[发明专利]1,2-氮杂环辛烷并吡唑烷酮类化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机合成和农药学领域，涉及一种1，2-氮杂环辛烷并吡唑烷酮类化合物及其制备方法与应用。 

背景技术

1，2-氮杂环辛烷并吡唑烷酮类化合物以及类似物(式1)具有多样性的生物活性，在医药、农药等领域具有极大的研究价值，已被作为除草剂、杀虫剂、乙酰辅酶A羧化酶抑制剂等进行了研究，这些化合物以其显著的除草活性受到了农药界的较多关注。尽管这些1，2-氮杂环辛烷并吡唑烷酮类化合物以及类似物在生物活性分子研究中扮演着重要角色，但是比较成功的合成方法还比较少见，因此，发展简单实用的高效合成方法合成这些化合物并研究其生物活性一直备受重视。 

式1 

亲核有机膦催化的分子间环加成反应是合成碳环和杂环化合物的最有效的工具之一，利用这类环加成反应可以非常简洁地从便宜易得的原料合成结构复杂的碳环和杂环化合物。目前，亲核有机膦催化的环加成反应已被用于合成环戊烯、环己烯、环丙烷、呋喃、呋喃酮、四氢吡啶、二氢吡咯、二氢吡喃酮、二氢异噁唑、色满、苯并吡喃酮、二氢苯并呋喃、吡唑、1，3-二氧六环等碳环和杂环化合物，在构建多样性化合物库中发挥着重要作用。 

发明内容

本发明的目的是提供一种1，2-氮杂环辛烷并吡唑烷酮类化合物及其制备方法与应用。 

本发明提供的1，2-氮杂环辛烷并吡唑烷酮类化合物，如式III或式IV所示， 

所述式III和式IV中，R为碳原子总数为1-20的烷基、苄基、苯基、卤素取代的苯基、硝基取代的苯基、碳原子总数为1-20的烷基取代的苯基、碳原子总数为1-20的烷氧基取代的苯基、萘基、卤素取代的萘基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、吡喃基和碳原子总数为1-20的环烷基中的任意一种。 

所述卤素取代的苯基和卤素取代的萘基中，所述卤素均选自氟、氯、溴和碘中的至少一种；所述卤素取代的苯基中，卤素取代基的个数为1-5，优选为1-3；所述卤素取代的萘基中，卤素取代基的个数为1-7，优选为1-3； 

所述硝基取代的苯基中，硝基的个数为1-5，优选为1-3；所述硝基取代的萘基中，硝基的个数为1-7，优选为1-3； 

所述碳原子总数为1-20的烷基取代的苯基和碳原子总数为1-20的烷氧基取代的苯基中，烷基和烷氧基中的碳原子总数均为1-20，优选为1-6；所述碳原子总数为1-20的烷基取代的苯基中，烷基的个数为1-5，优选为1-3；所述碳原子总数为1-20的烷氧基取代的苯基中，烷氧基的个数为1-5，优选为1-3。 

本发明提供的制备式III所示化合物和式IV所示化合物的方法，包括如下步骤：在膦催化剂存在下，将式I所示化合物和式II所示化合物(也即2，3-丁二烯酸乙酯)混匀于溶剂中进行环加成反应反应，反应完毕得到所述式III和式IV所示化合物； 

所述式I中，R为碳原子总数为1-20的烷基、苄基、苯基、卤素取代的苯基、硝基取代的苯基、碳原子总数为1-20的烷基取代的苯基、碳原子总数为1-20的烷氧基取代的苯基、萘基、卤素取代的萘基、呋喃基、吡咯基、吡啶基、吡喃基和碳原子总数为1-20的环烷基中的任意一种。其中，所述卤素取代的苯基和卤素取代的萘基中，所述卤素均选自氟、氯、溴和碘中的至少一种；所述卤素取代的苯基中，卤素取代基的个数为1-5，优选为1-3；所述卤素取代的萘基中，卤素取代基的个数为1-7，优选为1-3；所述硝基取代的苯基中，硝基的个数为1-5，优选为1-3；所述硝基取代的萘 基中，硝基的个数为1-7，优选为1-3；所述碳原子总数为1-20的烷基取代的苯基和碳原子总数为1-20的烷氧基取代的苯基中，烷基和烷氧基中的碳原子总数均为1-20，优选为1-6；所述碳原子总数为1-20的烷基取代的苯基中，烷基的个数为1-5，优选为1-3；所述碳原子总数为1-20的烷氧基取代的苯基中，烷氧基的个数为1-7，优选为1-3。 

该反应为亲核有机膦催化的偶氮次甲基亚胺与联烯酯之间的[3+2+3]环加成反应，其反应方程式如下所示： 

上述方法中，所述式I所示化合物为1-(苯亚甲基)-3-氧代二氢吡唑内鎓盐、1-[(4-甲基苯基)亚甲基]-3-氧代二氢吡唑内鎓盐、1-[(4-硝基苯基)亚甲基]-3-氧代二氢吡唑内鎓盐或1-[(2-氯苯基)亚甲基]-3-氧代二氢吡唑内鎓盐；