CN106432163A - 一种螺环内酯类化合物、其合成方法以及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺环内酯类化合物，其化学结构式如下，

Description

一种螺环内酯类化合物、其合成方法以及其用途

技术领域

本发明属于农药技术领域，具体为一种螺环内酯化合物、其合成方法及其用途。

背景技术

农药对于农牧渔林业生产的重要性是有目共睹的。农药是动态发展的----人类不断利用先进的科学技术，开发性能越发优异的新品种、淘汰老品种以适应农牧渔林业发展的需要。一段时期内，农药仍将以化学合成的为主导。近三十年来，农药品种更新的速度在加速，更新的趋势是活性在提高、毒性在降低，并将继续向这个方向发展。为优化我省、我国的农药品种结构，为民族农药工业的可持续发展，很多农药厂家积极研制、丰富农药的种类，例如现有市场中常见的螺螨酯、螺虫酯、螺虫乙酯三个化合物，杀螨剂螺螨酯，作用机制是抑制有害螨体内的脂肪合成，它与现有杀螨剂之间无交互抗性，适用于用来防治对现有杀螨剂产生抗性的有害螨类。杀虫剂螺虫乙酯具有独特的作用特征，是迄今唯一具有双向内吸传导性能的现代杀虫剂，高效广谱，可有效防治各种刺吸式口器害虫，如蚜虫、蓟马、木虱、粉蚧、粉虱和介壳虫等研究表明其对重要益虫如瓢虫、食蚜蝇和寄生蜂具有良好的选择性。而现在市场发展对农药的综合品质要求越来越高，能够同时具有杀虫效果好、持效期长、毒性低三种效果则是现代农药市场稀缺产品。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种螺环内酯化合物、其合成方法及其用途，实现了丰富农药品种目的，得到一种同时具备杀虫效果好、持效期长、毒性低三种效果的农药。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明合成得到的一种螺环内酯类化合物，其化学结构式如下：

该化合物以螺环为基础母体，进行一系列化学基团的改造，对该化合物检测，具有良好的杀螨、杀虫活性，持效期长，且经过毒理实验证明为低毒产品，具有良好的市场前景。

制备上述螺环内酯类化合物的方法，包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯；

(2)磺化反应：合成苯乙酰氯；

(3)对接成环反应：将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，升温搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，反应后减压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，反应方程式如下：

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、反应溶剂、催化剂混合，再向其混

合液中滴加3-溴丙烯，反应后减压脱去溶剂，加入水，苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物，反应方程式如下：

优选的，所述步骤(1)将环戊酮、催化剂焦硫酸钠、水搅拌溶解，在所述混合液中滴加氰化钠水溶液，搅拌、分层，得到的上层有机相，即为环戊氰醇，化学反 应方程式为：

在得到的环戊氰醇中加入乙醇充分混合后，缓慢滴加浓硫酸，反应后减压蒸馏出乙醇，真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯，化学反应方程式为：

优选的此合成路线，将酸化、酯化合并为一步反应，具有步骤短，工艺操作简单、合成收率高的特点。

优选的，所述步骤(1)环戊酮和氰化钠的摩尔比为1:0.95-1，催化剂的质量占反应体系质量的0-0.3％，环戊酮氰醇的反应温度为30-110℃。

优选的，所述步骤(1)合成羟基环戊基甲酸乙酯的温度为40-80℃，环戊氰醇和浓硫酸的摩尔比为1:1-2，反应时间为2-10h，环戊氰醇和乙醇的摩尔比为1-2，所选择的反应温度、物料配比、催化剂使用量均是出于成本、收率的考量。

优选的，所述步骤从(2)中向苯乙酸、甲苯混合也中缓慢滴加磺酰氯，反应后减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯，化学方程式如下：

所述步骤(2)中苯乙酸和磺酰氯的摩尔比为1:1-1.05，反应温度为45-90℃，反应时间为2-10h。

所述步骤(2)选择的合成路线，和后续步骤(3)配合，得到完整的合成本发 明的螺环内酯类化合物，创新性的的将对接反应和成环反应合在一起“一锅煮”的方法，一步制得4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，操作简单，收率高。

优选的，所述步骤(3)中反应温度为45-80℃，羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比为1:1-1.2，羟基环戊基甲酸乙酯和乙醇钠的摩尔比为1:1-1.2。

优选的，所述步骤(4)环化产物与3-溴丙烯的摩尔比1:1-1.02，反应温度为65-105℃，催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、DMAP中任意一种，催化剂质量占反应体系的1-5％，所采用的溶剂为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、四氢呋喃中任意一种。

