CN1039958C - 新型拟除虫菊酯－二氯戊氰菊酯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型二氯戊氰菊酯类高效低毒农业卫生用杀虫剂及其制备方法。其是由DV菊酸进行分离及光学拆分制得右旋反式异构体，再经氯化、缩合而成。其活性比之消旋体或提高一倍以上，效果可与强力毕那命相当。

Description

新型拟除虫菊酯－二氯戊氰菊酯
本发明属农药杀虫剂类。
近年来作为一种高效低毒的农业和卫生用杀虫剂——拟除虫菊酯类化合物的开发获得了巨大的成功。其中二氯戊氰菊酯类化合物以其活性强、开发难度较低、防虫效果好的特点，尤其为人们所亲睐。笔者等曾对这类化合物作过大量的研究，并于去年获得了二氯戊氰菊酯的一种高效反式异构体，同时于今年三月向中国专利局提出了发明专利的申请(申请号：93112374.7)。
为了进一步开发这类拟除虫菊酯，笔者等又从二氯戊氰菊酯的反式异构体中分离出生物活性更大的右旋反式异构体——特效二氯戊氰菊酯。
本发明所述的特效二氯戊氰菊酯即是指右旋、反式二氯戊氰菊酯，其可从高效二氯戊氰菊酯即反式左、右旋二氯戊氰菊酯的消旋混合物中分离而得。它的化学名称为(R)-(E)-环丙烷羧酸-3-(2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基-(R，S)-(E，Z)-1-氰基-2-甲基-2-戊烯酯。简称右旋、反式二氯戊氰菊酯。其结构式和物化性质如下：
结构式：
分子式：C15H19Cl2NO2
分子量：316.23
元素分析：计算值：％ C 56.95 H 6.06 N 4.43
          测定值：％ C 57.11 H 6.45 N 4.25
性状：淡黄色液体
比重：D20＝1.08
沸点：138-140℃/26.7 Pa
折光：nD 20＝1.5000    nD 13＝1.5020
旋光；[α]D＝+10.2°(1％乙醇溶液)
溶解度：易溶于乙醇、环己烷等有机溶剂，不溶于水。
红外光谱：(cm-1)
          2250，1750，1620，1180，909，650
核磁共振谱；(CDCl3 TMS δPPM)
  δ0.8-1.5 10H δ1.6-2.4 7H δ5.6 1H δ5.8 1H
本发明所述的特效二氯戊氰菊酯可通过以下方法加以制备。
以DV菊酸顺反式异构体混合物为起始原料，通过分离分别制得高顺式DV菊酸和反式DV菊酸二种异构体，然后对反式异构体进行光学拆分得到右旋反式DV菊酸和左旋反式DV菊酸。所得的右旋反式DV菊酸经酰氯化得右旋反式二氯菊酰氯，最后与氰化钠及2-甲基戊烯-2-醛缩合而得到右旋反式二氯戊氰菊酯，即特效二氯戊氰菊酯。
DV菊酸的顺反式异构体可通过环己烷等有机溶剂加以分离，顺式异构体大部分溶于溶剂中，将固体部分过滤，重结晶即可得反式异构体的DV菊酸。
反式DV菊酸的光学拆分可通过在反式DV菊酸中加入适量的光学纯品拆分剂和某种特定的溶剂来实现。本发明所用的拆分剂的结构式为：
Figure C9311260400051
(其中R1、R2为H、CH3或C2H5，)简称为拆分剂A。所用的特定溶剂为甲苯与异丙醇的混合溶剂，其中甲苯与异丙醇的体积比可在1.1∶1到1.5∶1之间。上述溶液经加热溶解，再冷却，右旋反式DV菊酸即与拆分剂A结合成盐析出。沉淀经过滤，再用酸处理便可得到右旋反式DV菊酸，收率一般在40-45％。母液也可加强酸后用有机溶剂萃取，再脱溶剂得到左旋反式DV菊酸。
右旋-反式二氯菊酸的酰氯化可用氯化亚砜或者三氯化磷为酰氯化剂，在一定量的有机溶剂中加热反应后脱溶剂、减压蒸馏收集馏分：95-97℃/1333Pa即得相应的反式菊酰氯。溶剂可为芳烃，如苯、甲苯，也可为烷烃，如氯仿、环已烷、正已烷等。收率：≥95％，含量≥96％。
酯化反应是相应的反式二氯菊酰氯与2-甲基戊烯-2-醛及氰化钠在烃类溶剂及相转移催化剂存在下进行。所用的烃可以是烷烃如：氯仿、正己烷、环己烷，也可是芳烃如：苯、甲苯、二甲苯等，相转移催化剂可为：四乙基溴化铵、四乙基氯化铵和四丁基溴化铵等。收率≥86％，含量≥92％，其反应式如下：
