一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物及其制備方法和應用

本發明涉及農藥化合物制備，尤其涉及一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物及其制備方法和應用。

背景技術：

1、植物線蟲是最重要的植物侵染性病原之一，因其分布廣泛、體積微小、隱于地下、重創植物根系的特性，能導致主要農作物減產約12.3％，嚴重時損失可達60％，據不完全統計，在全球范圍內每年由植物線蟲給農業造成的損失超過1500億美元。植物根結線蟲(meloidogyn?spp.)是種類最多，分布最廣，危害最重的線蟲。除了根結線蟲，中國較為嚴重的植物線蟲還有大豆和甜菜胞囊線蟲、小麥粒線蟲、甘薯莖線蟲、水稻干尖線蟲、粟線蟲、松材線蟲等。現在的植物線蟲的防治以化學防治為主，傳統的殺線蟲劑主要是阿維菌素以及甲維鹽、噻唑磷、克線丹和丁硫克百威等，但是抗性嚴重防效不理想；而近幾年新開發的殺線蟲劑發氟吡菌酰胺和三氟吡啶胺的抗性也發展很快，而且價格昂貴。

2、溴代吡咯腈，是經天然抗生素二噁吡咯霉素改造合成的芳基吡咯類化合物，具有優異的殺蟲殺螨殺菌和殺線蟲活性，但因其對部分作物具有一定的藥害而限制了其在農業上的應用，溴代吡咯腈現在主要作為農藥中間體，用于殺蟲劑蟲螨腈的合成。氨基酸作為植物內源物質，因其對作物安全、對環境友好和獨特的化學結構等優勢，被廣泛應用于新農藥的研究與開發。生物體內最常見的是α-氨基酸，此外還有β-氨基酸和γ-氨基酸。β-氨基丁酸(β-aminobutyric?acid，baba)是一種存在于植物中的4個碳非蛋白氨基酸，最初是在過度暴曬的番茄根系分泌物中檢測到這種物質。作為誘導激發子，baba可以誘導植物對多種病原真菌、細菌、病毒以及植物線蟲等病原微生物引起的病害產生系統獲得抗病性。baba是一種廣譜型植物免疫誘抗劑，不僅能誘導多種植物對病原微生物產生系統抗性，還能誘導植物產生抵抗干旱，高鹽，極端溫度等的非生物脅迫的能力。因此，通過在溴代吡咯腈結構中引入β-氨基丁酸以獲得防治植物線蟲病同時具備誘導抗病性的化合物具有廣闊的應用前景。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物及其制備方法和應用，用于解決現有殺線蟲劑價格昂貴、防治效果不理想的技術問題。

2、為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

3、本發明提供了一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物，所述溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物具有如下結構式：

4、

5、其中，r為h、c1～c4的直鏈烷基、c1～c4的支鏈烷基、苯基和三氟甲基取代基中的一種，n為1～8的整數。

6、本發明提供了一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，包括以下步驟：

7、(1)將溴代吡咯腈、碳酸銫和碘化鉀溶解于溶劑中，之后加入溴乙酸乙酯進行取代反應，得到溴代吡咯腈乙酸乙酯；

8、(2)將溴代吡咯腈乙酸乙酯和單水氫氧化鋰混合于溶劑中進行反應，得到溴代吡咯腈乙酸；

9、(3)將溴代吡咯腈乙酸溶解于溶劑中，之后加入草酰氯進行反應，得到溴代吡咯腈乙酰氯；

10、(4)將β-氨基丁酸乙酯溶解于溶劑中，之后加入溴代吡咯腈乙酰氯進行反應得到溴代吡咯腈-β-氨基丁酸乙酯；

11、(5)將溴代吡咯腈-β-氨基丁酸乙酯和單水氫氧化鋰混合于溶劑中進行反應，得到溴代吡咯腈-β-氨基丁酸。

12、進一步的，所述步驟(1)中，溴代吡咯腈、碳酸銫、碘化鉀和溴乙酸乙酯的摩爾比為1：0.5～1：1：1～1.5，所述溴代吡咯腈和溶劑的用量比為25mmol：80～120ml；