本发明研制出的螺环内酯类化合物，其用途为用于制备杀虫剂、杀螨剂药物的应用。

综上，本发明包括以下有益效果：以螺环为基础母体，进行一系列化学基团的改造，得到同时具备杀虫效果好、持效期长、毒性低三种效果的农药，丰富了我国农药品种，成功地由仿制国外品种向自主创新方向转移，顺应国家的产业政策，提高民族农药工业的核心竞争力和增强其可持续发展能力、优化了民族农药工业产业结构。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例一：本发明提供的一种螺环内酯类化合物，其化学结构式为：

制备上述化合物的方法，包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯；

(2)磺化反应：合成苯乙酰氯；

(3)对接成环反应：将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，升温搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，反应后减 压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，反应方程式如下：

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、反应溶剂、催化剂混合，再向其混合液中滴加3-溴丙烯，反应后减压脱去溶剂，加入水，苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物，反应方程式如下：

上述合成反应所具体的温度、物料配比，以最终得到产物为准即可。

采用现有技术检测本发明螺环内酯类化合物杀螨、杀虫的作用，发现其作用机制是抑制有害螨体内的脂肪合成，它与现有杀螨剂之间无交互抗性，适用于用来防治对现有杀螨剂产生抗性的有害螨类。同时可有效防治各种刺吸式口器害虫，如蚜虫、蓟马、木虱、粉蚧、粉虱和介壳虫等研究表明其对重要益虫如瓢虫、食蚜蝇和寄生蜂具有良好的选择性；其致死中浓度符合国家标准规定的低毒性。

实施例二：本发明提供的一种螺环内酯类化合物，其化学结构式为：

制备上述化合物的方法，包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯；

在选择上述合成路线时，本发明申请人根据回收率、成本衡量，综合最终选择本发明公开的合成路线，下述列举选择合成路线的试验方法，用以说明本发明最终选择的合成路线为最优的选择：

1、合成羟基环戊基甲酸乙酯

1.1羟基环戊基甲酸乙酯由环戊酮进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到。主要的合成路线有两条。

一是环戊酮进行氰醇化反应后，加入酸，升温反应，得到羟基环戊基甲酸，再在浓硫酸的催化下，与乙醇发生酯化反应

⑴、

环戊醇、硫氰酸钠、催化剂、水搅拌溶解，在一定温度下滴加氰化钠水溶液，搅拌一定时间，分层，得到上层有机相，即为环戊酮氰醇，收率95％；

⑵、

环戊氰醇，盐酸，冰醋酸搅拌，升温反应10小时，反应结束后，蒸出大部分酸，滴加碱液中和至中性，减压蒸出水，得到羟基环戊基甲酸。收率80％。

⑶、

加入羟基环戊基甲酸，乙醇，在一定温度下缓慢滴加浓硫酸，反应一段时间后，减压蒸馏出乙醇，高真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯。收率90％。

1.2第二条路线是得到环戊氰醇后，直接进行酯化反应得到羟基环戊基甲酸乙酯

⑴、

环戊醇、焦硫酸钠、水搅拌溶解，在一定温度下滴加氰化钠水溶液，搅拌一定时间，分层，得到上层有机相，即为环戊氰醇，收率95％。

⑵、

加入环戊氰醇，乙醇，在一定温度下缓慢滴加浓硫酸，反应一段时间后，减压蒸馏出乙醇，高真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯。收率90％。

采用第一条路线的缺点是酸化反应的收率比较低，只有80％左右，并且要蒸出盐酸，对设备的要求较高。本发明设计的第二条路线，将酸化、酯化合并为一步反应，具有步骤短，工艺操作简单、合成收率高的特点。

(2)磺化反应：在合成苯乙酰氯时，主要还要考虑与步骤(3)的配合，将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，升温搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，反应后减压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，反应方程式如下：

与步骤(3)配合，得到高回收率、简便的得到本发明终产物的中间体，在选择本发明合成路线时，本发明申请人根据回收率、成本衡量，综合最终选择本发明公开的合成路线，下述列举选择合成路线的试验方法，用以说明本发明最终选择的合成路线为最优的选择：

第一条线路：

⑴、

加入苯乙酸，甲苯，缓慢滴加磺酰氯，回流反应一定时间，减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯。收率95％。

