CN1160711A - 高效植物生长调节剂的全合成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农药工业上的高效植物生长调节剂2-氢-4-吡啶基苯脲(简称：KT30s或缩写成4-PU或CPPU)的全合成的方法的重要革新。原来的合成方法只是报导最后一步的实验室合成方法，初始原料、中间体等多半是有毒、易爆并无市售的有机物，因而增加了成本与不安全因素，该产品不利于在农业生产上推广与普及。为此，本发明的新的全合成方法立足于国内廉价的原料，具有操作简便、反应路线短、收率高等优点。本发明适用于实验室合成，更适用于KT30s的生产厂家。

Description

高效植物生长调节剂的全合成

本发明涉及农药工业上的高效植物生长调节剂的全合成的方法的重要革新，该调节剂为2-氯-4-吡啶苯基脲[N-(2-Chloro-4-pyridinyl)-N’-phenylurea，以下均为缩写成4-PU或CPPU]。

自1980年以后发现4-PU以来，各国化学与农业科学家相继进行了深入地合成研究与应用开发，但由于合成路线过长，并涉及到剧毒、易燃、易爆的原料或中间体，且收率也较低，因而难于实现工业化生产，昂贵的4-PU比目前在世界各国推广应用6-BA，不仅具有较高的生物活性，而且具有尿素的特性，对杂草也有一定的抑制生长的效果，故而颇为农业科学家的青睐。

现将传统的合成方法归纳于后：A法[Indian，J.Chem.，4，403(1966)]

B法[Helv.Chim.Acta.，34，496(1951)]

C法[Rec.Trav.Chim，，69，673(1950)]

D法[特开昭62-240661]

A法的起始原料2-氯吡啶毒性极高，无法实现规模生产；B法因中间体2-氯-4-迭氮甲酰吡啶极易爆炸，实验室微量合成也很危险；C法原料2，4-二羟基吡啶难以得到；D法每步收率虽高，但实际上是舍近求远。

本发明的特点是：①原料易得且无毒；②反应路线短；③收率较高；④首次提出无毒或低毒的全合成路线；⑤操作简便。

一、4-PU新的全合成路线：

实施例1.在1500ml三口瓶中加入98.5g(1mole)4-甲基吡啶，再加入500ml34％的H₂O₂(约4.2mole)与400ml冰醋酸，搅拌，逐渐升温至100℃回流5小时，冷却后向瓶中加入500ml水稀释，减压浓缩回收醋酸后，将浓缩液用水重结晶，产率90％，产量130g。

实施例2.将72.25g异烟酸氧化物(0.5mol)加入500ml的三口瓶中，再分别加入14.6gPCI₅(0.07mol)gn 19.8gPOCI₃(0.129mol)后，加热回流4小时，冷却至室温，将混合物慢慢倒入1000g碎水中，搅拌后析出固体，过滤后将固体转移入三口瓶中，加入浓氨水(34-38％)200ml，在回流温度回流3小时，冷却后用醋酸调PH至8，过滤，烘干，产量：62.6g，产率80％。

实施例3.将33.8g 2-氯-4-甲酰氨吡淀(0.215-mole)加入130g的14％NaOH水溶液中，在15℃保温搅拌。通过滴液漏斗将20gNaOCl配成20ml的NaOCl水溶液，1.5小时内滴完，在滴入过程中，瓶中内容物从悬浮状逐渐溶解呈棕褐色，徐徐升温至80～90℃，保温1小时，反应液呈均匀的红色。冷却后析出微黄色的2-氯-4-氨基吡啶，过滤，用热的乙醇重结晶，干燥，产量：23g，产率：82.6％

实施例4.将40.18g 2-氯-4-氨基吡啶(0.324mole)加入250ml  三口瓶中溶于200ml干燥丙酮，再在三口瓶中加入45.6g异氰酸苯酯(0.4mole)，室温搅拌了3小时，减压蒸去溶剂，残留物倒入装有100g氧化铝的烧杯中搅匀后，用氯仿冲洗后，以倾泻法倒出，蒸除溶剂，再用丙酮与乙醚的混合溶剂重结晶，产量：56.68g，产率：73.5％，mp173-4℃。

二、4-PU的纯化：

实施例5.高纯度的4-PU的制备：在一根50ml的玻璃管中加入50g硅胶十八碳烷，取实施例4中的残留物20g注入上述反向柱中，再用0-98％的乙醇进行梯度洗脱，收集洗脱液，减压蒸干，含量为99％，mp：173.5℃。

三、4-PU的动物试验：

实施例5.急性毒性试验效果如表1所示

表1实验动物         实验方法         给4-PU途径        观察时间  LD50昆明种小白鼠      寇氏法(体重18-22g)     (Korber)wistar大白鼠    每组动物10只         灌胃             10天    2895mg(体重180-220g)   雌雄各半

结论：4-PU属于无急性毒性物质

实施例6.烟草愈伤组织细胞的增殖试验：如表2所示，含有0.0001-0.1ppm4-PU，作为植物生长激素的吲哚乙酸含2ppm，在Muraehige-Skoog培养基中将烟草愈伤组织在室温培养30天。最终鲜重如表2。对照组使用只含植物生长激素的Murashige-Skoog培养基外，是在相同条件下培养烟草愈伤组织。表2所示是含最适浓度6-BA的培养基的值。这个值都是6个体的平均值。

 表2烟草愈伤组织细胞的增殖试验添加物                     浓度(ppm)            鲜重(mg)本发明的化合物4-PU          0.0001              784

4-PU                    0.001               4,997

4-PU                    0.01                1,245

4-PU                    0.1                 539

6-BA                    0.01                5010

对照组                                      149

实验例7.曼陀罗的叶与新梢的重量增加试验：将作物平均高度为8cm的曼陀罗移植至野外，将表3所示的浓度的溶液，每一株植物相当消耗15ml，当植物的平均高度长成20cm时，对植物的茎与叶用喷雾器进行喷雾。3周后，收获植物，测定植物的高度、叶、茎的总鲜重以及新梢的叶、茎鲜重。表3所示是5株植物的平均值。

         表3曼陀罗(Datura)叶与新梢的重量增加试验试验化合物    浓度(ppm)   作物的高度(cm)   总鲜量(g)   新梢重量(g)4-PU             20          80             456         854-PU             100         75             506         1056-BA             500         90             401         72对照组                         103            340         40

实施例8.促进西瓜着果的效果试验：露天栽培西瓜，开花时进行人工交配后，将表4所示的药剂浓度对果梗进行涂布或散布处理，在处理两周之后，观察着果率的情况。结果如表4所示。

           表4促进西瓜着果的效果试验处理方法           药剂名称    浓度(ppm)    着果率(％)

                4-PU         1000         100涂布                6-BA         1000         65

                对照组                    40

                4-PU         1000         92散布                4-PU         500          87

                4-PU         100          81

                6-BA         1000         80

                对照组                    30

Claims (3)

1、本发明的高效植物生长调节剂2-氯-4-氨基吡啶苯基脲(KT30s)的全合成方法系首次提出，无毒或低毒的合成路线，其操作简便、路线短、收率高。

2、根据权利要求1所述路线系指全合成氧化、氯化、氨解、重排路线中将氧化4-甲基吡啶及其氧化物合并成一次氧化，同时将氯化与氨解、重排合并成一次反应，因而大大缩短了合成路线，降低了成本。

3、本发明的后处理采用反向柱层析取代氧化铝薄层层析纯化KT30s消除了有机溶剂的污染，提高了产品收率与纯度。