Oxazosulfyl(商品名:ALLESTM,開(kāi)發(fā)代號:S-1587,結構式見(jiàn)圖1)是由日本住友化學(xué)株式會(huì )社最新研究開(kāi)發(fā)的含乙磺?;拎そY構片段的首個(gè)新型苯并惡唑類(lèi)殺蟲(chóng)劑。該品種作為住友化學(xué)株式會(huì )社研發(fā)管道中新農化產(chǎn)品項目B2020-4個(gè)商品化產(chǎn)品中唯一的殺蟲(chóng)劑(其他3個(gè)殺菌劑分別為inpyrfluxam、metyltetraprole和pyridaclomethy),主要應用于防控水稻病蟲(chóng)害,預計2019年上半年提交登記申請,有望2020年面世,該項目預估商業(yè)價(jià)值潛力約8.82億美元。
本文對oxazosulfyl進(jìn)行了品種介紹、創(chuàng )制經(jīng)緯與合成方法,以供農藥工作者參考。
圖1 Oxazosulfyl的結構式
1 品種介紹
其中文名稱(chēng):2-[3-(乙基磺?;?2-吡啶基]-5-[(三氟甲基)磺?;鵠苯并[d]惡唑;英文名稱(chēng):2-[3-(ethylsulfonyl)pyridin-2-yl]-5-[(trifluoromethyl)sulfonyl]benzo[d]oxazole,開(kāi)發(fā)代號S-1587,CAS號:1616678-32-0,分子式:C15H11F3N2O5S2,相對分子質(zhì)量:420.38。結構類(lèi)型屬于苯并惡唑類(lèi),oxazosulfyl也是首個(gè)苯并惡唑類(lèi)殺蟲(chóng)劑,其分子中含有磺?;拎て?,該片段以磺酰脲部分廣泛存在于農藥中,見(jiàn)圖2。
圖2 含磺?;拎て蔚霓r藥品種
化合物專(zhuān)利專(zhuān)利名稱(chēng):Preparationoffusedoxazolecompoundsusefulforpestcontrol;專(zhuān)利號:WO2014104407A1;專(zhuān)利公開(kāi)日:2014-07-03;專(zhuān)利申請日:2013-12-26。
專(zhuān)利擁有者:日本住友化學(xué)株式會(huì )社(SumitomoChemicalCo.,Ltd.)。
制備專(zhuān)利:WO2014104407、WO2015198817、JP201650636、WO2017110729、WO2017138237和JP2017114787等。
化合物單晶專(zhuān)利:WO2017104592。
Oxazosulfyl暫無(wú)中國專(zhuān)利。
2 創(chuàng )制經(jīng)緯
2012年,住友化學(xué)在其公開(kāi)專(zhuān)利報道了具有結構通式FormulaⅡ的系列化合物,發(fā)現化合物1具有較好的殺蟲(chóng)活性,見(jiàn)表1。以此化合物為先導,運用生物電子等排方法用吡啶基替換苯基進(jìn)行了進(jìn)一步的結構優(yōu)化(FormulaⅢ),發(fā)現化合物2具有更好的殺蟲(chóng)活性,且作為第2次先導,再次運用生物電子等排,將先導分子中的三氟甲基部分(A)、稠環(huán)部分(B)和乙硫基部分(C)分別進(jìn)行優(yōu)化,結構通式為FormulaⅠ。最終發(fā)現當R5為三氟甲磺?;?,W=CH,R3=H及n=2時(shí),所得化合物具有更廣譜的殺蟲(chóng)活性,即為oxazosulfyl(見(jiàn)圖3)。Oxazosulfyl是日本住友化學(xué)株式會(huì )社成功開(kāi)發(fā)的第一個(gè)含乙磺?;拎て蔚男滦捅讲d]惡唑類(lèi)結構的殺蟲(chóng)劑,其可能具有獨特的作用機制。
表1 化合物1等的生物活性
注:AG: Aphis gossypii; NL: Nilaparvata luguns; PX: Plutella xylostella; AOF: Adoxophyes orana fasciata; MD: Musca domestiea; CPP:Culex pipiens pallens; HL: Haemaphysalis longicornis; BT: Bemisia tabaci; LS:Laodelphax striatella; SF: Sogatella furcifera.
90a、80b和95c是指在500mg/L質(zhì)量濃度下防治效果分別≥90%、≥80%和≥95%(專(zhuān)利未給出具體數據);100d是指在50mg/L質(zhì)量濃度下的防治效果,“-”指專(zhuān)利未給出數據。
圖3 Oxazosulfyl的創(chuàng )制經(jīng)緯
3 合成方法
Oxazosulfyl的合成主要有2種方法,即酰胺環(huán)化法和醛胺縮合法,見(jiàn)圖4、5。
圖4 酰胺環(huán)化法合成oxazosulfyl
圖5 醛胺合成法合成oxazosulfyl
其中,酰胺環(huán)化法又可分為2種合成路線(xiàn),見(jiàn)圖4 Scheme 1a和Scheme
1b。路線(xiàn)1a是以3-乙磺?;拎?2-甲酸/鉀為原料,經(jīng)二氯亞砜氯化得其酰氯,再與關(guān)鍵中間體2-氨基-4-三氟甲磺?;椒臃磻?,形成酰胺化合物,該中間體在催化劑如對甲苯磺酸的存在下,環(huán)化獲得目標產(chǎn)物,該合成路線(xiàn)總收率較高(>76.8%)。路線(xiàn)1b則是以3-乙硫基吡啶-2-甲酸為原料,直接與2-氨基-4-三氟甲硫基苯酚在縮合劑如EDCI的作用下,合成酰胺中間體,該中間體在DMEAD和三苯基磷下,加熱反應生成苯并惡唑環(huán),再經(jīng)氧化過(guò)程得oxazosulfyl。該路線(xiàn)氧化過(guò)程中,經(jīng)MCPBA氧化先得亞砜(苯并惡唑環(huán)上),再在鎢酸鈉/雙氧水作用下進(jìn)一步轉化成砜。該方法中涉及的關(guān)鍵中間體2-氨基-4-三氟甲磺?;?三氟甲硫基苯酚和3-乙磺?;拎?2-甲酸/鉀的合成方法,見(jiàn)圖6、7。
圖6 關(guān)鍵中間體2-氨基-4-三氟甲磺?;?三氟甲硫基苯酚的合成
圖7 關(guān)鍵中間體3-乙磺?;拎?2-甲酸/鉀的合成
醛胺縮合法中,則是3-氯吡啶-2-甲醛為起始原料,經(jīng)乙磺?;磻?-乙磺?;拎?2-甲醛,該中間體與2-氨基-4-三氟甲磺?;椒釉阼F-活性炭的作用下,直接合成目標產(chǎn)物。該法中還可以是3-乙磺?;拎?2-甲醛與2-氨基-4-三氟甲硫基苯酚先環(huán)化反應后,再經(jīng)氧化得oxazosulfyl,見(jiàn)圖5。
4 小結
酰胺環(huán)化法和醛胺縮合法是有效制備oxazosulfyl的2種方法。其中,酰胺環(huán)化法雖然合成步驟較多,但反應收率較高,且原料3,6-二氯吡啶-2-甲酸價(jià)格低、易獲得,環(huán)化過(guò)程中使用的催化劑如對甲苯磺酸易于獲得,整個(gè)反應過(guò)程也易于操作;而醛胺縮合法則明顯具有合成步驟短的優(yōu)勢,但原料3-氯吡啶-2-甲醛價(jià)格貴,不易獲得,且在環(huán)化過(guò)程中需使用制備的鐵-活性炭催化劑。