⑵、

加入环戊氰醇，DMF，碳酸钾，滴加苯乙酰氯，反应一段时间后，过滤，蒸出溶剂，得到产物苯乙酸-1-氰基-环戊酯，收率78％。

⑶、

将第二步得到的苯乙酸-1-氰基-环戊酯加入盐酸，升温反应，蒸出大部分盐酸，滴加碱液至中性，加入苯萃取分层，加压脱溶，得到产物1-苯基乙酰氧基环戊基甲酸，收率75％。

⑷、

1-苯基乙酰氧基环戊基甲酸加入乙醇，滴加浓硫酸，反应一短时间，减压蒸出乙醇，加入苯，滴加碳酸钠水溶液调节至中性，减压脱溶，得到1-苯基乙酰氧基环戊基甲酸乙酯，收率82％。

⑸、

向20％乙醇钠乙醇溶液中滴加1-苯基乙酰氧基环戊基甲酸乙酯的乙醇溶液，升温反应，反应结束后，减压脱溶，加入苯，滴加碳酸钠水溶液调节至中性，减压脱溶，得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，收率92％。

第二条路线：

⑴、

加入苯乙酸，甲苯，缓慢滴加磺酰氯，回流反应一定时间，减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯。收率95％。

⑵、

加入苯乙酰氯、羟基环戊基乙酸乙酯、乙醇，升温搅拌一定时间后，缓慢滴加乙醇钠乙醇溶液(20％)，回流反应，反应结束后，减压蒸馏出乙醇，滴加20％盐酸，过滤，得到白色固体。收率90％。

第一条路线苯磺酰氯和环戊氰醇对接反应后，直接酸化，酯化，成环反应，虽然路线减少，但是在反应过程中收率偏低，容易发生副反应。而第二条路线，创新性的的将 对接反应和成环反应和在一起“一锅煮”的方法，一步制得4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，操作简单，收率高。

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、四氢呋喃、苄基三乙基氯化铵混合，再向其混合液中滴加3-溴丙烯，环化产物与3-溴丙烯的摩尔比1:1.02，反应温度为75℃，后减压脱去溶剂，加入水、苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物，反应体系中四氢呋喃作为溶剂，溶剂所使用的量溶解原材料即可。

现有技术中的以螺环为基础母体，见下述结构式：

(R为卤素原子，甲乙基等官能团；R1为烷基类，烯丙基类，季酮类官能团)

目前，与螺环内酯结构相似的市售产品主要有螺螨酯、螺虫酯、螺虫乙酯三个化合物。杀螨剂螺螨酯，作用机制是抑制有害螨体内的脂肪合成，它与现有杀螨剂之间无交互抗性，适用于用来防治对现有杀螨剂产生抗性的有害螨类。杀虫剂螺虫乙酯具有独特的作用特征，是迄今唯一具有双向内吸传导性能的现代杀虫剂，高效广谱，可有效防治各种刺吸式口器害虫，如蚜虫、蓟马、木虱、粉蚧、粉虱和介壳虫等研究表明其对重要益虫如瓢虫、食蚜蝇和寄生蜂具有良好的选择性。

通过对季酮酸类化合物的研究，本发明创制出一系列的化合物，以下为化合物的结构式及区分代号：

如

其中SD-702在杀螨方面具有良好的生物活性，SD-725在杀虫和杀螨方面都具有良好的生物活性，但是以SD-706的杀虫活性最佳，持效期最长，且经过毒理实验证明为低毒产品。

实施例三：本发明提供的一种螺环内酯类化合物，其化学结构式为：

制备上述化合物的方法，包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯：将环戊醇、催化剂焦硫酸钠、水搅拌溶解，环戊酮和氰化钠的摩尔比为1:0.95，催化剂焦硫酸钠的质量占反应体系 质量的0.3％，反应温度为30℃，在所述混合液中滴加氰化钠水溶液，搅拌、分层，得到的上层有机相，即为环戊氰醇，所用水的质量以能溶解原料为准即可，

化学反应方程式为：

在得到的环戊氰醇中加入乙醇充分混合后，缓慢滴加浓硫酸，环戊氰醇和浓硫酸的摩尔比为1:1，反应温度为40℃，反应时间为2h，环戊氰醇和乙醇的摩尔比1：1，反应后减压蒸馏出乙醇，真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯，化学反应方程式为：

(2)磺化反应：合成苯乙酰氯：向苯乙酸、甲苯混合液中缓慢滴加磺酰氯，苯乙酸和磺酰氯的摩尔比为1:1，反应温度为45℃，反应时间为2h，反应后减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯，甲苯在该体系中为催化剂，所使用的量为现有技术催化剂的量即可，一般为1％，化学方程式如下：

