发明内容
本发明提供一种对蛾类昆虫,特别是斜纹叶蛾的诱食活性高的含氟松香酰胺,本发明还进一步提供简单、成本低的含氟松香酰胺的制备方法,本发明还进一步提出含氟松香酰胺的新用途,用作蛾类昆虫,特别是斜纹叶蛾诱食剂和甜菜叶蛾等蛾类昆虫,作为诱食剂,它具有活性高的特点。
本发明采用如下技术方案:
一种含氟松香酰胺,其结构通式如下:
其中,R表示F取代基,其位置为:1-F或2-F或3-F;或R表示两个F取代基,连个取代基的位置分别为:1-F2-F或1-F3-F或1-F4-F或1-F5-F或2-F3-F或2-F4-F或2-F5-F或3-F4-F或3-F5-F;或R表示以下三个位置的取代基:1-CF3或2-CF3或3-CF3。
一种含氟松香酰胺的制备方法,包括下列步骤:
第一步:制备脱氢枞酸酰氯中间体:将酰基化试剂和脱氢枞酸用溶剂溶解后混合,在30℃-65℃下反应3-20h,冷却到10-30℃,过滤,将滤液减压蒸馏去除溶剂,得到浅琥珀色透明液体脱氢枞酸酰氯,其中酰基化试剂为SOCl2,PCl3,PCl5中的一种;
第二步:制备含氟松香酰胺:将含氟苯胺、缚酸剂和溶剂混合形成混合液,将上述脱氢枞酸酰氯加入到该混合液中,搅拌反应,生成白色沉淀,直到白色沉淀不再增加时,过滤,去掉多余的胺,然后用水洗至中性,干燥,蒸出溶剂,得到的固体用乙酸乙酯重结晶,得到产物,其中,酰基化试剂和脱氢枞酸及溶剂的比例为(1-1.1)∶1∶(500-600),含氟苯胺∶脱氢枞酸酰氯∶缚酸剂∶溶剂=(1-1.05)∶1∶(1-1.1)∶(400-500),其中酰基化试剂、脱氢枞酸、含氟苯胺、脱氢枞酸酰氯、缚酸剂均以物质的量的单位摩尔计量,溶剂以体积单位毫升计量,溶剂为甲苯或者氯仿中的一种,缚酸剂为含氟苯胺或者三乙胺或者吡啶中的一种。
一种含氟松香酰胺的制备方法,包括以下步骤:在10-30℃下,将脱氢枞酸和含氟苯胺、溶剂混合形成混合液,将二环己基碳酰亚胺溶于溶剂中,并将该二环己基碳酰亚胺溶液滴加到上述混合液中,边滴加边搅拌反应22-26h,然后过滤,将滤液水洗后,干燥,蒸出溶剂,得到的固体用乙酸乙酯重结晶,得到产物,其中上述反应原料物质的量的比为:脱氢枞酸∶含氟苯胺∶二环己基碳酰亚胺=1∶(1-1.05)∶(1-1.1),上述溶剂为二氯甲烷或者三氯甲烷中的一种。
含氟松香酰胺用作蛾类昆虫的诱食剂,特别是用作斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾、甘蓝夜蛾的诱食剂,尤其是用作斜纹夜蛾的诱食剂。
本发明获得如下技术效果:
1.本发明以生物质资源松香树脂酸为原料,采用活性基团拼接原理,本发明工艺采用生物质资源为原料,采用活性基团拼接原理,合成出一系列含氟松香酰胺化合物,使化合物具有三环二萜的独特结构及多个手性中心,同时由于氟原子特有的模拟效应、电子效应、阻碍效应、渗透效应,相对于没有F原子的类似化合物,它的生物活性大大提高。
2.本发明具有对蛾类昆虫斜纹叶蛾和甜菜叶蛾等蛾等的诱食活性,是一种新用途。
3.本发明利用了我国丰富的松香资源合成出一系列含氟松香酰胺化合物,具有低成本的特点;该产品采用了生物质资源松香树脂酸为原料,因而具有环保的特点。
4.本发明的第一种制备方法相对于现有合成方法通常对松香树脂酸衍生物的合成方法需要高温或者高压和催化剂,本方法能够在较低的温度下制备衍生物,避免树脂酸的氧化,原料价格便宜。
5.本发明第二种制备方法方法能够在较低的温度下一步合成酰胺衍生物,操作步骤简单。
