CN108250079A - 一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，结构式如式A所示；该化合物菊酸部分为1R反式的单一光学异构体。与现有技术相比，本发明的化合物对某些特定靶标害虫具有更好的杀虫效果；

Description

一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物

技术领域

本发明涉及一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，尤其是一种特定立体构型的拟除虫菊酯类化合物及其制备方法和害虫防治上的应用。

背景技术

拟除虫菊酯类化合物是一类仿生合成的杀虫剂，可以用于多种害虫，并且具有较高的杀虫活性。拟除虫菊酯类化合物具有高效、低毒、低残留、环境兼容性好的特点，在害虫的防治领域得到了广泛的应用。

现有技术公开了多种拟除虫菊酯类化合物，如百树菊酯、氰戊菊酯等，虽然这类化合物具有良好的杀虫活性，但是随着长期连续单一使用，害虫对农药产生了抗药性，因此需要开发新的化合物。

另一方面随着人们对环保的要求越来越高，农药的高生物活性体越来越引起人们的重视，拟除虫菊酯通常会有2～8个光学异构体，各异构体间生物活性差异很大，因此需要研究制备最高活性的异构体。从环保的角度看，使用高活性的单一光学异构体可以在不降低药效的前提下减少施用的药量，从而降低对非靶标生物的毒性，提高安全性，减少残留药物环境污染。

然而要想得到药效、毒性、成本等诸方面能够超越老品种的新拟除虫菊酯化合物变得越来越困难。进入本世纪以来，拟除虫菊酯类新化合物的开发进展缓慢，得到产业化应用的只有日本住友化学有限公司的四氟甲醚菊酯、甲氧苄氟菊酯；中国江苏扬农化工股份有限公司的氯氟醚菊酯等少数几个新品种。

本技术发明人在对拟除虫菊酯类杀虫剂的长期研究中发现，ICI公司在US4370346A以及日本住友化学公司在JP2000239232中均提到了一类含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，这类含氟杀虫剂能够较好的克服和老的拟除虫菊酯之间的交互抗性。本发明人经过深入研究，提出了本发明所述的这一特定立体构型的拟除虫菊酯化合物，该化合物对某些特定靶标害虫具有优异的防治药效，并且本发明化合物具有较高的挥发性，有利于制备害虫趋避沙等常温挥发的害虫防治新剂型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，该化合物是具有特定立体结构的高活性的拟除虫菊酯杀虫化合物。

本发明的目的之二是提供一种所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，其结构如式A所示：

名为2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基-2-烯戊酯。

上述技术方案中，所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，炔醇部分手性C上为S构型时，该化合物为2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯。

本发明还提供一种所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物的制备方法，包括以下步骤：2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸或其对应的酰卤化合物，在有机溶剂中，与1-乙炔基-2-甲基-2-烯戊醇进行酯化反应，从而得到所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物；

所述的2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸/其对应的酰卤化合物，与1-乙炔基-2-甲基-2-烯基戊醇的摩尔比为0.8：1～1.2：1；

所述的酯化反应的温度为所述的有机溶剂的沸点回流温度；

所述的1-乙炔基-2-甲基-2-烯基戊醇又名炔醇,也是制备氯烯炔菊酯和炔戊菊酯的原料；2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸在背景技术所述的ICI和住友化合物的专利中已经公开,也可以参考本发明实施例中的方法制备。

本发明还提供一种所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物在防治卫生害虫方面的应用。

上述技术方案中，所述的卫生害虫为蚊、蝇或蜚蠊等。

上述技术方案中，所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物作为有效成分制备成常规制剂从而用于防治卫生害虫；

所述的拟除虫菊酯化合物作为有效成分制备成常规制剂时，常规制剂包括所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物本身，或者包括所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物和惰性载体；

所述的常规制剂包括所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物和惰性载体时，含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物的重量占常规制剂总重量的0.001～95％；