(3)对接成环反应：将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比为1:1,升温至45℃搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，羟基环戊基甲酸乙酯与乙醇钠 的摩尔比为1：1，反应后减压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸溶液，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，乙醇为该反应体系的催化剂，盐酸的作用为中和反应体系的PH环境，所使用的量以达到中和条件为准即可，反应方程式如下：

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、甲苯、苄基三乙基氯化铵混合，再向其混合液中滴加3-溴丙烯，环化产物与3-溴丙烯的摩尔比1:1，苄基三乙基氯化铵质量占反应体系的1％，反应温度为65℃，后减压脱去溶剂，加入水、苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物。反应体系中甲苯作为反应溶剂，所使用的量为溶解反应原材料即可。

实施例四：本发明提供的一种螺环内酯类化合物，其化学结构式为：

制备上述化合物的方法，包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯：将环戊酮、催化剂焦硫酸钠、水搅拌溶解，环戊酮和氰化钠的摩尔比为1:1，催化剂焦硫酸钠的质量占反应体系质量的0.1％，反应温度为110℃，在所述混合液中滴加氰化钠水溶液，搅拌、分层，得到的上层有机相，即为环戊氰醇，所用水的质量以能溶解原料为准即可，

化学反应方程式为：

在得到的环戊氰醇中加入乙醇充分混合后，缓慢滴加浓硫酸，环戊氰醇和浓硫酸的摩尔比为1:2，反应温度为80℃，反应时间为10h，环戊氰醇和乙醇的摩尔比1：2，反应后减压蒸馏出乙醇，真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯，化学反应方程式为：

(2)磺化反应：合成苯乙酰氯：向苯乙酸、甲苯混合液中缓慢滴加磺酰氯，苯乙酸和磺酰氯的摩尔比为1:1.05，反应温度为90℃，反应时间为10h，反应后减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯，化学方程式如下：

(3)对接成环反应：将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比为1:1.2,升温至80℃搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，羟基环戊基甲酸乙酯与乙醇钠的摩尔比为1：1.2，反应后减压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸溶液，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，乙醇为该反应体系的催化剂，盐酸的作用为中和反应体系的PH环境，所使用的量以达到中和条件为准即可，反应方程式如下：

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、N,N-二甲基甲酰胺、四丁基溴化铵混合，再向其混合液中滴加3-溴丙烯，环化产物与3-溴丙烯的摩尔比1:1.02，N,N-二甲基甲酰胺质量占反应体系的5％，反应温度为105℃，后减压脱去溶剂，加入水、苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物。反应体系中四丁基溴化铵作为反应溶剂，所使用的量为溶解反应原材料即可。

实施例五：本发明提供的一种螺环内酯类化合物，其化学结构式为：

制备上述化合物的方法，包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯：将环戊酮、催化剂焦硫酸钠、水搅拌溶解，环戊酮和氰化钠的摩尔比为1:0.97，催化剂焦硫酸钠的质量占反应体系质量的0.2％，反应温度为70℃，在所述混合液中滴加氰化钠水溶液，搅拌、分层，得到的上层有机相，即为环戊氰醇，所用水的质量以能溶解原料为准即可，

化学反应方程式为：

在得到的环戊氰醇中加入乙醇充分混合后，缓慢滴加浓硫酸，环戊氰醇和浓硫酸的摩尔比为1:1.5，反应温度为60℃，反应时间为7h，环戊氰醇和乙醇的摩尔比1：1.5，反应后减压蒸馏出乙醇，真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯，化学反应方程 式为：

(2)磺化反应：合成苯乙酰氯：向苯乙酸、甲苯混合液中缓慢滴加磺酰氯，苯乙酸和磺酰氯的摩尔比为1:1.01，反应温度为65℃，反应时间为7h，反应后减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯，化学方程式如下：

(3)对接成环反应：将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比为1:1.1,升温至65℃搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，羟基环戊基甲酸乙酯与乙醇钠的摩尔比为1：1.1，反应后减压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸溶液，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，乙醇为该反应体系的催化剂，盐酸的作用为中和反应体系的PH环境，所使用的量以达到中和条件为准即可，反应方程式如下：

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、甲醇、DMAP混合，再向其混合液 中滴加3-溴丙烯，环化产物与3-溴丙烯的摩尔比1:1.01，DMAP质量占反应体系的3％，反应温度为85℃，后减压脱去溶剂，加入水、苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物。反应体系中甲醇作为反应溶剂，所使用的量为溶解反应原材料即可。