Figure C9311260400061
由此所得的右旋反式二氯戊氰菊酯经生物活性测试及药效试验可知其生物活性为反式消旋体的二氯戊氰菊酯(即高效二氯戊氰菊酯)的2倍，为左旋反式二氯戊氰菊酯的5倍，其防蚊效果可与强力毕那命相当。经初步应用试验的结果，证明其作为农业和卫生用杀虫剂具有良好的防蚊效果和较高的经济、社会效益。合成实例一；反式(消旋)DV菊酸的拆分。
在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三口瓶中投入反式(消旋)DV菊酸32.0克(顺∶反＝2∶98)、拆分剂A36.75克([α]D＝-27.5°)及190-230ml混合溶剂(甲苯∶异丙醇＝1.1-1.5∶1)，加热溶解后再冷却、低温放置过夜，过滤得白色固体为左旋反式DV菊酸与拆分剂A形成的盐(I)及滤液(II)。
在(I)中加入过量的酸，过滤得白色固体右旋反式DV菊酸13.6克([α]D＝+32.2°1％乙醇溶液)及滤液(III)，(III)用碱处理得到拆分剂13.6克([α]D＝-27.4°1％乙醇溶液)，收率42.5％。
(II)中加入过量的酸，用溶剂萃取，分出上层有机层，脱溶剂得到固体则为左旋反式DV菊酸16.2克([α]D＝-27.9°1％乙醇溶液)；水层用碱中和又得拆分剂17.0克([α]0＝-27.8°1％乙醇溶液)。合成实例二：右旋-反式菊酸的酰氯化。
在装有搅拌器、冷凝器、温度计的500ml三口瓶中投入右旋-反式DV菊酸51克(0.244克分子)、甲苯300ml搅拌几分钟后滴入氯化亚砜37.7克(0.317克分子)，然后在40-70℃保温至无盐酸气放出为止。脱溶剂后，再减压蒸馏收集馏分：95-97℃/1333Pa，得产物54.7克，含量：96.5％，收率：95.09％。合成实例三：右旋-反式二氯戊氰菊酯的合成
在装有搅拌器、冷凝器、温度计的500ml三口瓶中，投入氰化钠14.9克、水56ml、甲苯56ml和少量PTC(相转移催化剂)，搅拌数分钟后，再投入22.8克2-甲基戊烯-2-醛，低温下滴入反式二氯菊酰氯52克(0.2286克分子)及112ml甲苯组成的溶液，然后在30-80℃保温至2-甲基戊烯-2-醛大部份作用完全为止。
反应达到终点后，冷至室温，反应液倾入分液漏斗中，静置分层，分离油-水层，油层用水洗2次(30ml×2)，合并入上水层中，然后，水层用甲苯萃取2次(30ml×2)，合并油层，用饱和的碳酸氢钠水溶液洗2次(130ml×2)，再用水洗至PH＝7，分去水层，油层用无水Na2SO4干燥后，脱去溶剂，再减压蒸馏，收集馏份：138-140℃/26.7Pa，得产物6 7.3克，含量：94.5％，收率：88.04％，旋光：[α]D＝+10.2°(1％乙醇溶液)。
产品元素分析：
计算值％ C56.95 H6.06 N4.43
测定值％ C57.11 H6.45 N4.25
红外光谱：(cm-1)
2250  1750  1620  1180 890  650
核磁共振谱：H′NMR(CDCl3 TMS δPPM)
反式体：δ0.8-1.5 10H δ1.6-2.47H δ5.61H δ5.81H
Figure C9311260400081
三碳环反式实例四：左旋-反式二氯戊氰菊酯的合成。
在装有搅拌器、冷凝器、温度计和水浴的100ml三口瓶中加入左旋反式DV菊酸8.36克(0.04克分子，[α]D＝-20.5°)和甲苯40ml，搅拌下滴入氯化亚砜6.18克(0.052克分子)，在40-70℃保温至无盐酸气放出为止。蒸出溶剂得到相应的二氯菊酰氯9.2克，含量：94.2％，收率：95.23％。
在另一套100ml三口瓶中，加入氰化钠2.5克、水10ml、甲苯10ml2-甲基戊烯-2-醛4克及少许PTC，搅拌数分钟后.低温滴入上述9.2克二氯菊酰氯和20ml甲苯的混合溶液，然后在30-80℃保温至2-甲基戊烯-2-醛大部作用完为止。以后处理同上例，得到产物左旋-反式二氯戊氰菊酯10.9克，含量9 5.3％，[α]D＝-4°，收率：86.3％。药效试验实例一：右旋反式二氯戊氰菊酯(即右旋反式绿仙菊酯)与左旋反式二氯戊氰菊酯(即左旋反式绿仙菊酯)对蚊虫的去倒试验。
