CN1228318C - 苯甲酰基脲类化合物及合成方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种新型苯甲酰基脲类化合物的合成及应用。新型苯甲酰基脲类化合物的合成方法是：将百菌清进行氟化反应生成式(Ⅲ)化合物，然后将百菌清和式(Ⅲ)化合物分别再与氨气或氨水进行胺化反应，反应得式(Ⅳ)化合物。再将式(Ⅳ)化合物在硫酸溶液中进行一步法水解脱羧得式(Ⅴ)化合物。另一方面，将式(Ⅵ)化合物在硫酸溶液中进行水解反应得式(Ⅶ)化合物，然后将式(Ⅶ)化合物与草酰氯反应得式(Ⅱ)化合物。此时再将式(Ⅴ)化合物与异氰酸酯式(Ⅱ)化合物反应得式(Ⅰ)新型苯甲酰基脲化合物。本发明的新颖性在于苯基4位虽无卤素，其生测结果表明，活性同样甚至更高，这在理论方面有重要意义。在实际运用方面，开辟了一条制备苯甲酰基脲类昆虫生长调节剂的实用路线。且合成路线短，反应条件温和，产率高，特别适宜工业化生产，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及用化合物卤代苯甲酰异氰酸酯与化合物三卤代苯胺或二卤代苯二胺制备苯甲酰基脲类化合物，以及该新型化合物用于杀灭小菜蛾、粘虫、蚊子。
背景技术
在现有的苯甲基脲类化合物中，人们通过大量的实验，已经证明了其基本的结构为N-苯基-N′-取代苯甲酰基脲的一类化合物对害虫有较高的杀虫活性，并对有益的水生甲壳纲有较高的安全性，属昆虫生长调节剂。其中较好的代表有伏虫隆。伏虫隆有如下的优点：1.作用机制独特、对有益生物低毒、易于降解、选择性高、比较安全，属昆虫生长调节剂。2.生物活性高，有效施药量低。3.具有广谱的杀虫活性。4.与其它杀虫剂无交叉互抗性。其不足之处在于：苯基部分结构复杂，较难合成，工艺要求高，从而增加了总体合成难度，成本高，不经济。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成路线短，反应条件温和，产率高、合成路线简洁的苯甲酰基脲类化合物的合成方法及化合物的应用(提供一种更经济更优越的高效杀虫剂)。
苯甲酰基脲类化合物的苯基部分大多含有卤素，且卤素的取代位置、取代数目及卤素的种类与杀虫活性有密切关系。已有商品化的或取得专利的或已报道过的苯甲酰基脲类杀虫剂的苯基部分大多在4位上有卤素或其它的非氢取代基。人们普遍认为4位的氢被卤素等取代后活性较高。三卤代苯基虽已有报道，其活性大多较高。但这种苯基部分为2，3，5-三卤苯基或3-氨基-2，5-二卤苯基的苯甲酰基脲类化合物尚未报道过，我们预见此结构由于苯环上含多个卤素因该具有更好、更长久的活性。本发明是以伏虫隆为先导化合物进行结构筛选和优化而获得了通式(I)所示的苯甲酰基脲类化合物。
本发明所述及的苯甲酰基脲类化合物由下面的结构通式(I)表示：
其中；R1、R3、R5为氟原子或氯原子；R2可为氟原子或氨基或氯原子；R4为氢、氯原子或氟原子。
这是一类具有独特作用机制、极高的环境安全性和高效杀虫活性的化合物。本发明将述及此类化合物的合成工艺以及它们对小菜蛾、粘虫、蚊子的室内防效测试结果。
如式(I)所示的新型苯甲酰基脲类的化合物由以下合成路线制备：将百菌清进行氟化反应生成式(III)化合物，然后将百菌清和式(III)化合物分别再与氨气或氨水进行胺化反应，反应得式(IV)化合物，再将式(IV)化合物在硫酸溶液中进行一步法水解脱羧，结果两个腈基被脱去，得式(V)化合物，另一方面，将式(VI)化合物在硫酸溶液中进行水解反应得式(VII)化合物，然后将式(VII)化合物与草酰氯反应得式(II)化合物，此时再将式(V)化合物与异氰酸酯式(II)化合物反应得新型苯甲酰基脲类化合物。原料、中间体及目标产物(新型苯甲酰基脲类化合物)的结构如下：
所述的式(I)化合物的合成路线为(用结构式表示)，
(R1，R3＝F，Cl；R2＝F，Cl，NH2；R4＝H，Cl，F；R5＝Cl，F)
Scheme 1
另外还进一步地研制了式(I)所表示的化合物，对农田害虫小菜蛾幼虫具有明显的杀虫活性。
苯甲酰基脲类化合物中令人满意的例子或者说是本发明的产品是下列的一些化合物。即：
(a)当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl；
(b)当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl；
(c)当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为F，R5为F；