本发明上述制备步骤中温度、物料配比的选择均是出于产出比的考量，以下列举的试验例用以表明在选择上述参数的方法：

一、步骤(1)中氰醇化反应温度、物料配比选择的试验方法：

(1)反应温度对收率的影响

固定条件，改变温度，考察反应温度对收率的影响。

表2-1-1反应温度对收率的影响

由表2-1-1可知：随着温度升高，收率增大，温度在70℃，效果最好，收率可达到95％。温度高于70℃，收率开始下降。故优选反应温度为70℃。

(2)物料配比对收率的影响

固定偏重亚硫酸钠的投料量，考察环戊酮和氰化钠的摩尔比对反应收率的影响。

表2-1-2物料配比对收率的影响

从表2-1-2中看出，当环戊醇和氰化钠的摩尔比由1：0.95变为1：0.98时，收率有较大提高；当摩尔比超过1：1时，对收率影响不大，从成本以及废水处理方面考虑，最优选择环戊醇和氰化钠的摩尔比为1：0.98。

(3)催化剂用量对收率的影响

固定其它条件，考察催化剂用量对收率的影响。

表2-1-3催化剂用量对收率的影响

由表2-1-3可知：催化剂用量0.2％时，收率最高达95.8％。随着催化剂加量增加，收率基本不变。从生产成本考虑，优选催化剂的最优用量为0.2％。

二、步骤(1)中酯化反应温度、物料配比选择的试验方法：

(1)反应温度对收率的影响

固定其他条件，改变温度，考察反应温度对收率的影响。

表2-2-1反应温度对收率的影响

由表2-2-1可知：随着温度升高，收率增大，温度在60℃，效果最好，收率可达90％。温度高于60℃，收率开始下降。故最优选择60℃作为反应温度。

(2)物料配比对收率的影响

考察环戊酮氰醇和浓硫酸的摩尔比对反应收率的影响。

表2-2-2物料配比对收率的影响

从表2-2-2中看出，当环戊酮氰醇和浓硫酸的摩尔比变为1：1.8时，收率有较大提高；当摩尔比超过1：1.8时，对收率影响不大，从成本上考虑，优选环戊酮氰醇和浓硫酸的摩尔比为1：1.8。

(3)反应时间对收率的影响

固定其它条件，考察反应时间长短对收率的影响。

表2-2-3反应时间长短对收率的影响

由表2-2-3可知：随着反应时间的延长，收率不断提高，当反应时间为6小时，收率最高达90.1％。继续延长反应时间，收率基本不变。故反应时间设为6小时。

三、步骤(2)中磺化反应的反应温度、物料配比选择的试验方法：

(1)反应温度对收率的影响

固定其他条件，改变温度，考察反应温度对收率的影响。

表2-3-1反应温度对收率的影响

由表2-3-1可知：随着温度升高，收率增大，温度在70℃，收率最高可达95％。温度高于70℃，收率开始下降。最优选择70℃作为反应温度。

(2)物料配比对收率的影响

考察苯乙酸和磺酰氯的摩尔比对反应收率的影响。

表2-3-2物料配比对收率的影响

从表2-3-2中看出，当苯乙酸和磺酰氯的摩尔比变为1：1.1时，收率有较大提高；当摩尔比超过1：1.05时，对收率增加影响不大，从成本上考虑，我们选择苯乙酸和磺酰氯的摩尔比为1：1.05。

(3)反应时间对收率的影响

固定其它条件，考察反应时间长短对收率的影响。

表2-3-3反应时间长短对收率的影响

由表2-3-3可知：随着反应时间的延长，收率提高，当反应时间为8小时，收率最高达96.0％。继续延长反应时间，收率基本不变。故反应时间优选为8小时。

四、步骤(3)中对接成环反应，反应温度、物料配比选择的试验方法：

(1)反应温度对收率的影响

固定其他条件，改变温度，考察反应温度对收率的影响。

表2-4-1反应温度对收率的影响

由表2-4-1可知：随着温度升高，收率增大，温度在65℃，效果最好。温度高于65℃，收率开始下降。故选择65℃作为反应温度。

(2)物料配比对收率的影响

固定乙醇钠用量，考察羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比对反应收率的影响。

表2-4-2物料配比对收率的影响

从表2-4-2中看出，当羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比变为1：1.1时，收率有较大提高；当摩尔比超过1：1.1时，对收率影响不大，从成本上考虑，优选环羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比为1：1.1。

