CN102391177A

CN102391177A - 一种新的三醚类化合物及其合成方法、工艺和用途

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Publication number: CN102391177A
Application number: CN2011103158916A
Authority: CN
Inventors: 李兴海; 纪明山; 祁之秋; 谷祖敏; 张杨; 魏松红; 王英姿; 李修伟
Original assignee: Shenyang Agricultural University
Current assignee: Shenyang Agricultural University
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明涉及一个结构新颖的三醚类化合物及合成方法和作为杀虫剂的用途，并利用液相萃取法和连续反应套用方法制备4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚(单醚1)的新方法。新的三醚类化合物的化合物与溶剂、乳化剂混合配制成乳油。新的三醚类化合物对鳞翅目害虫小菜蛾、粘虫和双翅目害虫淡色库蚊幼虫表现出了非常高的杀虫活性。

Description

一种新的三醚类化合物及其合成方法、工艺和用途

技术领域

本发明涉及一种农用化学品，特别是一种含有二氯丙烯结构的三醚类化合物及其合成方法、工艺和用途。

背景技术

三氟甲吡醚（pyridalyl）是日本住友化学公司于1997年（JPn, KOKAI TOKKYO KOHO JP09194418, US 5922880）开发的新一类杀虫剂，化学结构式如下：

其杀虫作用迅速，机制新颖，对农业生产中为害严重的鳞翅目和缨翅目害虫有卓越的防效，与现有的杀虫剂品种无交互抗药性，其对哺乳动物、鸟类和各种天敌昆虫的毒性很低，且对作物十分安全，被认为是鳞翅目和缨翅目害虫IPM综合治理中的理想药剂。2004年在日本三氟甲吡醚以商品名PLEO（50% EC）进入市场，主要应用在棉花和甘蓝、萝卜、莴苣、茄子、番茄、青椒、草莓和洋葱等蔬菜作物上防治小菜蛾、小菜粉蝶、甘蓝夜蛾、斜纹夜蛾、棉铃虫、甜菜夜蛾、棕榈蓟马和烟蓟马等害虫，同年三氟甲吡醚在韩国、泰国国登记使用。2006年获得印度登记。2007年三氟甲吡醚已在我国进行了临时登记，用于大白菜和甘蓝上小菜蛾的防治。2008年以商品名称为Overture (35% WP) 获得美国EPA的批准，用于温室蔬菜、观赏作物和棉花上防治西方花蓟马和鳞翅目害虫。三氟甲吡醚具有明显的触杀和胃毒活性，对幼虫表皮细胞破坏明显，昆虫的中毒症状与现有的杀虫剂品种明显不同，几乎与现有的所有杀虫剂复配都有明显的增效作用，并且速效性和持效性都明显提高。

近些年，国内外的多家研究单位开展了三氟甲吡醚类似物的合成与杀虫活性的研究。Sumitomo（US 5922880）、FMC（US 20040224994A1，US 20060247238A1）和Syngenta（US 20070299064A1，US 20070142445A1）公司将吡啶环变换成二氢苯并呋喃、苯并二噁茂、苯并噁唑、苯并噻唑杂环、苯并咪唑、噻二唑联苯结构，得到的多个化合物不仅对鳞翅目害虫有好的防效，而且对蚜虫和螨类害虫也具有很好的活性。拜耳公司报到了含有异噁唑啉联苯杂环的二氯丙烯类化合物（WO 2004099197，WO2006069685）对褐飞虱在500 g a.i/hm²用量时防效达100%。大连瑞泽将喹啉结构引入到了结构中，得到了杀虫活性优于三氟甲吡醚的新结构（CN1860874）。华中师范大学研究了含类黄酮与唑、肟醚、硫(氧)基氮杂环结构的新型二氯丙烯类化合物的杀虫活性与构效关系（王亚洲，新型1,1-二氯丙烯衍生物的合成及杀虫活性的研究，硕士论文，2008）。南京农业大学合成了含香豆素基团的二氯丙烯类衍生物（田辉凯, 等.农药学学报, 2009, 11 (4) : 421 – 426），该类化合物在400 m g/L 质量浓度下对小菜蛾的致死率达到93%。沈阳化工研究院合成了含吡唑结构的二氯丙烯类化合物（LI M, LIU C-L; ZHANG J, et al. Abstracts of Papers, 241st ACS National Meeting & Exposition, Anaheim, CA, United States, March 27-31, 2011.），在浓度6.25 mg/L时对小菜蛾有着非常好的杀虫活性。