所述的常规制剂优选为制备成害虫驱避粉剂，它由占害虫驱避粉剂总重量0.01％～5％的所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物和余量的粉状载体复配而成；所述的粉状载体选自凹凸棒土、硅藻土、膨润土、海泡石、沸石、蛭石、高岭土、滑石、叶蜡石、白炭黑、碳酸钙、煤矸石、稻壳、胡桃壳粉、锯末粉或木质素中的一种或两种以上的混合物。

上述技术方案中，所述的常规制剂可以通过下列方法制备所述常规制剂：

①将本发明拟除虫菊酯化合物与液体和/或气体载体混合，并且任选加入制剂用表面活性剂及其它辅剂；

②将本发明拟除虫菊酯化合物与粉状固体载体混合，并且任选加入制剂用表面活性剂及其它辅剂；

③用本发明拟除虫菊酯化合物浸渍成形的固体载体；或将本发明化合物与粉状固体载体混合，并且任选加入制剂用表面活性剂及其它辅剂，并将得到的混合物成形。

本发明的这一特定立体构型的拟除虫菊酯化合物，该化合物对某些特定靶标害虫具有优异的防治药效。

具体实施方式

下面用实施例的形式详细解释本发明的技术方案和效果，但本发明并不限于以下实施例。以下％含量未经特殊说明均指质量分数。

2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酰氯的制备

2,2-二甲基-1R,反式-3-(2-甲基-丙烯基)-环丙基羧酸叔丁酯即化合物1的合成：

在带有搅拌的1L的四口圆底烧瓶中，加入200g无水四氢呋喃，56g叔丁醇钾。将50g2,2-二甲基-1R,反式-3-(2-甲基-丙烯基)-环丙酰氯溶于150g无水四氢呋喃中，在25℃将其滴加到前述溶液中。滴加完毕，加120g水淬灭反应，抽滤，分液，水层用3*100mL乙酸乙酯萃取。合并有机相后用水洗至中性，减压脱溶，收63g油状液体，即化合物1，收率93％。

化合物2的合成：

在带有搅拌的1L的四口圆底烧瓶中，加入124g化合物1,124g醋酸，500g乙酸乙酯，在-10℃通入臭氧。根据气相色谱中控反应进程，待原料转化完毕，停止反应。向体系中加入100mL水，60g锌粉，加毕，缓慢升温至室温搅拌8小时。升温回流两小时后，抽滤，水相用3*50g乙酸乙酯萃取，合并有机相，水洗至中性后，减压脱溶，收98g油状液体化合物2，收率90％。

化合物3的合成：

在500mL的四口烧瓶中加入22g的化合物2,33.5g的三苯基膦，100mL的DMF，吹氮气后，升温至回流。在150-160℃分批加入25.5g的三氟氯乙酸钠，加完后，继续回流1小时，降温。加入200mL水，用3*100mL乙酸乙酯萃取水层。合并有机相，减压脱溶后，精馏制得12.5g油状的化合物3，收率51％。

化合物4 2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸的合成：

在250mL的四口圆底烧瓶中加入，10g化合物3,50g1,2-二氯乙烷，0.5g对甲苯磺酸，升温至回流，四小时后降温，水洗后，减压脱溶，收6.7g化合物4，收率89％。

化合物5 2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酰氯的合成:

在250mL的四口烧瓶中，加入6.7g的化合物4,40g的二氯乙烷，加入几滴DMF，升温至50-60℃，滴加5.4g氯化亚砜，滴加完毕，保温3小时，即得2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酰氯,该反应液可不处理直接用于后续的合成。

实施例1：本发明化合物A1 2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯的合成

在一只200ml的四口瓶中，投入4-甲基-1-炔-4-烯-3-庚醇6.2g(0.05mol)，吡啶5.0g，溶于60ml二氯乙烷，投毕搅拌，0～5℃下滴加2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酰氯9.73g(0.05mol)，滴毕升至20℃反应4小时。用400ml 5％盐酸洗涤，再用400ml 5％NaHCO3洗涤，分出油层在10mmHg负压下加热至60℃脱净溶剂二氯乙烷，得到化合物2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯，柱层析处理，收重量11.2g淡黄色油状液体，含量为98.0％，收率71.3％。该化合物的分子式：C₁₆H₂₀F₂O₂分子量：282.32旋光[α]＝-7.31。质谱分子离子峰M＝282。500兆核磁共振氢谱(¹H(ppm)CDCl3)：5.69(d,1H)；5.41(t,1H)；3.90(d,1H)；2.52(s,1H)；2.02(m,2H)；1.71(t,3H)；1.51(t,1H)；1.11(s,6H)；1.09(d,1H)；1.06(t,3H)。