(d)当R1为Cl，R2为F，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl；
(e)当R1为Cl，R2为F，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl；
(f)当R1为Cl，R2为F，R3为Cl时，R4为F，R5为F；
(g)当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为H，R5为Cl；
(h)当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl；
(i)当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为F，R5为F；
(j)当R1为F，R2为F，R3为F时，R4为H，R5为Cl；
(k)当R1为F，R2为F，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl；
(l)当R1为F，R2为F，R3为F时，R4为F，R5为F；
(m)当R1为Cl，R2为NH2，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl；
(n)当R1为Cl，R2为NH2，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl；
(o)当R1为Cl。R2为NH2，R3为Cl时，R4为F，R5为F；
(p)当R1为Cl，R2为NH2，R3为F时，R4为H，R5为Cl；
(q)当R1为Cl，R2为NH2，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl；
(r)当R1为Cl，R2为NH2，R3为F时，R4为F，R5为F；
(s)当R1为F，R2为NH2，R3为F时，R4为H，R5为Cl；
(t)当R1为F，R2为NH2，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl；
(u)当R1为F，R2为NH2，R3为F时，R4为F，R5为F。
其中特别令人满意的例子是：
当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为F，R5为F(I-1)；
当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl(I-2)；
当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl(I-3)；
当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为F，R5为F(I-4)；
当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl(I-5)。
当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为H，R5为Cl(I-6)。
本发明制备苯甲酰基脲类化合物(I)的方法涉及以下步骤：
中间体(II-1)：2-氯-苯甲酰异氰酸酯的制备：
将15.5克(0.1mol)2-氯-苯甲酰胺溶于配有搅拌器，氯化钙干燥管，和氯化氢气体吸收装置的回流冷凝管，干燥新蒸1，2-二氯乙烷的三颈瓶中，然后慢慢加入15ml新蒸的草酰氯，待反应放热结束后，加热沸腾3-4小时使悬浮固体全部澄清且无氯化氢放出为止，最后将反应液减压蒸馏除去过量的1，2-二氯乙烷及草酰氯，得到浅黄色油状液体17.0克，产率94.0％，无须进一步提纯，密封备用，或立即用于下一步反应。
中间体(II-2)2，6-二氟-苯甲酰异氰酸酯的制备：
将15.7克(0.1mol)2，6-二氟-苯甲酰胺溶于配有搅拌器，氯化钙干燥管，和氯化氢气体吸收装置的回流冷凝管，干燥新蒸1，2-二氯乙烷的三颈瓶中，然后慢慢加入9.5～10.5ml新蒸的草酰氯，待反应放热结束后，加热沸腾5～6小时使悬浮固体全部澄清且无氯化氢放出为止，最后将反应液减压蒸馏除去过量的1，2-二氯乙烷及草酰氯，得到浅黄色油状液体15.2克，产率83.0％，无须进一步提纯，密封备用，或立即用于下一步反应。
Bp：54℃(0.05mmHg)。
1HNMR(CDCl3)：7.01(t，J＝8.3Hz，2H)，7.48-7.58(m，1H)。