6.本发明提供上述含氟松香酰胺化合物,这些化合物具有对蛾类昆虫斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等的诱食活性,因此可以作为蛾类昆虫斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫的诱食剂,与杀虫剂或者扑杀器具联用,用于防治和扑杀蛾类昆虫斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫的生物农药,作为斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫诱食剂的研究尚未见文献报道。
7.本发明制备脱氢枞酸酰氯中间体的反应温度优选为50-60℃,温度过低,其反应速度较慢,在30℃时,需要反应20小时,生产效率较低;而反应温度过高,反应副产物明显增多,因而制备脱氢枞酸酰氯中间体的最佳反应温度为50-60℃。
具体实施方式
实施例1
一种含氟松香酰胺,其结构通式如下:
其中,R表示F取代基,其位置为:1-F或2-F或3-F;或R表示两个F取代基,连个取代基的位置分别为:1-F2-F或1-F3-F或1-F4-F或1-F5-F或2-F3-F或2-F4-F或2-F5-F或3-F4-F或3-F5-F;或R表示以下三个位置的取代基:1-CF3或2-CF3或3-CF3,即CF3在酰胺取代基的邻、间、对三个位置中的一个。
其中1-,5-表示苯环上已被取代的基团的邻位,2-,4-表示苯环上已被取代的基团的间位,3-表示苯环上已被取代的基团的对位。
实施例2
一种含氟松香酰胺的制备方法,包括下列步骤:
第一步:制备脱氢枞酸酰氯中间体:将酰基化试剂和脱氢枞酸混合,再加入溶剂,在30℃-65℃下反应3-20h,反应温度可以选取为35℃,40℃,45℃,50℃,55℃,60℃,时间可以选取为:4h,5h,7h,9h,12h,15h,17h,19h,冷却到10-30℃,通常是室温,例如15℃,20℃,25℃,28℃,过滤,将滤液减压蒸馏去除溶剂,得到浅琥珀色透明液体脱氢枞酸酰氯,其中酰基化试剂为SOCl2,PCl3,PCl5中的一种;
第二步:制备含氟松香酰胺:将含氟苯胺、缚酸剂和溶剂混合形成混合液,将上述脱氢枞酸酰氯加入到该混合液中,搅拌反应,生成白色沉淀(该白色沉淀为缚酸剂的盐酸盐),直到白色沉淀不再增加时,过滤,去掉多余的胺,然后用水洗至中性,干燥,蒸出溶剂,得到的固体用乙酸乙酯重结晶,得到产物,
(结构与实施例1结构式中含氟的苯胺取代基结构基本相同,反应后,该结构即进入实施例1的结构,R表示F取代基,其位置为:1-F或2-F或3-F;
或R表示两个F取代基,连个取代基的位置分别为:1-F2-F或1-F3-F或1-F4-F或1-F5-F或2-F3-F或2-F4-F或2-F5-F或3-F4-F或3-F5-F;
或R表示以下三个位置的取代基:1-CF3或2-CF3或3-CF3,即CF3在酰胺取代基的邻、间、对三个位置中的一个。
其中1-,5-表示苯环上已被取代的基团的邻位,2-,4-表示苯环上已被取代的基团的间位,3-表示苯环上已被取代的基团的对位。)
其中,酰基化试剂和脱氢枞酸及溶剂的比例为(1-1.1)∶1∶(500-600),例如可以选取为:1∶1∶510,1∶1∶520,1∶1∶530,1∶1∶540,1∶1∶550,1∶1∶560,1∶1∶570,1∶1∶580,1∶1∶590,1∶1∶600,1.05∶1∶510,1.05∶1∶520,1.05∶1∶540,1.05∶1∶570,1.05∶1∶590,1.1∶1∶510,1.1∶1∶520,1.1∶1∶530,1.1∶1∶540,1.1∶1∶550,1