测定方法：标准密闭圆筒测试法
将样品分别滴入空白盘状蚊香，使之最终达一定浓度，在标准测试圆筒(φ20cm，h43cm)内放入雌淡色库蚊20只，薰一分钟，移取蚊香，观察击倒时间，求出KT50、KT95值，以强力毕那命(进口)为原料的市售三星蚊香作对照。结果如下表I。
药效试验实例二；反式右旋绿仙菊酯及反式左旋绿仙菊酯与不同市售蚊香的对比试验。
测定方法与上例基本相同，测定结果见表II。表I  反式右旋绿仙菊酯与反式左旋绿仙菊酯对蚊虫的试验结果
编号   样品名称 浓度(％)  KT50(分钟)    KT95(分钟)                   相对毒力指数
       以KT50计          以KT95计
 0.24％  0.4％   0.24％     0.4％
1 强力毕那命 0.3  2.95704    5.57725
2   右旋反式二氯戊氰菊酯 0.40  2.71319    4.3587  5.3510    6.2513
3   右旋反式二氯戊氰菊酯 0.24  3.6555    7.42878  4.994   9.1212
4   左旋反式二氯戊氰菊酯 0.40  14.5182    27.2474  1.000    1.000
5   左旋反式二氯戊氰菊酯 0.24  18.2561    67.7594  1.000   1.000
表II  右旋——反式绿仙菊酯与不同样品对蚊虫的对比试验结果
编号     样品名称 浓度(％)   KT50(分钟)   KT95(分钟)   死亡％                    相对毒力指数
以KT50计 以KT95计
   0.3％  0.4％   0.3％   0.4％
 1# 右旋反式二氯戊氰菊酯  0.3   4.47571   7.09903   60   1.7308   1.9335
 2# 右旋反式二氯戊氰菊酯  0.3   3.8434   5.45944   60   2.0155   2.5340
 3# 右旋反式二氯戊氰菊酯  0.3   4.41961   6.32145   50   1.7527   2.1713
右旋反式二氯戊氰菊酯  0.4   4.1457   6.36429  1.5633  1.5231
      EBT  0.2   3.31426   5.16958
    强力毕那命  0.3   3.61558   5.88965   64   2.1425   2.3304
 4#   顺反消旋二氯戊氰菊酯  0.3   7.74646   13.7257   10     1
顺反消旋二氯戊氰菊酯  0.4   6.48114   9.6937   1
   市售三星蚊香  0.3   4.53458   7.28334   25   1.7083   1.8845
注：1#，2#，3#系不同光学纯度的样品。

Claims (4)

1、右旋反式二氯戊氰菊酯，其结构式为：
Figure C9311260400021
旋光：[α]D＝10.2°  (1％乙醇溶液)
2、权利要求1所述的右旋反式二氯戊氰菊酯的制备方法，其特征在于先通过对分离DV菊酸顺反式异构体混合物所得的反式异构体进行光学拆分得右旋反式DV菊酸异构体，光学拆分剂为：(其中R1、R2为H、CH3或C2H5，)拆分时所用的溶剂为甲苯和异丙醇的混合物。
3、如权利要求2所述的右旋反式二氯戊氰菊酯的制备方法，其特征在于甲苯与异丙醇的体积比在1.1∶1到1.5∶1之间。
4、一种卫生杀虫剂，其特征在于所含的有效成份为权利要求1所述的右旋、反式二氯戊氰菊酯。
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