中间体(II-3)2，6-二氯-苯甲酰异氰酸酯的制备：
将18.9克(0.1mol)2，6-二氯-苯甲酰胺溶于配有搅拌器，氯化钙干燥管和氯化氢气体吸收装置的回流冷凝管，干燥新蒸1，2-二氯乙烷的三颈瓶中，然后慢慢加入15.5～17.0ml新蒸的草酰氯，待反应放热结束后，加热沸腾20～24小时使悬浮固体全部澄清且无氯化氢放出为止，最后将反应液减压蒸馏除去过量的1，2-二氯乙烷及草酰氯，得到浅黄色油状液体14.1克，产率66.0％，无须进一步提纯，密封备用，或立即用于下一步反应。
中间体(III-1)5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二腈的制备
在250毫升三颈瓶中，加入150毫升干燥过的N，N-二甲基甲酰胺，再加入经干燥处理的百菌清26.6克(0.1mol)，在机械搅拌下，升温至70℃使其完全溶解，快速加入22.0～24.0克(0.379～0.414mol)无水氟化钾，并在旁边一侧的管口上安装一干燥管，然后升温至110～120℃反应4～5小时后，冷却至室温，过滤除去沉淀(KF+KCl)，并用30～40毫升N，N-二甲基甲酰胺洗涤2-3次上述沉淀(沉淀重约25.2克)，合并滤液，将滤液倒入500毫升水中，磁力搅拌半小时，抽滤得沉淀11.0克-19.8克，干燥后，用环己烷重结晶，得白色针状晶体，约重10.4克-17.2克(收率48.0％～80.0％)，mp：107-108℃。
19FNMR(acetone-d6)：-13.35(s，2F)，-17.80(s，1F)。
中间体(III-2)2，4，5，6-四氟-1，3-苯二腈的制备
在250毫升三颈瓶中，加入150毫升干燥的环丁砜，再加入干燥处理的百菌清26.6克(0.1mol)，机械搅拌下，升温至70℃使其完全溶解快速加入25.0克无水氟化钾，0.5克18-冠醚-6作相转移催化剂，并在旁边一则的管口上安装一干燥管，然后控温在160-180℃反应8小时，冷却至室温，过虑处去沉淀(KF+KCl)，并用20毫升环丁砜洗涤2-3次上述沉淀(沉淀重约24.9克)，合并滤液，将滤液倒入500毫升水中磁力搅拌2小时，抽滤得沉淀17.6克，干燥后选择环己烷进行重结晶，得白色针状结晶，得2，4，5， 6-四氟-1，3-苯二腈(III-2)，约重16.4克(收率70.7％)。mp：102-104℃。
IR(KBr)，υ max/cm-1：2254，1642，1504，1489，1324，1131，974。
中间体(III-3)2，5-二氯-4，6-二氟-1，3-苯二腈的制备
在250毫升三颈瓶中，加入150毫升干燥过的N，N-二甲基甲酰胺，再加入经干燥处理的百菌清26.6克(0.1mol)，在机械搅拌下，升温至70℃使其完全溶解，快速加入14.5克(0.250mol)无水氟化钾，并在旁边一侧的管口上安装一干燥管，然后升温至110～120℃反应2～3小时后，冷却至室温，过滤除去沉淀(KF+KCl)，并用30～40毫升二甲基甲酰胺洗涤2-3次上述沉淀，合并滤液，将滤液倒入500毫升水中，磁力搅拌1小时，抽滤得沉淀12.5克-19.6克，干燥后，用环己烷重结晶，得白色固体，再柱分离得白色针状晶体约重10.2～12.1克(收率43.8％～51.9％)，mp：144-147℃。
中间体(IV-1)6-氨基-2，4，5-三氯-1，3-苯二腈的制备
将26.6克(0.1mol)百菌清加入配有搅拌器，回流冷凝管的500毫升三颈瓶中，再加入250毫升四氢呋喃，10～30分钟内将氨气鼓入溶液中。于40℃下继续反应，用TLC检测至反应完毕后，冷却至室温，冷却后将反应液倒入150毫升水中搅拌，抽滤得到白色固体，干燥后，用乙酸乙酯重结晶得白色固体20.1克(产率81.5％)，mp：282～284℃。
MS：245(M+)(100)，218(6)，210(8)，183(14)，147(8)。
中间体(IV-2)6-氨基-5-氯-2，4-二氟-1，3-苯二腈的制备
将21.6(0.1mol)克5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二腈溶于100克1，2-甲氧基乙烷，1小时内搅拌下缓缓加入16.2克d为0.88g/cm225～28％氨水，之后将反应液继续反应2～3小时后，将上述反应液倒入300毫升水中充分搅拌，抽滤得到白色固体，水洗后真空干燥得1 5.6克(产率73.2％)。
MS：213(M+)(100)，194(2)，178(20)，159(4)，151(33)，124(15)。