.1∶1∶560,1.1∶1∶570,含氟苯胺∶脱氢枞酸酰氯∶缚酸剂∶溶剂=(1-1.05)∶1∶(1-1.1)∶(40-500),例如比例可以选取为:1∶1∶1∶400,1∶1∶1∶420,1∶1∶1∶440,1∶1∶1∶450,1∶1∶1∶460,1∶1∶1∶485,1∶1∶1∶500;1.02∶1∶1∶420,1.02∶1∶1∶440,1.02∶1∶1∶450,1.02∶1∶1∶460,1.02∶1∶1∶480,1.02∶1∶1∶500;1.05∶1∶1∶400,1.05∶1∶1∶420,1.05∶1∶1∶440,1.05∶1∶1∶450,1.05∶1∶1∶460,1.05∶1∶1∶480;1.02∶1∶1.05∶400,1.02∶1∶1.05∶420,1.02:1∶1.05∶440,1.02∶1∶1.05∶450,1.02∶1∶1.05∶460,1.02∶1∶1.05∶480,1.02∶1∶1.05∶500;其中酰基化试剂、脱氢枞酸、含氟苯胺、脱氢枞酸酰氯、缚酸剂均以物质的量的单位摩尔计量,溶剂以体积单位毫升计量,譬如:1∶1∶1∶400,其中前三个为物质的量的单位,例如为摩尔,最后一个以毫升为单位,例如:1摩尔:1摩尔:1摩尔:400毫升,溶剂为甲苯或者氯仿中的一种,缚酸剂为含氟苯胺或者三乙胺或者吡啶中的一种。
实施例3
一种含氟松香酰胺的制备方法,包括:在10-30℃下,温度可以选取为:15℃,20℃,25℃,将脱氢枞酸和含氟苯胺、溶剂混合形成混合液,将二环己基碳酰亚胺溶于溶剂中,并将该二环己基碳酰亚胺溶液滴加到上述混合液中,边滴加边搅拌反应22-26h,例如可以选取为23h,24h,25h,然后过滤,将滤液水洗后,干燥,蒸出溶剂,得到的固体用乙酸乙酯重结晶,得到产物,溶剂的用量用于溶解上述物质,参照实施例2。
其中上述反应原料物质的量的比为:脱氢枞酸∶含氟苯胺∶二环己基碳酰亚胺=1∶(1-1.05)∶(1-1.1),例如可以为:1∶1∶1,1∶1.02∶1,1∶1.03∶1,1∶1.04∶1;1∶1∶1.05,1∶1.02∶1.05,1∶1.03∶1.05,1∶1.04∶1.05;1∶1∶1.08,1∶1.02∶1.08,1∶1.03∶1.08,1∶1.04∶1.08;上述溶剂为二氯甲烷或者三氯甲烷中的一种。
实施例4
含氟松香酰胺用作蛾类昆虫的诱食剂,尤其是含氟松香酰胺用作斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾、甘蓝夜蛾的诱食剂,特别是含氟松香酰胺用作斜纹夜蛾的诱食剂。其结构为实施例1所公开的结构。将含氟松香酰胺与斜纹夜蛾食料按照一定比例混合后放置于昆虫扑杀器具中,待斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫聚集到一定数量后进行扑杀;或者将含氟松香酰胺与斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫食料和杀虫剂按照一定比例混合,撒放于斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫较多的田间,斜纹夜蛾和甜菜叶蛾等蛾类昆虫在取食时同时被毒杀。
实施例5
一种含氟松香酰胺的制备方法,包括以下步骤:
酰氯的制备:在装有滴液漏斗、无水CaCl2干燥管和回流冷凝管的250mL四口瓶中加入酰基化试剂和脱氢枞酸,加入溶剂,在一定温度下反应3-20h,冷却到室温,过滤,滤液真空减压蒸除溶剂,得到浅琥珀色透明液体。
其中酰基化试剂为SOCl2,PCl3,PCl5中的一种。