13、所述步驟(1)中，取代反應的溫度為35～135℃，取代反應的時間為6～10h。

14、進一步的，所述步驟(2)中，溴代吡咯腈乙酸乙酯、單水氫氧化鋰和溶劑的用量比為20～25mmol：30～35mmol：80～120ml；

15、所述反應的溫度為20～40℃，反應的時間為2～5h。

16、進一步的，所述步驟(3)中，溴代吡咯腈乙酸、草酰氯和溶劑的用量比為5～10mmol：5～10mmol：80～120ml；

17、所述反應的溫度為35～135℃，反應的時間為1～5h。

18、進一步的，所述步驟(4)中，β-氨基丁酸乙酯、溴代吡咯腈乙酰氯和溶劑的用量比為5～10mmol：5～10mmol：80～120ml；

19、所述加入溴代吡咯腈乙酰氯的溫度為-5～5℃；

20、所述反應的溫度為20～40℃，反應的時間為1～5h。

21、進一步的，所述步驟(5)中，溴代吡咯腈-β-氨基丁酸乙酯、單水氫氧化鋰和溶劑的用量比為3mmol：8～10mmol：40～60ml。

22、進一步的，所述步驟(5)中，所述反應的溫度為20～40℃，反應的時間為1～5h。

23、進一步的，所述步驟(1)、(2)、(3)、(4)和(5)中，所述溶劑獨立的包含二氯甲烷、氯仿、乙醇、甲醇、正丙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、乙醚、石油醚、苯、甲苯和丙酮中的一種或幾種。

24、本發明還提供了一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物作為殺線蟲劑在防治線蟲病中的應用，所述線蟲病包含根結線蟲病、大豆胞囊線蟲病、甜菜胞囊線蟲病、甘薯莖線蟲病和松材線蟲病。

25、本發明的有益效果：

26、本發明以溴代吡咯腈為母體結構，與β-氨基丁酸酯進行活性亞結構拼接，合成一系列新的化合物，化學結構新穎，可用來防治根結線蟲病、大豆胞囊線蟲病、甜菜胞囊線蟲病、甘薯莖線蟲病和松材線蟲病；生物測定結果表明，3-(2-(3-溴-5-(4-氯苯基)-4-氰基-2-(三氟甲基)-1h-吡咯-1-基)乙酰氨基)-2-甲基丙酸對番茄根結線蟲病的防治效果明顯優于新型商品化殺線蟲劑氟吡菌酰胺和三氟吡啶胺，有較高的商品化前景。

技術特征：

1.一種溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物，其特征在于，所述溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物具有如下結構式：

2.權利要求1所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據權利要求2所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，溴代吡咯腈、碳酸銫、碘化鉀和溴乙酸乙酯的摩爾比為1：0.5～1：1：1～1.5，所述溴代吡咯腈和溶劑的用量比為25mmol：80～120ml；

4.根據權利要求2或3所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，溴代吡咯腈乙酸乙酯、單水氫氧化鋰和溶劑的用量比為20～25mmol：30～35mmol：80～120ml；

5.根據權利要求4所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，溴代吡咯腈乙酸、草酰氯和溶劑的用量比為5～10mmol：5～10mmol：80～120ml；

6.根據權利要求2或5所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，β-氨基丁酸乙酯、溴代吡咯腈乙酰氯和溶劑的用量比為5～10mmol：5～10mmol：80～120ml；

7.根據權利要求6所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，溴代吡咯腈-β-氨基丁酸乙酯、單水氫氧化鋰和溶劑的用量比為3mmol：8～10mmol：40～60ml。

8.根據權利要求2或5或7所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述反應的溫度為20～40℃，反應的時間為1～5h。

9.根據權利要求2所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)、(2)、(3)、(4)和(5)中，所述溶劑獨立的包含二氯甲烷、氯仿、乙醇、甲醇、正丙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、乙醚、石油醚、苯、甲苯和丙酮中的一種或幾種。

10.權利要求1所述的溴代吡咯腈-β-氨基丁酸衍生物作為殺線蟲劑在防治線蟲病中的應用，其特征在于，所述線蟲病包含根結線蟲病、大豆胞囊線蟲病、甜菜胞囊線蟲病、甘薯莖線蟲病和松材線蟲病。

技術總結
本發明提供了一種溴代吡咯腈?β?氨基丁酸衍生物及其制備方法和應用，屬于農藥化合物制備技術領域。本發明所述的溴代吡咯腈?β?氨基丁酸衍生物為3?(2?(3?溴?5?(4?氯苯基)?4?氰基?2?(三氟甲基)?1H?吡咯?1?基)乙酰氨基)?2?甲基丙酸和酯的衍生物。本發明以溴代吡咯腈為母體結構，與不同取代的β?氨基丁酸衍生物進行活性亞結構拼接，合成一系列新的化合物，化學結構新穎，可用來防治根結線蟲，胞囊線蟲等植物寄生線蟲；生物測定結果表明，溴代吡咯腈?β?氨基丁酸對番茄根結線蟲的防效明顯優于商品化藥劑氟吡菌酰胺，并與新型殺線蟲劑三氟吡啶胺防效相當，有較高的商品化前景。

技術研發人員：徐志紅,張仲露
受保護的技術使用者：長江大學
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13