CN103420880A - 农药沙蚕毒素衍生物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农药沙蚕毒素的衍生物，及其制备合成的方法。其特征是对原有农药沙蚕毒素的结构进行改造，合成一系列仿生农药沙蚕毒素衍生物，该衍生物杀虫活性较好，有些化合物触杀活性明显优于现有沙蚕毒素类农药杀虫单，且源自天然产物，具有一定的生物内源性，对环境较友好。本发明为新一代沙蚕毒素类农药提供了选择。
Description
技术领域
本发明涉及一类沙蚕毒素衍生物，及其制备方法。更具体的，本发明涉及一类农药沙蚕毒素的多个衍生物，以及采用常见有机原料对其进行多步骤合成制备的方法。
技术背景
农药的使用是农业生产的必要手段之一，我国耕地面积少而人口众多，对农药的需求尤为迫切。但使用普通农药一段时间后，发现土壤中的微生物难以降解此类非生物源农药，而且此类农药通过食物链富集，使得害虫的天敌慢性中毒或死亡，严重破坏了生态环境。因此，以天然产物为先导化合物，通过结构修饰合成的新农药成为应用的主流，被称为仿生农药。由于其结构经天然产物衍生而得，具有一定的生物内源性，较易被微生物分解。这样不会造成累积毒性，对环境较友好。
现今仿生农药已占杀虫剂品种的51％，成为了主流产品。目前开发成功的仿生农药有：氨基甲酸酯类、昆虫激素与信息素类似物、农用抗菌素、除虫菊酯及其类似物、大蒜素、植物激素类、巴丹及其类似物。
沙蚕毒素类杀虫剂是一种动物源杀虫剂，是利用动物源天然产物为先导化合物，通过人工合成的神经毒素类仿生杀虫剂。其在昆虫体内首先降解为对烟碱乙酰胆碱受体有抑制作用的沙蚕毒素或沙蚕二氢毒素，通过与乙酰胆碱竞争乙酰胆碱受体，从而阻滞神经冲动在突触间的传递，致使正常的冲动传递受阻。干扰和破坏昆虫的生理活动，使得昆虫中毒后表现出呆滞，麻痹，身体软化瘫痪，直至死亡。沙蚕毒素类杀虫剂作为一种仿生农药，易于被微生物降解，降低了其在环境中的残留，避免了破坏生态平衡。沙蚕毒素类杀虫剂具有广谱、高效、低毒等特点。而且作用方式多样，具有很强的胃毒、内吸、触杀、拒食作用，对鳞翅目、鞘翅目和双翅目的多种害虫有较好的扑杀作用。目前被广泛应用于蔬菜、玉米、水稻等多种农作物上害虫的防治和扑杀。沙蚕毒素类杀虫剂为避免农作物受害虫侵害，保障农业丰收做出了卓越的贡献。
但随着沙蚕毒素类杀虫剂在农业上的长期、大量的使用，加上使用不科学、害虫对逆环境适应的本能等因素的影响，部分害虫已经对沙蚕毒素类杀虫剂产生了不同程度的抗药性。为了有效治理害虫对沙蚕毒素类杀虫剂的抗药性，除了新剂型的研发和增效剂的使用以提高药效、不同作用机制的农药混合使用外，新型化学结构沙蚕毒素类杀虫剂的研制开发也是从根本上治理害虫抗性，延长此类农药使用寿命的有效途径之一。
因此，通过对沙蚕毒素类杀虫剂的结构改造，研制出一种具有杀虫谱广、药效高、对人畜低毒、易于被环境中的微生物降解、而且与已有杀虫剂无交互抗性，甚至具有负交互抗性的新型沙蚕毒素类杀虫剂，具有重大的应用意义和经济价值。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种新型的农药沙蚕毒素衍生物及其制备方法，采用如下技术方案予以实现：
本发明提供的一种新型农药沙蚕毒素衍生物，其相应的通式I为：
其中R1和R2代表甲基、乙基等。R3代表-OAr和-SAr等。
制备具有这种通式I的沙蚕毒素衍生物所采用的原料为丝胺醇(即2-氨基-1，3-丙二醇)，其结构为下式所示Ia。
制备方法为以结构式Ia所示的丝胺醇(即2-氨基-1，3-丙二醇)为原料，对氨基上的氮烷基化得到2-二甲氨基-1，3-丙二醇和2-二乙氨基-1，3-丙二醇；然后用SOCl2对其羟基氯代得到相应的氯代烃的盐酸盐，即N，N-二甲氨基-1，3-二氯丙烷和N，N-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷；中间体N，N-二甲氨基-1，3-二氯丙烷和N，N-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷分别与取代苯硫酚或取代苯酚在碱性条件下发生亲核取代反应得到目标产物。上述反应的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或它们的混合物；上述反应温度变化范围为室温至溶剂出现回流，反应时间为1小时至8小时。
本发明的第二种新型农药沙蚕毒素衍生物，其相应的通式为以下的通式II：
其中R4代表2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基等。R5代表-SSO2C6H4Me-p和-SSO3Na等。
制备具有这种通式II的沙蚕毒素衍生物所采用的原料为2-氨基-5-甲基噻唑，其结构为下式所示IIa。