中间体(IV-3)4，6-二氨基-5-氯-2-氟-1，3-苯二腈的制备
将21.6克(0.1mo1)5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二腈溶于150克1，2-甲氧基乙烷，10分钟内搅拌下将氨气鼓入至溶液中。用TLC检测至反应完毕后，冷却至室温，冷却后将反应液倒入150毫升水中充分搅拌，抽滤得到白色固体，水洗后真空干燥得15.6克(产率68.7％)。
MS：210(M+)(100)，191(8)，175(36)，148(50)，121(37)。
中间体(IV-4)6-氨基-2，4，5-三氟-1，3-苯二腈的制备
将20克(0.1mol)2，4，5，6-四氟-1，3-苯二腈溶于120克1，2-甲氧基乙烷，1小时内搅拌下缓缓加入20克d为0.88g/cm225～28％氨水，之后将反应液继续反应2～3小时后，将上述反应液倒入150毫升水中充分搅拌，抽滤得到白色固体，水洗后真空干燥得11.2克(产率56.9％)。
MS：197(M+)(100)，178(14)，170(65)，155(43)，139(57)。
中间体(IV-5)4，6-二氨基-2，5-二氟-1，3-苯二腈的制备
将20克(0.1mol)2，4，5，6-四氟-1，3-苯二腈溶入150克1，2-甲氧基乙烷，10分钟内搅拌下将氨气鼓入至溶液中。用TLC检测至反应完毕后，冷却至室温，冷却后将反应液倒入150毫升水中充分搅拌，抽滤得到白色固体，水洗后真空干燥得17.0克(产率87.6％)。
MS：194(M+)(47)，140(16)，64(100)。
中间体(IV-6)6-氨基-2，5-二氯-4-氟-1，3-苯二腈的制备
制备方法同IV-2，产率82.0％。
MS：229(M+)(100)，213(50)，194(23)，178(8)，167(25)，158(13)，147(17)。
中间体(IV-7)4，6-二氨基-2，5-二氯-1，3-苯二腈的制备
制备方法同IV-3，产率52.8％。
MS：226(M+)(100)，210(48)，148(50)，121(37)。
中间体(V-1)2，3，5-三氯-苯胺的制备
在100毫升三颈瓶中，加入24.5克(0.1mol)6-氨基-2，4，5-三氯-1，3-苯二腈，再加入50毫升85％硫酸，中间管口安装上回流冷凝管，旁边一侧管口安装上温度计，在电磁搅拌下升温至150℃反应12小时后，冷却至室温后，将反应液倒入大量冰块中，再用氢氧化钠中和至PH为7，冷却后，用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去二氯甲烷，得白色固体17.2克(产率88.2％)，mp：71～72℃。
MS：195(M+)(100)，160(11)，143(2)，124(30)，98(11)。
中间体(V-2)2-氯-3，5-二氟-苯胺的制备
在100毫升三颈瓶中，加入21.4克(0.1mol)6-氨基-5-氯-2，4-二氟-1，3-苯二腈，再加入40毫升75％硫酸，中间管口安装上回流冷凝管，旁边一侧管口安装上温度计，在电磁搅拌下升温至140～150℃反应12小时后，冷却至室温后，将反应液倒入大量冰块中，再用氢氧化钠中和至PH为7，冷却后，用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去二氯甲烷，得到浅黄色油状液体13.9克(产率85.1％)，
MS：163(M+)(100)，144(1)，128(12)，108(18)，101(35)。
中间体(V-3)2-氯-5-氟-1，3-苯二胺的制备
在100毫升三颈瓶中，加入21.1克(0.1mol)4，6-二氨基-5-氯-2-氟-1，3-苯二腈，再加入40毫升75％硫酸，中间管口安装上回流冷凝管，旁边一侧管口安装上温度计，在电磁搅拌下升温至140～150℃反应12小时后，冷却至室温后，将反应液倒入大量冰块中，再用氢氧化钠中和至PH为7，冷却后，用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏除去二氯甲烷，得白色固体12.5克(产率78.5％)。
MS：160(M+)(100)，143(7)，132(23)，123(13)，98(58)。
中间体(V-4)2，3，5-三氟苯胺的制备
制备方法同V-2，产率得86.0％。
GC/MS：147(M+)(100)
中间体(V-5)2，5-二氟-1，3-苯二胺的制备