五、步骤(4)中烷基化反应中反应温度、物料配比选择的试验方法：

(1)反应温度对收率的影响

固定其他条件，改变温度，考察反应温度对收率的影响。

表2-5-1反应温度对收率的影响

由表2-5-1可知：随着温度升高，收率增大，温度在85℃，效果最好可达到90％。温度高于85℃，收率开始下降。故选择85℃作为反应温度。

(3)物料配比对收率的影响

固定其他条件，考察环化产物和3-溴丙烯的摩尔比对反应收率的影响。

表2-5-2物料配比对收率的影响

从表2-5-2中看出，当环化产物和3-溴丙烯的摩尔比变为1：1.1时，收率有较大提高；当摩尔比超过1：1.1时，对收率影响不大，从成本上考虑，优选环化产物和3-溴丙烯的摩尔比为1：1.1。

(4)催化剂种类对收率的影响

该反应催化剂主要在相转移催化剂中的季铵盐类和酰化作用催化剂之中选择。

表2-5-3催化剂对收率的影响

由表2-5-3可知：催化剂使用DMAP时，收率最高达90.1％。

(5)溶剂对收率的影响

固定条件，改变溶剂，考察溶剂对反应收率的影响。

表2-5-4溶剂对反应收率的影响

从表2-5-4表明：反应溶剂对产品的收率有一定的影响，使用N,N-二甲基甲酰胺作溶剂，收率最高，可达90.1％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺环内酯类化合物，其特征在于，该化合物的结构式如下：

2.一种制备权利要求1所述螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，(1)以环戊酮为原材料，进行氰醇化反应后，氰基水解酯化得到羟基环戊基甲酸乙酯；

(2)磺化反应：合成苯乙酰氯；

(3)对接成环反应：将步骤(1)得到的羟基环戊基甲酸乙酯、步骤(2)得到的苯乙酰氯、乙醇混合，搅拌后，缓慢滴加质量浓度为20％的乙醇钠乙醇溶液，反应后减压蒸馏出乙醇，再滴加质量浓度为20％的盐酸，经过滤后得到4-羟基-3-苯基-1-氧杂螺环[4.4]壬-3-烯-2-酮，反应方程式如下：

(4)烷基化反应：将步骤(3)得到的环化产物、反应溶剂、催化剂混合，再向其混合液中滴加3-溴丙烯，反应后减压脱去溶剂，加入水、苯，萃取分层，得到有机相，减压脱溶、过滤，得到最终产物螺环内酯类化合物，反应方程式如下：

3.根据权利要求2所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)将环戊酮、催化剂焦硫酸钠、水搅拌溶解，在所述混合液中滴加氰化钠水溶液，搅拌、分层，得到的上层有机相，即为环戊氰醇，化学反应方程式为：

在得到的环戊氰醇中加入乙醇充分混合后，缓慢滴加浓硫酸，反应后减压蒸馏出乙醇，真空蒸馏出羟基环戊基甲酸乙酯，化学反应方程式为：

4.根据权利要求3所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)环戊酮和氰化钠的摩尔比为1:0.95-1，催化剂的质量占反应体系质量的0-0.3％，合成环戊酮氰醇的反应温度为30-110℃。

5.根据权利要求3所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)合成羟基环戊基甲酸乙酯的温度为40-80℃，环戊酮氰醇和浓硫酸的摩尔比为1:1-2，反应时间为2-10h,环戊氰醇和乙醇的摩尔比为1-2。

6.根据权利要求2所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤从(2)中向苯乙酸、甲苯混合液中缓慢滴加磺酰氯，反应后减压蒸馏出甲苯，高真空蒸馏出苯乙酰氯，化学方程式如下：

7.根据权利要求6所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(2)中苯乙酸和磺酰氯的摩尔比为1:1-1.05，反应温度为45-90℃，反应时间为2-10h。

8.根据权利要求1所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(3)中反应温度为45-80℃，羟基环戊基甲酸乙酯和苯乙酰氯的摩尔比为1:1-1.2，羟基环戊基甲酸乙酯和乙醇钠的摩尔比为1:1-1.2。

9.根据权利要求1所述制备螺环内酯类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(4)环化产物与3-溴丙烯的摩尔比1:1-1.02，反应温度为65-105℃，催化剂质量占反应体系的1-5％，催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、DMAP中任意一种，所采用的溶剂为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇、四氢呋喃中任意一种。

10.权利要求1所述螺环内酯类化合物的用途，其特征在于，将所述螺环内酯类化合物应用于制备杀虫剂、杀螨剂。