CN102766146A - 双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物及用于制备杀虫剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物，该化合物具有如下结构通式：

Description

双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物及用于制备杀虫剂的应用

技术领域

本发明属于农药技术领域，涉及一种化合物及其杀虫活性，具体涉及一种双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物及其用于杀虫活性的应用。

背景技术

卫矛科植物苦皮藤（Celastrus angulatus）是我国特有的杀虫植物。吴文君等人以其根皮为原料，开发出0.2%苦皮藤素乳油（中国专利ZL 92113104.06）及0.15%苦皮藤素微乳剂（中国专利ZL99109275.09），并投入商业化生产。这两种杀虫剂的原料取自苦皮藤的根部，属不可再生有限资源，且在采挖过程中会破坏植被，引起水土流失；虽然可以人工种植，但需占用耕地，且生长周期长，其规模化生产受到限制。

人工合成其有效成分是解决上述问题的有效途径，但苦皮藤的杀虫活性成分是苦皮藤素IV（A）和苦皮藤素V（B）等一系列七取代的二氢沉香呋喃多元醇酯，结构式如下：

其中，AC为乙酰基，Fu为β-呋喃甲酰基，iBu为异丁酰基，Bz为苯甲酰基。

上述二氢沉香呋喃多元醇酯，结构复杂，国内外尚未有其全合成的研究报道。此外，即使实现了全合成，也会因反应步骤多、收率低等原因而不能产业化。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物及其制备方法。

经申请人的实验证明，本发明的双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物对多种农业害虫具有良好的杀虫活性，可以用于制备杀虫剂的用途。

为了实现上述任务，本发明通过下述技术方案实现：

一种双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物，其特征在于，该化合物具有如下通式：

其中，R为：对-氟苄基，邻-氟苄基，邻，对-二氟苄基，对-氯苄基，邻-氯苄基，邻，对-二氯苄基，对-三氟甲基苄基，邻-三氟甲基苄基，对-甲基苄基，邻-甲基苄基。

上述双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤（1），将1β，2β，4α，6α，8β，9α，12-七羟基-β-二氢沉香呋喃与甲磺酰氯在无水吡啶中，室温搅拌下反应4小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃；

步骤（2），将1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃溶于无水四氢呋喃中，加入四氢铝锂，回流6小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶；

步骤（3），将1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶溶于无水四氢呋喃中，加入钠氢，室温搅拌反应半小时后，加入卤代烃，反应4小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β，6α-二烃基-4α，9α-二羟基双呋喃-β-二氢沉香呋喃。

与现有技术相比，本发明的双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物具有下述优点和有益效果：

（1）具有结构简单原料易得，反应条件温和，工艺简单，适合作为农药用途。

（2）该化合物比苦皮藤素V具有更高的杀虫活性。

具体实施方式

下面结合实施例和毒力实验对本发明作进一步的详细说明。

本实施例给出的双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物，具有如下结构通式：

式中，R为：对-氟苄基，邻-氟苄基，邻，对-二氟苄基，对-氯苄基，邻-氯苄基，邻，对-二氯苄基，对-三氟甲基苄基，邻-三氟甲基苄基，对-甲基苄基，邻-甲基苄基。

上述双呋喃二氢沉香呋喃醚类化合物的合成路线如下：

具体合成路线详细叙述如下：

步骤（1），将1β，2β，4α，6α，8β，9α，12-七羟基-β-二氢沉香呋喃与甲磺酰氯在无水吡啶中，室温搅拌下反应4小时后，加入甲醇淬灭反应。乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃；

步骤（2），将1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃溶于无水四氢呋喃中，加入四氢铝锂，回流8小时后加入稀硫酸淬灭反应，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃；

步骤（3），取1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶于四氢呋喃中，加入钠氢，室温搅拌反应半小时后，加入卤代烃，回流反应4小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β，6α-2烃氧基-4α，9α-二羟双呋喃-β-二氢沉香呋喃。

实施例1：

1β，6α-二对氟苄基-4α，9α-二羟基双呋喃-β-二氢沉香呋喃的合成

步骤（1），在25ml的干燥圆底烧瓶中加入334mg（1mmol）1β，2β，4α，6α，8β，9α，12-七羟基-β-二氢沉香呋喃，电磁搅拌下用10ml无水吡啶溶解，氮气保护下缓慢滴加0.4ml（约4.8mmol）的甲基磺酰氯，室温下搅拌反应4小时。加入1ml甲醇淬灭反应，反应液倾入200ml的乙酸乙酯中，依次用40ml的质量浓度为10%的硫酸铜，40ml水，20ml饱和食盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，脱溶。柱层析分离，丙酮中重结晶，得到无色结晶287mg，为化合物1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃。收率76.3%，熔点151-152℃。