制备方法为以结构式IIa所示的2-氨基-5-甲基噻唑为原料，经sandmayer反应制得2-氯-5甲基噻唑，然后在过氧化二苯甲酰引发下，与溴代二丁酰亚胺(NBS)发生自由基反应得到2-氯-5-溴甲基噻唑，再与丝胺醇亲核加成、羟基氯代，得到2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷。然后2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷分别与硫代硫酸钠、对甲苯硫代磺酸钠反应得到目标产物2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二硫代硫酸钠基丙烷和S，S′-[2-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-丙二基]二(4’-甲基苯硫代磺酸酯)。上述反应的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或它们的混合物；上述反应温度变化范围为室温至溶剂出现回流，反应时间为1小时至8小时。
以下为用本发明方法合成的化合物一览表1：
表1沙蚕毒素衍生物的名称编号与结构
本发明具有如下特点：
本发明的沙蚕毒素衍生物是一类仿生农药，其在结构上易于被微生物降解，环境残留很低，可以避免生物富集和食物链累积，避免破坏生态平衡，是一类具有高效、低毒等特点的潜在绿色农药。
本发明的沙蚕毒素衍生物对鳞翅目、鞘翅目和双翅目的多种害虫都存在有一定作用，具有广谱的作用特点。
本发明的沙蚕毒素衍生物制备过程并不复杂，且得率不低，如果有望大规模生产，可大为提高经济效益。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明做进一步的描述。
实施例一是结构式为通式I的沙蚕毒素衍生物及其制备方法：
具体方法如下：
(1)2-二甲氨基-1，3-丙二醇的合成
将52.3g甲酸溶液(aq，88％，1mol)加入到圆底烧瓶中，冰浴一段时间后，搅拌下，缓慢加入9.1g丝胺醇(0.1mol)，添加完毕后往其中滴加18.4g甲醛溶液(aq，37％，0.22mol)，60℃下搅拌3小时，此时几乎不再有气体生成，90℃搅拌6小时。然后70℃下减压蒸除过量的甲酸和大部分的水，将剩余物溶解于适量乙酸乙酯中，加入Na2SO4干燥过夜，过滤， 滤渣弃去，蒸干滤液得浅黄色油状液体11.66g，产率：98％。
(2)2-二乙基氨基-1，3-丙二醇的合成
将9.1g丝胺醇(0.1mol)加入到250mL的圆底烧瓶中，加入13.8g碳酸钾(0.1mol)，和23.76g溴乙烷(0.22mol)然后加入适量甲苯作溶剂。110℃下回馏搅拌3小时，冷却到室温，过滤除去固体不溶物，蒸干滤液得浅黄色油状液体15.14g。
(3)2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷的合成
将化合物2-二甲氨基-1，3-丙二醇(11g，0.0924mol)溶解于20mL氯仿中。环境温度下，缓慢滴加适当过量的SOCl2(20mL，0.2773mol)，60℃下搅拌5小时，然后蒸馏除去大部分的氯仿和过量的SOCl2，减压蒸馏除去挥发性物质，剩余物为淡黄色粘稠油状物，油状物冷却后呈固体，固体重结晶得针状晶体13.14g，产率：74％。
(4)2-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷的制备
将化合物2-二乙基氨基-1，3-丙二醇(15.14g)溶解于30mL氯仿中，环境温度下，缓慢滴加适当过量的SOCl2(20mL，0.2773mol)，60℃下搅拌5小时，蒸馏除去大部分的氯仿和过量的SOCl2，减压蒸馏除去挥发性物质，剩余物为淡黄色粘稠油状物，油状物冷却后呈固体，固体重结晶得针状晶体14.57g，产率：66％。
(5)2-氯-5-甲基噻唑的制备
将8g2-氨基-5-甲基噻唑置于100mL的烧瓶中，加入32mL浓盐酸，冰水浴冷却至0℃，缓慢滴加NaNO2溶液(6g溶解于12mL H2O中)，在0℃下搅拌3小时，然后在80℃下搅拌3小时。缓慢冷却至室温，加入二氯甲烷萃取，弃去水相，反复萃取三次。合并有机相，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，蒸干溶剂得到6.63g油状物。含量为90％。
(6)2-氯-5-溴甲基噻唑的制备
将上述所制得的2-氯-5-甲基噻唑(6.63g)溶解于60mL CCl4中，加入9.76g N-溴代二丁酰亚胺和催化量的过氧化(二)苯甲酰，80℃下搅拌4小时，然后冷却到室温，过滤除去沉淀，有机相依次用稀盐酸，水洗涤，干燥，蒸干溶剂，得到黄色油状物。柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚-乙酸乙酯洗脱)后得6.51g浅黄色油状物。
(7)2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷的制备
将6.51g2-氯-5-溴甲基噻唑加入到100mL圆底烧瓶中，加入30mL乙醇使其溶解于其中。加入2.57g丝氨醇和3.1g三乙胺，60℃下搅拌3小时后蒸干溶剂得到浅黄色油状物。往其中加入适量的氯仿，搅拌下，缓慢滴液加9g二氯亚砜。50℃下搅拌4小时后，减压蒸馏除去挥发性物质，将剩余物倒入碳酸钠溶液中(30mL，50％)，充分搅拌，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，无水Na2SO4干燥一夜，过滤，减压蒸除溶剂，柱色谱纯化(柱 层析硅胶，石油醚／乙酸乙酯＝95／5)得到4.98g浅黄色油状物，产率：63％。