制备方法同V-3，产率得77.6％。
GC/MS：144(M+)(100)
中间体(V-6)2，5-二氯-3-氟苯胺的制备
制备方法同V-2，产率得84.2％。
MS：179(M+)(100)，144(16)，124(6)，117(27)，108(33)。
中间体(V-7)2，5-二氯-1，3-苯二胺的制备
制备方法同V-3，产率得70.2％。
GC/MS：176(M+)(100)
中间体(VII-1)2-氯-苯甲酰胺的制备
将2-氯-苯腈13.7克(0.1mol)及浓度为98％的硫酸15毫升加入到50毫升三颈瓶中，在45-50℃搅拌反应2小时，降温至20℃时，然后用NaOH中和至PH为7，冷却，用水洗去吸附的Na2SO4，红外灯干燥，用DMF-H2O重结晶得白色粉状固体12.4克(产率80％)。mp：138-142℃。
1HNMR(δH.，ppm)：7.91(1H，s，br)，7.61(1H，s，br)，7.3-7.5(4H，m)。
中间体(VII-2)2，6-二氟-苯甲酰胺的制备
将2，6-二氟-苯腈13.9克(0.1mol)及浓度为98％的硫酸20毫升加入到100毫升三颈瓶中，在65-70℃搅拌反应2.5小时，降温至20℃时，然后用NaOH中和至PH为7，冷却，用水洗去吸附的Na2SO4，红外灯干燥，用DMF-H2O重结晶得白色粉状固体13.5克(产率85.9％)。mp：143-148℃。
1HNMR(δH.，ppm)：8.15(1H，s，br)，7.85(1H，s，br)，7.5(1H，m)，7.15(2H，t)。
中间体(VII-3)2，6-二氯-苯甲酰胺的制备
将2，6-二氯-苯腈17.2克(0.1mol)及浓度为98％的硫酸25毫升加入到100毫升三颈瓶中，在75-80℃搅拌反应3小时，降温至20℃时，然后用NaOH中和至PH为7，冷却，用水洗去吸附的Na2SO4，红外灯干燥，用DMF-H2O重结晶得白色粉状固体16.5克(产率86.8％)。mp：193-197℃。
1HNMR(δH.，ppm)：8.10(1H，s，br)，7.80(1H，s，br)，7.3-7.6(3H，m)。
本发明的化合物的制备
将百菌清进行氟化反应生成式(III)化合物，然后将百菌清和式(III)化合物分别再与氨气或氨水进行胺化反应，反应得式(IV)化合物，再将式(IV)化合物在硫酸溶液中进行一步法水解脱羧得式(V)化合物，另一方面，将式(VI)化合物在硫酸溶液中进行水解反应得式(VII)化合物，然后将式(VII)化合物与草酰氯反应得式(II)化合物，此时再将式(V)化合物与异氰酸酯式(II)化合物反应得式(I)所示的新型苯甲酰基脲类化合物。
百菌清用KF进行氟交换反应，Cl被F交换，交换只能在CN基的O-或P-位，结果得到式(III)化合物，百菌清和式(III)化合物分别再使用NH3或NH3.H2O进行胺化反应，只能在CN基的O-或P-位上，可以一个或两个F或一个氯被胺化，得到式(IV)化合物，(IV)化合物再在硫酸溶液中一步法水解脱羧，结果两个腈基被水解脱掉，得式(V)化合物。另一方面，将式(VI)化合物在硫酸溶液中进行水解反应得式(VII)化合物，然后将式(VII)化合物与草酰氯反应得式(II)化合物。此时再将(V)式与(II)化合物反应得到式(I)化合物。现详述如下：
1)氟交换反应
百菌清用KF进行反应，工艺条件比较温和，收率好。在CN基O-或P-位上的Cl可以被F交换。所用KF最好粒度小及较大的表面积，应撤底干燥。溶剂为非质子性溶剂如：DMF，DMSO，环丁砜等。根据具体情况，可以考虑用催化剂如：18-C-6，正十六烷基三甲基溴化铵。
用量：对1摩尔百菌清，2个Cl被F取代时，KF的用量为2.0-3.0摩尔；溶剂量为1-10摩尔；催化剂量为0.005-0.2摩尔。对1摩尔百菌清，3个Cl被F取代时，KF的用量为3.2-4.5摩尔；溶剂量为1-10摩尔；催化剂量为0.005-0.2摩尔。对1摩尔百菌清，4个Cl被F取代时，KF的用量为4.0-7.0摩尔；溶剂量为1-10摩尔；催化剂量为0.005-0.2摩尔。
反应温度：不作具体规定，一般为100-220℃。
反应时间：不作具体规定，一般为1-10小时。
产率：不做明确规定，通常为43-80％。
2)胺化反应
式(III)化合物与NH3或NH3.H2O进行胺化反应，只能在CN基的O-或P-位上，可以一个或两个F被胺化；百菌清直接与NH3或NH3.H2O进行胺化反应，只能在CN基的O-或P-位上，可以一个Cl被胺化。反应是放热反应，但还比较温和，容易做到的，可以使用氨气或28-30％的氨水，容易做到。结果生成了式(IV)化合物。使用的溶剂，可以按需选择，如：乙二醇二甲醚，THF，DMF，95％乙醇，甲苯，乙腈等。