发明内容

本发明的目的是在上述研究的基础上，合成结构新颖，杀虫活性高，合成工艺简单，成本低廉的二氯丙烯醚类杀虫剂。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

新的三醚类化合物具体结构如下：

4

新的三醚类化合物4合成路线如下：

由对苯二酚与1,1,3-三氯丙稀在碱性催化剂作用下反应制备得到4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚(单醚1)，1与磺酰氯反应生成2,6-二氯-4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚(二氯化物2)， 2再与3-溴-1-丙醇在碱性条件下反应生成3-(2,6-二氯-4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯氧基)-丙醇(二醚丙醇3)，3与2,3,5,6-四氯吡啶在有机溶剂中由碱催化反应缩合得到最终产物2-(3-(4-(3,3-二氯烯丙氧基)-2,6-二氯苯氧基)丙氧基)-3,5,6-三氯吡啶（4）。合成路线如下：

新的三醚类化合物的合成工艺如下：

1、三醚类化合物的中间体4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚（单醚1）的合成工艺：

第①步：将乙腈、对苯二酚、无水碳酸钾混合搅拌下加入1,1,3-三氯丙烯，加热升温到80℃，搅拌反应5h；降到室温，抽滤，滤液减压浓缩至干，回收乙腈；浓缩物用容积比2：1的甲醇和水的溶液溶解，用盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯萃取3次，合并甲苯，将甲苯减压浓缩，用10%的氢氧化钠萃取2次，合并碱液，用盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯萃取3次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅰ，单步收率78.3%；

第②步：萃取后的甲醇+水的溶液再加入甲苯、1,1,3-三氯丙烯、无水碳酸钾，加热升温到45℃，搅拌反应12h。将反应液抽滤，固体用甲醇洗涤，洗涤液转入反应瓶中，滤液用盐酸调节pH 值到3-4，分出甲苯，然后再用甲苯萃取2次后，也转入上述反应瓶中待用；合并甲苯，将甲苯减压浓缩，用10%的氢氧化钠萃取2次，合并碱液，用盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯萃取3次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅱ，单步收率57.3%;

第③步：向上步反应中得到的甲醇+水的溶液中，再加入甲苯、1,1,3-三氯丙烯、无水碳酸钾，加热升温到45℃，搅拌反应12h后，将反应液抽滤，滤液用盐酸调节pH 值到3-4，分出甲苯，然后再用甲苯萃取2次后，合并甲苯，将甲苯减压浓缩，用10%的氢氧化钠萃取2次，合并碱液，用盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯萃取3次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅲ，单步收率47.2%；

第①+②步单醚1产物收率70%，第①+②+③步单醚1产物收率65%。

2、2,6-二氯-4-（3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚（二氯化物2）的合成：室温下，将单醚1，甲苯，二异丙胺加入反应瓶中，加热升温到65℃，然后慢慢滴加磺酰氯，然后在65℃搅拌反应1h；降温到室温，反应液分别用饱和NaHCO₃溶液，1.5mol∕L 盐酸和水洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得到黑色液体，室温放置后凝固成淡黄色固体，收率92%；

3、3-〔2,6-二氯-4-（3,3-二氯烯丙氧基)-苯氧基〕-丙醇（二醚化物3）的合成：室温下，将甲苯、四丁基溴化铵、水加入反应瓶中，搅拌下加入3-溴-1-丙醇、二氯化物2、氢氧化钠溶液，加热升温到60℃，搅拌反应24h；降温到室温，抽滤，分液，甲苯层用20%稀硫酸，水洗涤后，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩，得油状液，室温放置后凝固，收率93%；