(8)对甲苯硫代磺酸钠的制备
将Na2S·9H2O(5.7g)溶解于蒸馏水(15mL)中，冰水浴冷却一段时间后缓慢、分次加入3.8g对甲苯磺酰氯。加入完成后，在0～5℃下继续搅拌30min，然后室温下搅拌3小时。然后过滤除去不溶物质，加入40mL饱和食盐水，置于冰箱中冷冻一夜以析出晶体，过滤，得到白色晶体，晶体在乙醇-二氯甲烷体系中重结晶得到2.89g白色针状晶体，产率：69％。
(9)2-二甲氨基-1，3-二(4’-氟苯硫基)丙烷(PJW01)的制备
取化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-氟苯硫酚(3.72g，0.02864mol)，氢氧化钠(1.6g)，环境温度下搅拌24小时，将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得到2.30g浅黄色油状物，产率：52％。
(10)2-二甲氨基-1，3-二(4’-氯苯硫基)丙烷(PJW02)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)加入到100mL圆底烧瓶中，加入适量无水乙醇使其溶解，加入4-氯苯硫酚(4.14g，0.02864mol)和1.6g氢氧化钠。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，石油醚提取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得到2.85g白色粉末，产率：59％。
(11)2-二甲氨基-1，3-二(4’-溴苯硫基)丙烷(PJW03)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(1.92g，0.01mol)溶解于适量无水乙醇中，加入4-溴苯硫酚(4.15g，0.022mol)和1.6g氢氧化钠。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，石油醚萃取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂后得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得到2.58g白色粉末，产率：56％。
(12)2-二甲氨基-1，3-二(3’-溴苯硫基)丙烷(PJW04)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(1.92g，0.01mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入3-溴苯硫酚(4.15g，0.022mol)和氢氧化钠(1.6g)。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得到2.35g白色粉末，产率：51％。
(13)2-二甲氨基-1，3-二(4’-甲基苯硫基)丙烷(PJW05)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)加入到100mL圆底烧瓶中，加入适量无水乙醇使其溶解，加入4-甲基苯硫酚(3.55g，0.02864mol)和氢氧化钠(1.6g)。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，石油醚提取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂后得到浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得2.89g白色粉末，产率：67％。
(14)2-二甲氨基-1，3-二(2’-甲基苯硫基)丙烷(PJW06)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入2-甲基苯硫酚(3.55g，0.02864mol)和1.6g氢氧化钠。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得到浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得到1.81g白色粉末，产率：42％。
(15)2-二甲氨基-1，3-二(4’-甲氧基苯硫基)丙烷(PJW07)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-甲氧基苯硫酚(4.01g，0.02864mol)和氢氧化钠(1.6g)。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)得到2.89g白色粉末，产率：61％。
(16)2-二甲氨基-1，3-二(4’-异丙基苯硫基)丙烷(PJW08)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(1.92g，0.01mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-异丙基苯硫酚(3.34g，0.022mol)和氢氧化钠(1.6g)。环境温度下搅拌24小时，混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，经柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)后得到白色粉末2.44g，产率：63％。