溶剂为氯仿或者甲苯。
酰基化试剂和脱氢枞酸及溶剂的比例为1-1.1mol∶1mol∶500-600mL
反应温度为常温~65℃。
酰氯法制备含氟松香酰胺:
在装有滴液漏斗、无水CaCl2干燥管和冷凝管的250mL四口瓶中加入含氟苯胺,加入溶剂溶解,加入缚酸剂,将脱氢枞酸酰氯加入烧瓶中,反应过程中不断有白色沉淀析出,室温搅拌反应一定时间,过滤,滤液用5%的HCl洗涤,然后用水洗至中性,用无水Na2SO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,固体用乙酸乙酯重结晶,真空干燥得到产品。含氟苯胺为取代基为1-F,2-F,3-F,1-F2-F,1-F3-F,1-F4-F,1-F5-F,2-F3-F,2-F4-F,2-F5-F,3-F4-F,3-F5-F,1-CF3,2-CF3,3-CF3的苯胺。缚酸剂为反应胺或者三乙胺或者吡啶中的一种。
反应原料的配比为:含氟苯胺∶酰氯∶缚酸剂∶溶剂=1-1.05mol∶1mol∶1-1.1mol∶500mL。
反应溶剂为二氯甲烷,氯仿,甲苯等
反应时间为10-24h。
实施例6
一种含氟松香酰胺的制备方法,包括以下步骤:
二环己基碳酰亚胺(DCC)缩合法制备含氟松香酰胺
将松香树脂酸和含氟苯胺加入烧瓶中,用溶剂溶解,将DCC溶于溶剂中,缓慢滴加到烧瓶中,室温搅拌,过滤后滤液水洗两次,用无水硫酸钠干燥24h,蒸出溶剂,用乙酸乙酯重结晶。
反应原料配比为:树脂酸∶反应胺∶DCC∶溶剂=1mol∶1-1.05mol∶1-1.1mol∶400mL树脂酸∶反应胺∶DCC的物质的量之比为1∶(1-1.05)∶(1-1.1),例如可以选取为:
1∶1.01∶1,1∶1.02∶1,1∶1.03∶1,1∶1.04∶1,,1∶1.05∶1,,1∶1.01∶1.01,1∶1.01∶1.02,1∶1.01∶1.03,1∶1.01∶1.04,1∶1.01∶1.05,1∶1.01∶1.06,1∶1.01∶1.07,1∶1.01∶1.09,1∶1.02∶1.01,1∶1.02∶1.03,1∶1.02∶1.05,1∶1.02∶1.06,1∶1.02∶1.06,1∶1.02∶1.09,1∶1.02∶1.1,1∶1.03∶1.01,1∶1.03∶1.03,1∶1.03∶1.05,1∶1.03∶1.07,1∶1.03∶1.08,1∶1.04∶1.01,1∶1.04∶1.03,1∶1.04∶1.06,1∶1.04∶1.08,1∶1.04∶1.09,1∶1.05∶1.01
反应时间为20-24h,例如21小时,22小时,23小时.
实施例7
在装有滴液漏斗、无水CaCl2干燥管和回流冷凝管的250mL四口瓶中加入0.1molPCl3的5mL CHCl3溶液,将脱氢枞酸0.1mol溶于50mL CHCl3中,缓慢加入到烧瓶中,滴加完毕后升温到60~65℃下反应3h,冷却到室温,过滤,滤液真空减压蒸除溶剂,得到浅琥珀色透明液体。
装有滴液漏斗、无水CaCl2干燥管和冷凝管的250mL四口瓶中加入(0.1mol)对三氟甲基苯胺,加入10mL甲苯溶解,加入(0.11mol)三乙胺,将0.1mol脱氢枞酸酰氯溶于40mL甲苯中,缓慢滴加到冰水冷却下的胺的甲苯溶液中,反应过程中不断有白色沉淀析出,室温搅拌反应24h,过滤,滤液用5%的HCl洗涤,然后用水洗至中性,用无水Na2SO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,固体用乙酸乙酯重结晶,真空干燥得到产品。白色晶体,M.p.169.5℃,产率43.3%.