4、2-(3-(4-(3,3-二氯烯丙氧基)-2,6-二氯苯氧基)丙氧基)-3,5,6-三氯吡啶（4）（三醚化物4）的合成：室温下，将2,3,5,6-四氯吡啶，二醚化物3，正己烷先后加入反应瓶中，搅拌升温至回流；向反应液中滴加50%的NaOH溶液，并进行分水反应；降到室温，向反应液中加入正己烷、水，充分搅拌后，抽滤；将滤液分出正己烷层，水层用正己烷萃取2次，合并正己烷，分别用6 mol?L^-1的盐酸、水洗涤，用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩，得粗产物，收率91.0%；用硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚+乙酸乙酯，得纯产物收率87.0%；结构用核磁共振、红外光谱和质谱进行了确证。

4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚（单醚1）是合成三醚类化合物4的关键中间体，利用液相萃取法和连续套用反应方法制备得到了收率高和纯度好的单醚，并且该方法适合于大规模的工业化生产。

在新的三醚类化合物的化合物中加入乳化剂，两者重量比值1~10：5~15g，用溶剂定容，得到含量为1~10%的乳油。

将本三醚类化合物用于粘虫、小菜蛾、菜青虫、淡色库蚊的防治。

本发明的积极效果是：合成结构新颖，杀虫活性高，对鳞翅目害虫小菜蛾、粘虫和双翅目害虫淡色库蚊幼虫表现出了非常高的杀虫活性，合成工艺简单，成本低廉。

具体实施方式

步骤1. 4-（3,3-二氯烯丙氧基）-苯酚（单醚1）的合成

①将乙腈600mL，对苯二酚132.13g，无水碳酸钾54.65g加入1000mL三口瓶中，搅拌下加入1,1,3-三氯丙烯59.3g，加热升温到80℃搅拌反应5h。降到室温，抽滤，固体重新转入1000mL三口瓶中，滤液减压浓缩至干，回收乙腈。浓缩物用200mL甲醇和100mL水溶解，用6mol/L盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯200mL×3萃取三次，合并甲苯进行纯化处理：将甲苯减压浓缩到剩余200mL，用10%的氢氧化钠150mL和80mL萃取两次。合并碱液，用6mol/L盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯160mL×3萃取三次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅰ65.2g，单步收率78.3%。

②萃取后的甲醇+水的溶液也重新转入1000mL三口瓶中，再加入甲苯400mL，1,1,3-三氯丙烯 77.2g，无水碳酸钾76.5g，加热升温到45℃搅拌反应12h。将反应液抽滤，固体用甲醇50mL洗涤，洗涤液转入1000mL的三口瓶中。滤液用6mol/L盐酸调节pH 值到3-4，分出甲苯，然后再用甲苯200mL×2萃取两次后，也转入上述1000mL的三口瓶中待用。合并甲苯进行纯化处理：将甲苯减压浓缩到剩余200mL,用10%的氢氧化钠200mL和100mL萃取两次。合并碱液，用6mol/L盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯160mL×3萃取三次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅱ66.6g，单步收率57.3%。

③ 向②步反应中得到的甲醇+水的溶液中，再加入甲苯400mL，1,1,3-三氯丙烯 59.3g，无水碳酸钾54.65g，加热升温到45℃搅拌反应12h后进行后处理。将反应液抽滤，滤液用6mol/L盐酸调节pH 值到3-4，分出甲苯，然后再用甲苯200mL×2萃取两次后，合并甲苯进行纯化处理：将甲苯减压浓缩到剩余200mL,用10%的氢氧化钠150mL和80mL萃取两次。合并碱液，用6mol/L盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯160mL×3萃取三次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅲ 39.0g，单步收率47.2%。

