[发明专利]一种新型螺环类化合物的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于农药合成技术领域，具体涉及一种新型螺环类化合物的制备方法及应用。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，食品安全问题日趋成为人们关注的焦点。因此，在新农药品种的开发过程中，强调高活性的同时更加注重于环境的相容性，以确保人类和非靶标生物的安全。类似昆虫调节剂以及具有光学活性的螺环类杀虫剂，就是人们通常说的绿色农药。人类对农药的更高要求，以及农药自身的抗性问题和科学技术的不断发展，都要求农药要不断创新。新农药创制涉及到分子设计、合成、筛选、结构优化与衍生、活性测定、田间药效试验及其推广、工艺开发、安全与环境评价以及登记注册等诸多环节，是一项专业跨度大、学科交叉性强的系统工程。先导化合物的分子设计和合成是创制的核心环节，而其中分子设计环节是能否取得成功的关键，因而合理地设计并合成出新型先导化合物是新农药创制研究者面临的难点。在设计思路中，新农药的创制有如下发展方向：1、杂环农药是新农药发展的主流；2、外消旋农药向单一手性体发展；3、在化合物的结构中引入新元素；4、基于生理生化过程的农药分子设计；5、生物源农药的研究与开发；6、QSAR在农药分子设计中的应用。当前新农药的创制主要有四种途径：随机合成筛选、类同合成法、天然活性物质模型法和生物合理设计法。其中以随机合成筛选与以类同合成为主要途径。

螺环类杀虫剂分子中含有一个或多个螺环结构，是该领域的新宠，国外现在大力开发和使用这种杀虫剂和农药。而国内现阶段还未有效利用这种结构，因此大力开发和探索其合成工艺路线是非常有必要的。螺环化合物的两环平面相互垂直，对于杂环螺环化合物可能还具有异头效应，螺共轭、螺超共轭等一般有机化合物不具备的特殊性质，由于手性轴的存在，在一定的条件下，能够成不对称分子或非对称分子；手性螺环刚性强，不易消旋化。含杂原子的螺环化合物作用机理独特，不易产生抗药性，已引起世人的关注。

本发明设计了一种结构新颖的螺环类化合物，该化合物不仅合成工艺简单，操作重复性好而且对室温粉虱和棉红蜘蛛幼虫具有良好的杀灭效果。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单易行、原料廉价易得、化合物结构新颖、杀虫活性好、反应效率高且重复性好的一种新型螺环类化合物的合成方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种新型螺环类化合物的成方法，其特征在于具体步骤为：

A、2,3-二氯-5-氟吡啶与到氨水反应生成2-氯-5-氟-3-氨基吡啶；再被H₂O₂氧化得到2-氯-5-氟-3-硝基吡啶；最后再与NaN₃反应后被还原，得到2-氨基-5-氟-3-硝基吡啶；

B、2-氨基-5-氟-3-硝基吡啶通过加氢还原得到2-氨基-5-氟-3-硝基哌啶；

C、2-氨基-5-氟-3-硝基哌啶与甲酰胺和一氧化碳在催化剂作用下反应成环反应得到(5S)-8-氟-10-硝基-1,3,6-三氮杂螺[4,5]-癸-2,4-二酮；

D、(5S)-8-氟-10-硝基-1,3,6-三氮杂螺[4,5]-癸-2,4-二酮在碱性条件下水解得到(2R)-2-氨基-5-氟-3-硝基哌啶-2-甲酸；

E、(2R)-2-氨基-5-氟-3-硝基哌啶-2-甲酸与甲醇发生酯化反应得到(2R)-2-氨基-5-氟-3-硝基哌啶-2-甲酸甲酯；

F、(2R)-2-氨基-5-氟-3-硝基哌啶-2-甲酸甲酯与2,5-二甲基苯乙酰氯发生取代反应后在碱性条件下再发生自身缩合得到(5R,10R)-3-(2,5-二甲基苯基)-8-氟-4-羟基-10-硝基-1,6-二氮杂螺环[4,5]癸-3-烯-2-酮；

G、(5R,10R)-3-(2,5-二甲基苯基)-8-氟-4-羟基-10-硝基-1,6-二氮杂螺环[4,5]癸-3-烯-2-酮与水合肼发生反应得到