(17)2-二甲氨基-1，3-二(4’-氨基苯硫基)丙烷(PJW09)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-氨基苯硫酚(3.58g，0.02864mol)和氢氧化钠(1.6g)。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得到浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝4：1)得到2.34g黄色粉末，产率：54％。
(18)2-二甲氨基-1，3-二(2’-氨基苯硫基)丙烷(PJW10)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中， 加入2-氨基苯硫酚(3.58g，0.02864mol)和氢氧化钠(1.6g)。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×100mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝4：1)得到黄色粉末2.08g，产率：48％。
(19)2-二乙基氨基-1，3-二(4’-溴苯硫基)丙烷(PJW11)的制备
将化合物2-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷(2.19g，0.01mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-溴苯硫酚(4.16g，0.022mol)和1.6g氢氧化钠。环境温度下搅拌24小时，将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×100mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)得到白色粉末3.37g，产率：69％。
(20)2-二乙基氨基-1，3-二(4’-甲基苯硫基)丙烷(PJW12)的制备
将化合物2-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷(2.19g，0.01mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-甲基苯硫酚(2.73g，0.022mol)和1.6g氢氧化钠。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝4：1)得到白色粉末3.03g，产率：62％。
(21)2-二乙基氨基-1，3-二(4’-氨基苯硫基)丙烷(PJW13)的制备
将化合物2-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷(2.19g，0.01mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入4-氨基苯硫酚(2.75g，0.022mol)和1.6g氢氧化钠。环境温度下搅拌24小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝4：1)得到2.35g淡黄色粉末，产率：65％。
(22)2-二甲氨基-1，3-二(4’-羟基苯氧基)丙烷(PJW14)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入对苯二酚(3.15g，0.02864mol)和1.6g氢氧化钠。80℃下回馏搅拌10小时，冷却至环境温度，然后将混合液倒入水中，稀盐酸调节至溶液呈中性，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝85：5)得到1.10g棕色油状液体，产率：28％。
(23)2-二甲氨基-1，3-二苯氧基丙烷(PJW15)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入苯酚(2.69g，0.02864mol)和1.6g氢氧化钠。80℃回馏搅拌10小时，冷却至环境温度， 然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝9：1)后得到1.97g无色油状物，产率：56％。
(24)2-二甲氨基-1，3-二(2’-甲基苯氧基)丙烷(PJW16)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入2-甲基苯酚(3.09g，0.02864mol)和1.6g氢氧化钠。80℃下回馏搅拌10小时，冷却至环境温度，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)得到2.41g浅黄色油状物，产率：62％。