步骤（2），在100ml的干燥圆底烧瓶中加入376mg（1mmol）1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃。电磁搅拌下用50ml无水四氢呋喃溶解，氮气保护下，380mg（10mmol）四氢铝锂悬浮于10ml无水四氢呋喃缓缓滴加到反应瓶中，30分钟滴完。滴毕，回流4小时。冷却后加入2ml 5%稀硫酸淬灭反应，过滤，滤液倾入200ml乙酸乙酯中，依次用40ml0.5%盐酸，40ml水，20ml饱和食盐水洗涤。无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶。柱层析分离，丙酮中重结晶，得到无色结晶232mg，为1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶。收率77.3%，熔点174℃~175℃。

步骤（3），在25ml的干燥圆底烧瓶中加入30mg（0.1mmol）1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶，电磁搅拌下用10ml无水四氢呋喃溶解，氮气保护下，加入10mg（约0.4mmol）钠氢，室温反应半小时后，加入对氟苄溴42mg（约0.22mmol），继续室温搅拌反应4小时。反应液倾入50ml饱和氯化铵溶液中，用60ml×3乙酸乙酯萃取，合并有机相，10ml饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶。柱层析分离，丙酮中重结晶，得到无色结晶47mg，为目标化合物1β，6α-二对氟苄基-4α，9α-二羟基双呋喃-β-二氢沉香呋喃。收率91%，熔点172℃~174℃。

实施例2：

1β，6α-二邻氟苄基-4α，9α-二羟基双呋喃-β-二氢沉香呋喃的合成

步骤（1），步骤（2）同实施例1。

步骤（3），在25ml的干燥圆底烧瓶中加入30mg（0.1mmol）1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶，电磁搅拌下用10ml无水四氢呋喃溶解，氮气保护下，加入10mg（约0.4mmol）钠氢，室温反应半小时后，加入邻氟苄溴42mg（约0.22mmol），继续室温搅拌反应4小时。反应液倾入50ml饱和氯化铵溶液中，用60ml×3乙酸乙酯萃取，合并有机相，10ml饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶。柱层析分离，丙酮中重结晶，得到无色结晶43mg，为目标化合物1β，6α-二邻氟苄基-4α，9α-二羟基双呋喃-β-二氢沉香呋喃。收率83%，熔点122-124℃。

实施例3：对实施例1、2的目标化合物杀虫毒力测定：

毒力测定方法如下：

以室内人工饲养的粘虫(Mythimna sepirata)3龄幼虫为试虫，将实施例1、2得到的目标化合物样品和苦皮藤素V（对照）用丙酮稀释成一定浓度，用1μL的微量点滴器将丙酮药液涂到0.5×0.5cm的新鲜小麦叶片上成载毒叶片，将饥饿12h的试虫在分析天平上逐头称重编号后，置于直径为5cm的培养皿中，每皿一头虫，每处理30头，重复3次，将不同浓度药液制成的载毒叶片分别放入培养皿中，每皿一片，用湿纱布盖住保湿，于养虫室内饲养，4h后，将载毒叶片叶片取出，并测量载毒叶片的面积，分别于2h，4h后检查试虫中毒及死亡情况，根据取食叶面积、单位面积上的着药量及试虫体重，求出每头试虫的单位体重受药量（μg·g^-1），根据单位体重受药量、由大到小顺序排列。由于试虫取食量的不同，自然分成了三组：（1）生存组，（2）生死组，（3）死亡组。

将（2）组死虫的每项单位体重药量累加，除以其总死虫数得A；将（2）组活虫的每项单位体重药量累加，除以其总活虫数得B；将A+B除以2即得致死中量LD₅₀（μg·g^-1），计算公式如下：

致死中量(LD₅₀）=（A+B）／2

表1毒力测定结果

表1的结果说明，本实施例1、2制成的目标化合物和苦皮藤素V相比，具有更高的杀虫活性，其毒力比苦皮藤素V提高24.8~41.3倍，能够用于制备杀虫剂的应用。

Claims (3)

1.双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物，其特征在于，该化合物具有如下结构通式：

式中，R为：对-氟苄基，邻-氟苄基，邻，对-二氟苄基，对-氯苄基，邻-氯苄基，邻，对-二氯苄基，对-三氟甲基苄基，邻-三氟甲基苄基，对-甲基苄基，邻-甲基苄基。

2.权利要求1所述的双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤（1），将1β，2β，4α，6α，8β，9α，12-七羟基-β-二氢沉香呋喃与甲磺酰氯在无水吡啶中，室温搅拌下反应4小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃；

步骤（2），将1β甲磺酸酯基-4α，6α-二羟基-8α，9α环氧-β-二氢沉香呋喃溶于无水四氢呋喃中，加入四氢铝锂，回流6小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶；

步骤（3），将1β，4α，6α，9α-四羟基-双呋喃β-二氢沉香呋喃溶溶于无水四氢呋喃中，加入钠氢，室温搅拌反应半小时后，加入卤代烃，反应4小时，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1β，6α-二烃基-4α，9α-二羟基双呋喃-β-二氢沉香呋喃。

3.权利要求1所述的双呋喃-β-二氢沉香呋喃醚类化合物用于制备杀虫剂的应用。