦赤霉病菌有较好的抑制率。本发明所述化合物为具有杀菌活性的新化合物，为新农药的研发提供了基础。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例1 2-((2-甲基苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯的制备

1)1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯(Ⅱ)的合成：

将二氟乙酰乙酸乙酯(50.0mmol)和原甲酸三乙酯(60mmol)在乙酸酐(150.0mmol)中回流反应8小时后(检测反应物转化完全)，将反应液减压蒸馏浓缩除去多余原甲酸三乙酯和乙酸酐溶剂，在冰浴条件下将浓缩残留物加入到8.3g的40％甲基肼水溶液和25mL乙醇的混合溶液中，随后升温至50℃温度下进行反应，TLC跟踪反应进程，等到反应结束后蒸馏浓缩除去溶剂，蒸馏浓缩物中加入20mL乙酸乙酯和20mL饱和食盐水萃取、分层，取有机层用饱和食盐水洗涤2次(每次洗涤采用的饱和食盐水体积20mL)，再经无水硫酸镁干燥后旋蒸除去残留的溶剂，制得式(Ⅱ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯；

2)1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸(Ⅲ)的合成：

在100mL的反应瓶中，将式(Ⅱ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸乙酯(38mmol)加入，然后加入质量浓度为10％的NaOH水溶液30mL，升温至60℃搅拌至反应液透明后，自然冷却至室温，反应液中加酸调节pH到2.0左右，析出大量固体，抽滤，滤渣经水洗、干燥后，制得式(Ⅲ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸。

3)3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯(Ⅳ)的合成：

式(Ⅲ)所示的1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酸(30mmol)与10mL二氯亚砜混合并升温至回流反应，待反应液由浑浊变为澄清透明后，继续反应30min，反应停止，冷却至室温后，浓缩除去多余的氯化亚砜，浓缩残留物用10mL二氯甲烷稀释混合，配制得到溶液A备用。

将上述配制的溶液A，逐滴加入到15mL二氯甲烷、乙二醇(50.0mmol)和4mL三乙胺的混合液中，于室温下搅拌反应，TLC跟踪反应进程；反应结束后浓缩除去溶剂，浓缩残留物经柱层析分离提纯(洗脱剂为体积比1:1石油醚和乙酸乙酯)得到如式(Ⅳ)所示的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯。

4)2-((2-甲基苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯的合成：

将式(Ⅳ)所示的3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸2-羟乙酯(1.5mmol)中加入10mL二氯甲烷和1mL三乙胺，滴加2-甲基苯甲酰氯，温室搅拌反应，TLC跟踪反应进程；反应结束后浓缩除去溶剂，浓缩残留物经柱层析分离提纯(洗脱剂为体积比1:1石油醚和乙酸乙酯)制得式(F1)所示的2-((2-甲基苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯。

2-((2-甲基苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯：白色固体，产率：58.3％，熔点：105-107℃；¹H NMR(CDCl₃,500MHz),δ:7.94-7.89(m,2H,py,ph),7.39-7.45(m,1H,ph),7.23-7.27(m,2H,ph),7.08(t,J＝54.0Hz,1H,CHF₂),4.58(s,4H,CH₂),3.93(s,3H,CH₃),2.58(s,3H,CH₃).

实施例2 2-((3-氟苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯

将实施例1步骤4)中的2-甲基苯甲酰氯替换为同等摩尔量的3-氟苯甲酰氯，其他操作同实施例1，制得目标化合物式(F2)所示的2-((3-氟苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯；

2-((3-氟苯甲酰基)氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯：白色固体，产率：54.7％，熔点：98-99℃；¹H NMR(CDCl₃,500MHz),δ:7.96(t,J＝2.0Hz,1H,py),7.92-7.84(m,2H,ph),7.48-7.41(m,1H,ph),7.34(t,J＝8.0Hz,1H,ph),7.03(t,J＝54.0Hz,1H,CHF₂),4.57-4.63(m,4H,CH₂),3.90(s,3H,CH₃)。

实施例3 2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯的制备

将实施例1步骤4)中的2-甲基苯甲酰氯替换为同等摩尔量的苯甲酰氯，其他操作同实施例1，获得如式(F3)所示的2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯；

2-(苯甲酰氧基)乙基3-(二氟甲基)-1-甲基-1H-吡唑-4-羧酸酯：白色固体，产率：58.8％，熔点：110-112℃；¹H NMR(CDCl₃,500MHz),δ:7.99-8.04(m,2H,py,ph),7.88(s,1H,ph),7.50-7.57(m,1H,ph),7.41-7.34(m,2H,ph),7.05(t,J＝54.0Hz,1H,CHF₂),4.63-4.48(m,4H,CH₂),3.87(s,3H,CH₃).

实施例4杀菌活性测试

试验对象：番茄早疫病菌(Alternaria solani)、小麦赤霉病菌(Gibberellazeae)、马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)、辣椒疫霉病菌(Phytophthoracapsici)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、黄瓜灰霉病菌(Botrytiscinerea)、水稻纹枯病菌(Riziocotinia solani)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、花生褐斑病菌(Cercospora arachidicola)以及苹果轮纹病菌(Botryosphaeriaberengriana)。

将实施例1～3制备的式(F1)～式(F3)所示化合物，分别标记为待测化合物，并按以下方式进行杀菌活性测试：

试验处理：各待测化合物用DMSO溶解成1％EC母液备用。采用抑菌圈法，评价待测化合物在50ppm剂量下对试验靶标的室内杀菌活性，另设溶剂清水对照(QCK)，另设有效含量为50ppm的氟唑菌酰胺对照(FP)。

试验方法：用移液枪吸取50微升上述配置的EC母液，溶于2.95mL的吐温水中，配成待测化合物的有效浓度为500ppm的药液。用移液枪吸取1mL药液放入已灭菌的培养皿中，再放入9mL的PDA培养基，摇匀，冷却。用打孔器打取圆形菌饼后用接种针挑至培养皿中央，然后将培养皿置于培养箱27℃中培养，48～72h后测量菌落直径。菌落纯生长量为菌落平均直径与菌饼直径的差值，抑菌率(％)计算方法参照如下公式进行计算。

上述计算公式中的对照菌落纯生长量，是指清水对照(QCK)测试下的菌落纯生长量。

杀菌活性测试结果如表1所示。

表1 50ppm下各化合物的杀菌活性(％防效)

由表1可知，化合物F1对马铃薯晚疫病和水稻纹枯病的抑制率达到30％以上，化合物F2对小麦赤霉病的抑制率达到了40％以上，对马铃薯晚疫病的抑制率达到了37％，化合物F3对番茄早疫病和小麦赤霉病的抑制率达到了30％以上。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。