(25)2-二甲氨基-1，3-二(2’-甲氧基苯氧基)丙烷(PJW17)的制备
将化合物2-二甲氨基-1，3-二氯丙烷(2.50g，0.01302mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入2-甲氧基苯酚(3.55g，0.02864mol)和1.6g氢氧化钠。80℃回馏搅拌10小时，冷却至环境温度，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)得到2.80g油状产物，产率：65％。
(26)2-二乙基氨基-1，3-二(2’-甲氧基苯氧基)丙烷(PJW18)的制备
取化合物2-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷(2.19g，0.01mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入2-甲氧基苯酚(2.73g，0.022mol)和1.6g氢氧化钠。80℃回馏搅拌10小时，冷却至环境温度，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝95：5)得到2.66g浅黄色油状物，产率74％。
(27)2-二乙基氨基-1，3-二(3’-甲基苯氧基)丙烷(PJW19)的制备
取化合物2-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷(2.19g，0.01mol g)溶解于50mL无水乙醇中，加入2-甲氧基苯酚(2.37g，0.022mol)和1.6g氢氧化钠。80℃回馏搅拌10小时，冷却至环境温度，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝9：1)得到1.86g浅黄色油状物，产率：57％。
实施例二是结构式为通式II的沙蚕毒素衍生物及其制备方法：
具体方法如下：
(1)2-氯-5-甲基噻唑的制备
将8g2-氨基-5-甲基噻唑置于100mL的烧瓶中，加入32mL浓盐酸，冰水浴冷却至0℃，缓慢滴加NaNO2溶液(6g溶解于12mL H2O中)，在0℃下搅拌3小时，然后在80℃下搅拌3小时。缓慢冷却至室温，加入二氯甲烷萃取，弃去水相，反复萃取三次。合并有机相，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，蒸干溶剂得到6.63g油状物。含量为90％。
(2)2-氯-5-溴甲基噻唑的制备
将上述所制得的2-氯-5-甲基噻唑(6.63g)溶解于60mL CCl4中，加入9.76g N-溴代二丁酰亚胺和催化量的过氧化(二)苯甲酰，80℃下搅拌4小时，然后冷却到室温，过滤除去沉淀，有机相依次用稀盐酸，水洗涤，干燥，蒸干溶剂，得到黄色油状物。柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚-乙酸乙酯洗脱)后得6.51g浅黄色油状物。
(3)2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷的制备
将6.51g2-氯-5-溴甲基噻唑加入到100mL圆底烧瓶中，加入30mL乙醇使其溶解于其中。加入2.57g丝氨醇和3.1g三乙胺，60℃下搅拌3小时后蒸干溶剂得到浅黄色油状物。往其中加入适量的氯仿，搅拌下，缓慢滴液加9g二氯亚砜。50℃下搅拌4小时后，减压蒸馏除去挥发性物质，将剩余物倒入碳酸钠溶液中(30mL，50％)，充分搅拌，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，无水Na2SO4干燥一夜，过滤，减压蒸除溶剂，柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚／乙酸乙酯＝95／5)得到4.98g浅黄色油状物，产率：63％。
(4)2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二硫代磺酸钠基丙烷(PJW20)的制备
将化合物2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷(1.5g，0.0058mol)溶解于40mL甲醇中，加入Na2S2O3·5H2O(3.17g，0.01276mol溶解于5mL水中)，70℃下搅拌4小时，冷却到室温，过滤除去不溶物，蒸除溶剂，得到黄色固体。固体在甲醇和二氯甲烷体系中重结晶，得到黄色颗粒2.16g，产率：81％。
(5)S，S′-[2-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-丙二基]二(4’-甲基苯硫代磺酸酯)(PJW21)的制备
取化合物2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷(1.5g，0.0058mol)溶解于50mL无水乙醇中，加入对甲苯硫代磺酸钠(2.68g，0.01276)，80℃回馏搅拌5小时，然后将混合液倒入水中，二氯甲烷萃取(3×50mL)，合并有机相，有机相用无水Na2SO4干燥过夜，过滤，滤渣弃去，蒸除溶剂，得浅黄色油状物，经柱色谱纯化(柱层析硅胶，石油醚：乙酸乙酯＝85：15)后得到无色油状物2.27g，产率：72％。