测试实施例1

将本发明化合物A1 0.14g溶于1g煤油，点滴至35g空白蚊香坯制成含0.4％化合物A1的本发明杀虫香I；同样的，分别取2,2-二甲基-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯(本发明化合物所对应的外消旋体)以及氯烯炔菊酯(2,2-二甲基-3-(2,2-二氯乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯)各0.14g溶于1g煤油，点滴至35g空白蚊香坯制成0.4％本发明对应外消旋化合物及氯烯炔菊酯杀虫香，参考GBT13917.10-2009的标准进行对家蝇的药效测定对比，采用28m³模拟房装置。具体过程如下。将杀虫香点燃，分别在燃烧1h，2h，4h，8h时吸取100头家蝇，模拟房中，准确熏杀60min，每10分钟记录一次家蝇击倒数目，最终根据结果统计击倒50％试虫(KT50)所需时间，结果示于表1：结果显示本发明化合物对家蝇防治药效约是其对应外消旋化合物的1.2倍，并且要明显优于现有品种氯烯炔菊酯。

表1.

测试实施例2

以0.3g本发明化合物A1，溶于2.0g乙醇，将该溶液均匀喷加到99.7g高岭土载体，充分混合后自然风干24小时，得到本发明害虫驱避粉剂I。同样的，各取0.3g氯烯炔菊酯以及2,3,5,6-四氟-4-甲氧甲基苄基-1R,反式-3-(2,2-二氟乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯(日本住友专利JP2000239232中化合物)，分别按上述步骤制备对比害虫趋避粉剂I(氯烯炔菊酯)和对比害虫趋避粉剂II(住友专利菊酯)，在无植被覆盖的平地上，分别撒施5g本发明的害虫驱避粉剂和及对比驱避粉剂，圈出一个2m×2m大小的正方形。人站在中央分别观察1小时、4小时、8小时开始30分钟之间进入圈内的蚂蚁次数和圈内人被蚊虫叮咬的次数。结果记录在表2中。1为本发明害虫驱避粉剂I，2为对比害虫驱避粉剂I,3为对比害虫驱避粉剂II：

表2

可以看出本发明菊酯化合物药效要明显好于两个对比化合物。

上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，其特征在于，其结构如式A所示：

名为2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯。

2.根据权利要求1所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，其特征在于，所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物，炔醇部分手性C上为S构型时，该化合物为2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸-S-1-乙炔基-2-甲基戊-2-烯基酯。

3.一种权利要求1-2任一项所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物的制备方法，包括以下步骤：2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸或其对应的酰卤化合物，在有机溶剂中，与1-乙炔基-2-甲基-2-烯基戊醇进行酯化反应，从而得到所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物。

4.一种权利要求1-2任一项所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物在防治卫生害虫方面的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的卫生害虫为蚊、蝇或蜚蠊。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物作为有效成分制备成常规制剂从而用于防治卫生害虫。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的拟除虫菊酯化合物作为有效成分制备成常规制剂时，常规制剂包括所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物本身，或者包括所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物和惰性载体。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的常规制剂包括所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物和惰性载体时，含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物的重量占常规制剂总重量的0.001～95％。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的常规制剂为害虫驱避粉剂，它由占害虫驱避粉剂总重量0.01％～5％的所述的含有二氟菊酸结构的拟除虫菊酯化合物和余量的粉状载体复配而成。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的粉状载体选自凹凸棒土、硅藻土、膨润土、海泡石、沸石、蛭石、高岭土、滑石、叶蜡石、白炭黑、碳酸钙、煤矸石、稻壳、胡桃壳粉、锯末粉或木质素中的一种或两种以上的混合物。