第①步：单醚1-Ⅰ65.2g，单步收率78.3%。（对苯二酚:三氯丙烯=1.0 mol:0.32 mol）

第②步：单醚1-Ⅱ66.6g，单步收率57.3%。

第③步：单醚1-Ⅲ39.0g，单步收率47.2%。

第①+②步单醚1产物共131.8g，收率70%。（对苯二酚:三氯丙烯=1.0 mol:0.78 mol）

第①+②+③步单醚1产物共170.8g，收率65%。（对苯二酚:三氯丙烯=1.0 mol:1.09 mol）

步骤2. 2,6-二氯-4-（3,3-二氯烯丙氧基）-苯酚（二氯化物2）的合成

室温下，将单醚化物65.7g（0.30mol），甲苯455mL，二异丙胺0.6g（0.006mol）加入1000mL三口反应瓶中，加热升温到65℃，然后慢慢滴加磺酰氯83.8g（0.63mol），用时5小时滴加完毕，然后在65℃搅拌反应1小时。降温到20℃，向反应液中加入300mL饱和NaHCO₃溶液，转入分液漏斗震荡洗涤，分出水层，甲苯层用1.5 mol∕L 盐酸150mL和水150mL洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得到黑色液体，室温放置后凝固成淡黄色固体，称重得产物84.0g，含量93%，收率92%。

步骤3. 3-[2,6-二氯-4-（3,3-二氯烯丙氧基）-苯氧基]-丙醇（二醚化物3）的合成

室温下，将60mL甲苯，0.6g四丁基溴化铵（0.00186mol），50mL水加入250mL三口瓶中，搅拌5分钟，然后加入3-溴-1-丙醇7.3g（0.053mol），二氯化物10.1g（0.035mol），27%的氢氧化钠7.9g（0.053mol），加热升温到60℃，搅拌反应24小时。降到室温，抽滤，分液，甲苯层用20%稀硫酸30mL，水38mL洗涤后，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩，得油状液，室温放置后凝固，质量为12.1g，粗收率100%，含量93%。

步骤4. 2-(3-(4-(3,3-二氯烯丙氧基)-2,6-二氯苯氧基)丙氧基)-3,5,6-三氯吡啶（4）（三醚化物4）的合成

室温下，将8.3g 2,3,5,6-四氯吡啶，15.8g二醚化物3，57mL正己烷先后加入250ml三口瓶中，在三口瓶的中间加一个带回流冷凝管的分水器，搅拌升温至回流。向反应液中滴加50%的NaOH溶液， 6~8 h滴加完毕，继续搅拌反应9 h。降至室温，向反应液中加入90mL正己烷，40mL水，充分搅拌5分钟后，抽滤。将滤液转入分液漏斗中，分出正己烷层，水层用30mL×2的正己烷萃取两次，合并正己烷，用6 mol?L^-1的盐酸20mL，水30mL各洗涤一次，用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩，得粗产物18.2g，粗收率91.0%。用200-300目的硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯=20:1（v/v），得产物17.4g，收率87.0%。

结构用核磁共振、红外光谱和质谱进行了确证。¹H NMR (CDCl₃, δ): 2.31-2.33(m, 2H, CH₂-CH ₂-CH₂), 4.16(t, 2H, J=6.0 Hz, -CH₂-CH ₂-O), 4.59(d, 2H, J=6.0 Hz, O-CH ₂-CH=CCl₂), 4.66(t, 2H, J=6.0 Hz, -O-CH ₂-CH₂), 6.12(t, 1H, J=6.0 Hz, -CH=CCl₂), 6.84(s, 2H, Ph-H), 7.72(s, 1H, Pyridine-H); IR( ν, cm^-1): 2961, 1625, 1595, 1574, 1375, 1345, 1298, 1245, 1216, 1190, 1161, 1082, 1041, 913, 806, 745, 674; MS (EI) m/e: 527（分子离子峰）, 238(基峰)。

化合物4乳油的配制

在100mL容量瓶中加入化合物4 1~10g，乳化剂5~15g（如农乳500，农乳600，吐温T-20~T80，司盘S-20~S85），用溶剂（如二甲苯，甲苯，苯）定容，得到含量为1~10%的乳油。