IR(cm-1):3341(N-H);2961(-CH3、-CH2);1675(O=C-N);841(Ar-H)1H NMR:(CDCl3.δ/ppm.400MHz),7.69(IH,CONH-);7.67-6.90(6H,C=CH-);2.89(1H,-CH(Me)2);2.92-1.80(10H,-CH2-);1.59(1H,>CH-);1.43-1.23(12H,-CH3)
化合物(a)对斜纹夜蛾诱食活性结果如下:
化合物Compounds |
24小时24h |
48小时48h |
72小时72h |
a |
-625.00 |
-206.52 |
-350.00 |
实施例8
将0.1mol松香树脂酸和0.1mol邻氟苯胺加入烧瓶中,用25mL溶剂溶解,将0.1molDCC溶于10mL溶剂中,缓慢滴加到烧瓶中,室温搅拌,过滤后滤液水洗两次,用无水硫酸钠干燥24h,蒸出溶剂,用乙酸乙酯重结晶。白色晶体,M.p.93.2℃,产率58.5%.IR(cm-1):3316(N-H);2960(-CH3、-CH2);1654(O=C-N);821(Ar-H)1H NMR:(CDCl3.δ/ppm.400MHz),7.80(1H,CONH-);8.36-6.91(7H,C=CH-);2.86(1H,-CH(Me)2);2.93-1.64(10H,-CH2-);1.61(1H,>CH-);1.46-1.25(12H,-CH3)化合物(b)对甜菜叶蛾诱食活性结果如下:
化合物Compounds |
24小时24h |
48小时48h |
72小时72h |
b |
-145.61 |
-339.56 |
-420.00 |
实施例9
在装有滴液漏斗、无水CaCl2干燥管和回流冷凝管的250mL四口瓶中加入0.1molPCl3的10mL CHCl3溶液,将脱氢枞酸0.1mol溶于50mL CHCl3中,缓慢加入到烧瓶中,滴加完毕后升温到60~65℃下反应3h,冷却到室温,过滤,滤液真空减压蒸除溶剂,得到浅琥珀色透明液体。
装有滴液漏斗、无水CaCl2干燥管和冷凝管的250mL四口瓶中加入(0.1mol)3,5-二氟苯胺,加入10mL甲苯溶解,加入(0.11mol)三乙胺,将0.1mol脱氢枞酸酰氯溶于40mL甲苯中,缓慢滴加到冰水冷却下的胺的甲苯溶液中,反应过程中不断有白色沉淀析出,室温搅拌反应24h,过滤,滤液用5%的HCl洗涤,然后用水洗至中性,用无水Na2SO4干燥24h,过滤,蒸出溶剂,固体用乙酸乙酯重结晶,真空干燥得到产品。白色晶体,M.p.134.1℃,产率56.9%.
IR(cm-1):3315(N-H);2961(-CH3、-CH2);1644(O=C-N);805(Ar-H)1HNMR:7.85(1H,CONH-);7.44-6.77(6H,C=CH-);2.85(1H,-CH(Me)2);2.92-1.80(10H,-CH2-);1.62(1H,>CH-);1.45-1.23(12H,-CH3)
对斜纹夜蛾及甜菜叶蛾诱食活性测试方法
采用叶碟法,用丙酮将含氟松香酰胺配成不同浓度的溶液待用,将已经整理过的甘蓝叶用手动打孔器截成15mm的圆形叶碟,挑选整齐划一的叶碟置于各个装有4mL不同含氟松香酰胺化合物的9cm的培养皿内,同时把叶碟放入装有100mL对照的丙酮试剂的大烧杯内,所有叶碟皆充分浸渍1s,置于吸水纸上晾干。在培养皿底部铺好滤纸,用水湿润。把备好的处理叶碟和对照叶碟各两片沿直线且以滤纸中心交叉成直角放置,在滤纸的中央放入饥饿2h的2龄斜纹夜蛾幼虫,分别于24h、48h、72h进行观察并记录各叶碟斜纹夜蛾的停落次数。
诱食率=(对照叶碟停落次数-药品处理叶碟停落次数)/对照叶碟停落次数×100%
含氟酰胺(a)与不含氟母体化合物
(c)对斜纹夜蛾的活性比较
化合物Compounds |
24小时24h |
48小时48h |
72小时72h |
a |
-625.00 |
-206.52 |
-350.00 |
c |
-206.79 |
-38.14 |
-66.67 |
含氟酰胺(b)与不含氟母体化合物(c)对甜菜叶蛾的活性比较
化合物Compounds |
24小时24h |
48小时48h |
72小时72h |
b |
-145.61 |
-339.56 |
-420.00 |
c |
-77.78 |
-4.19 |
-26.45 |