本发明制备的沙蚕毒素衍生物，其纯度为99％以上。
相关的杀虫活性测试实验
实验材料：
斜纹夜蛾(Prodenialitura fabricius)，健康、活泼、大小一致的3龄幼虫，由广西田园生化股份有限公司生测室提供。
红蜘蛛(Panonychus citri)，健康、活泼、大小一致的3龄幼虫，由广西田园生化股份有限公司生测室提供。
实验操作：
(1)斜纹夜蛾触杀活性测试
采用浸虫法：将待测样配为含量为2000ppm的药液，用浸虫笼将健康大小一致的三龄斜纹夜蛾幼虫40头浸入药液5秒钟，拿出，将多余药液吸干，放入直径为9厘米的培养皿中，然后放入人工饲料，放置于温室条件下饲喂，药后24小时调查斜纹夜蛾的死亡、中毒情况。能正常爬行和取食判定为活虫；用毛笔轻触头和尾3秒钟无反应的判定为死亡；毛笔轻触能动但无正常爬行和取食行为判定为中毒。
死亡率和有效率分别用公式1和公式2计算。
校正死亡率和校正有效率使用Abbott公式进行校正。
(2)红蜘蛛触杀活性试验
红蜘蛛触杀活性试验采用茎叶喷雾法：取下有红蜘蛛的豇豆叶片，放置在新鲜的豇豆苗上，24小时后，红蜘蛛均匀分布在新鲜豇豆苗上，取下叶片，备用。取浓度为10000ppm待测药液2mL，稀释至20mL，得到浓度为1000ppm的药液。用peter喷雾塔将10mL药液喷雾至有红蜘蛛的豇豆苗上。以含有甲醇的0.5％NP-10水溶液作为空白对照，药后24小时调查红蜘蛛的死亡、中毒情况。能正常爬行和取食判定为活虫；用毛笔轻触头和尾3秒钟无反应的判定为死亡；毛笔轻触能动但无正常爬行和取食行为判定为中毒。校正死亡率和校正有效率使用分别用上述的公式1和公式2计算，并用Abbott公式进行校正。
综上所述，为了研究目标化合物的杀虫活性，选取了两种田间常见害虫-斜纹夜蛾和红蜘蛛为受试对象，分别采用浸虫法和茎叶喷雾法测试目标化合物对害虫的触杀活性，结果如表2所示。
表2本发明的沙蚕毒素衍生物对害虫的触杀活性
注1：斜纹夜蛾触杀活性测定使用药液浓度为2000ppm，红蜘蛛触杀活性测定使用药液浓度为1000ppm
注2：“-”表示尚无法进行的测定
本发明合成的沙蚕毒素类化合物在浓度为1000ppm时对红蜘蛛具有很好的触杀活性，其中有11个化合物活性达到100％，其余化合物活性均大于90％。而在对斜纹夜蛾的触杀活性测试中，化合物PJW12、PJW15、PJW20触杀活性明显优于现有沙蚕毒素类农药杀虫单，同时有7个化合物活性与杀虫单相当。
Claims (5)
1.一类沙蚕毒素衍生物及其制备方法，其特征在于该衍生物为以下通式I的化合物之一：
其中R1和R2代表甲基、乙基等。R3代表-OAr和-SAr等。
2.根据权利要求1所述沙蚕毒素衍生物的制备方法，其特征在于：所述通式I一类沙蚕毒素衍生物及其制备方法，其特征在于所述通式I的化合物由丝胺醇为原料，对氨基上的氮烷基化得到2-二甲氨基-1，3-丙二醇和2-二乙氨基-1，3-丙二醇；然后用SOCl2对其羟基氯代得到相应的氯代烃的盐酸盐，即N，N-二甲氨基-1，3-二氯丙烷和N，N-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷；中间体N，N-二甲氨基-1，3-二氯丙烷和N，N-二乙基氨基-1，3-二氯丙烷分别与取代苯硫酚或取代苯酚在碱性条件下发生亲核取代反应得到。上述反应的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或它们的混合物；上述反应温度变化范围为室温至溶剂出现回流，反应时间为1小时至8小时。
3.一类沙蚕毒素衍生物及其制备方法，其特征在于该衍生物为以下通式II的化合物之一：
其中R4代表2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基等。R5代表-SSO2C6H4Me-p和-SSO3Na等。
4.根据权利要求3所述沙蚕毒素衍生物的制备方法，其特征在于：所述通式II的一类沙蚕毒素衍生物及其制备方法，其特征在于所述通式II的化合物由2-氨基-5-甲基噻唑为原料，经sandmayer反应制得2-氯-5甲基噻唑，然后在过氧化二苯甲酰引发下，与溴代二丁酰亚胺发生自由基反应得到2-氯-5-溴甲基噻唑，再与丝胺醇亲核加成、羟基氯代，得到2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷。然后2-N-(2-氯-1，3-噻唑-5-基甲基)-1，3-二氯丙烷分别与硫代硫酸钠、对甲苯硫代磺酸钠反应得到。上述反应的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、醇、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、四氢呋喃或它们的混合物；上述反应温度变化范围为室温至溶剂出现回流，反应时间为1小时至8小时。
5.根据权利要求1和3所述的沙蚕毒素衍生物于农药杀虫剂中的应用。
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Application publication date: 20131204 |