化合物4的杀虫活性

对合成的化合物进行杀虫活性测试, 初筛试验的害虫为: 粘虫、小菜蛾、菜青虫、淡色库蚊、朱砂叶螨、蚕豆芽、稻褐飞虱, 施药一天和两天后，按害虫死亡率计算杀虫活性，按照如下公式计算杀虫死亡率，死亡率=（对照组存活率-处理组存活率）/对照组存活率×100% 。在初筛浓度为600μg/mL时，粘虫、小菜蛾、菜青虫、淡色库蚊的死亡率为90%以上，其它测试结果见表1所示。

表1 化合物4的杀虫活性初筛结果

供试害虫	粘虫	小菜蛾	菜青虫	淡色库蚊	朱砂叶螨	蚕豆蚜虫	稻褐飞虱
								浓度（μg/mL)	10	100	100	10	600	600	600
死亡率（%）	90	90	92	100	0	0	0

Claims

1.一种新的三醚类化合物，其特征在于化学结构式如下：

。

2.一种如权利要求1中所述新的三醚类化合物的合成方法，其特征在于合成路线为：

。

3. 一种如权利要求1中所述新的三醚类化合物的中间体4-(3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚（单醚1）的合成工艺，其特征是：

第②步：萃取后的甲醇+水的溶液再加入甲苯、1,1,3-三氯丙烯、无水碳酸钾，加热升温到45℃，搅拌反应12h，将反应液抽滤，固体用甲醇洗涤，洗涤液转入反应瓶中，滤液用盐酸调节pH 值到3-4，分出甲苯，然后再用甲苯萃取2次后，也转入上述反应瓶中待用；合并甲苯，将甲苯减压浓缩，用10%的氢氧化钠萃取2次，合并碱液，用盐酸调节pH 值到3-4，然后用甲苯萃取3次，合并甲苯，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得单醚1-Ⅱ，单步收率57.3%;

4.一种如权利要求1中所述新的三醚类化合物的合成工艺，其特征是：

2,6-二氯-4-（3,3-二氯烯丙氧基)-苯酚（二氯化物2）的合成：室温下，将单醚1，甲苯，二异丙胺加入反应瓶中，加热升温到65℃，然后慢慢滴加磺酰氯，然后在65℃搅拌反应1h；降温到室温，反应液分别用饱和NaHCO₃溶液，1.5mol∕L 盐酸和水洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩得到黑色液体，室温放置后凝固成淡黄色固体，收率92%；

3-〔2,6-二氯-4-（3,3-二氯烯丙氧基)-苯氧基〕-丙醇（二醚化物3）的合成：室温下，将甲苯、四丁基溴化铵、水加入反应瓶中，搅拌下加入3-溴-1-丙醇、二氯化物2、氢氧化钠溶液，加热升温到60℃，搅拌反应24h；降温到室温，抽滤，分液，甲苯层用20%稀硫酸，水洗涤后，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩，得油状液，室温放置后凝固，收率93%；

2-(3-(4-(3,3-二氯烯丙氧基)-2,6-二氯苯氧基)丙氧基)-3,5,6-三氯吡啶（4）三醚化物4的合成：室温下，将2,3,5,6-四氯吡啶，二醚化物3，正己烷先后加入反应瓶中，搅拌升温至回流；向反应液中滴加50%的NaOH溶液，并进行分水反应；降到室温，向反应液中加入正己烷、水，充分搅拌后，抽滤；将滤液分出正己烷层，水层用正己烷萃取2次，合并正己烷，分别用6 mol?L^-1的盐酸、水洗涤，用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩，得粗产物，收率91.0%；用硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚+乙酸乙酯，得纯产物收率87.0%；结构用核磁共振、红外光谱和质谱进行了确证。

5.一种如权利要求1中所述新的三醚类化合物的应用，其特征是：在新的三醚类化合物中加入乳化剂，两者重量比值1~10：5~15，用溶剂定容，得到含量为1~10%的乳油。

6.一种如权利要求1中所述新的三醚类化合物的用途，其特征是：将本三醚类化合物用于粘虫、小菜蛾、菜青虫、淡色库蚊的防治。