用量：对1摩尔(III)来讲，NH3或NH3.H2O常为1-20摩尔，但不作具体规定。
溶剂用量：不做明确规定，一般是一份(III)化合物用1-10份溶剂。
反应温度：不做明确规定，通常为-30-60℃，最好在-10℃-室温。
反应时间：不做明确规定，通常为2-8小时。
收率：52-88％。
纯度：98％。
3)水解脱羧
式(IV)化合物与浓硫酸进行反应，两个腈基同时脱去。使用溶剂为60-85％的硫酸溶液。结果生成了式(V)化合物。
用量：对1摩尔的(IV)来讲，硫酸为5-15摩尔。但不作具体规定。
温度：不作具体规定。常为130-160℃。
反应时间：不作具体规定。但常为2-12小时。
收率：不作具体规定。但常为70-88％。
纯度：98％。
4)邻卤代苯腈的水解
式(VI)化合物与浓硫酸进行反应，反应停留在酰胺阶段，结果生成了式(VII)化合物。使用溶剂为85-98％的硫酸溶液。常为98％的硫酸。
用量：对1摩尔的(VI)来讲，硫酸为2-10摩尔。但不作具体规定。
温度：不作具体规定。常为20-100℃。
反应时间：不作具体规定。但常为2-12小时。
收率：不作具体规定。但常为80-87％。
纯度：98％。
5)苯甲酰胺的异氰酸酯化反应
式(VII)化合物与草酰氯反应得式(II)化合物，使用溶剂为非质性溶剂如(1，2-二氯乙烷，甲苯等)。
用量：对1摩尔的(VII)来讲，草酰氯为1-3摩尔。但不作具体规定。
溶剂用量：不做明确规定，一般是一份(VII)化合物用1-10份溶剂。
温度：不作具体规定。常为0-100℃。
反应时间：不作具体规定。但常为3-24小时。
收率：不作具体规定。但常为66-94％。
纯度：98％。
6)酰化反应
式(II)化合物与式(V)进行酰化反应，使用溶剂可按需选择如：二氯乙烷，三氯甲烷，甲苯等。
用量：对1摩尔(II)来讲，(V)为1.0-1.3摩尔。
溶剂用量：不做明确规定，一般是一份(II)用2-10份溶剂。
温度：不作具体规定。一般为-10-140℃。
反应时间：不做明确规定，一般为5-24小时。
收率：90％以上。
纯度：98％。
本发明与现有技术比较具有以下积极效果：
本发明选用以一种云南易得的原料百菌清(2，4，5，6-四氯-1，3-苯二腈)作为苯基部分的起始原料，对其结构进行修饰合成，得到一系列全新的苯甲酰基脲类衍生物。本发明的新颖性在于苯基4位无卤素。其生测结果表明，活性同样甚至更高，这在理论方面有重要意义。在实际运用方面，开辟了一条制备苯甲酰基脲的实用路线。且合成路线短，反应条件温和，产率高，特别适宜工业化生产，成本低。由于苯甲酰基脲类衍生物引入了杀菌剂百菌清作为母体，因此，与已知的类似化合物相比，具有更高的杀虫杀卵作用；又由于对鱼类和哺乳动物有极度低的毒性而减少了对环境的危害，因此它可以有效地根除或阻止家庭害虫、动植物寄生害虫及森林害虫，实验证明它具有高效的杀虫作用，特别是对幼虫的蜕皮抑制作用更为有效。其方法是使害虫直接接触或吸收本发明的化合物即可。在整个生产工艺过程中，具有原料易得、合成路线简洁、操作简便、产率高的优点，大大降低生产成本，特别适合工业化开发。
具体实施方式
实施例1：
制取N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲：称取0.1摩尔刚制备的苯甲酰异氰酸酯(II-2)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀释在配有搅拌器的烧瓶中；另称取0.1摩尔的苯胺衍生物V-1，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后搅拌下缓缓滴到上述用冰块冷却的反应瓶，立即析出白色固体，待放热完毕后，室温继续反应3～4小时后，加热回流水1小时，冷却，抽滤得固体。用乙酸乙酯重结晶得白色针状结晶体N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲(I-1)35.2克，产率92.6％。
实施例2：
制取N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲：称取0.1摩尔刚制备的苯甲酰异氰酸酯(II-1)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀释在配有搅拌器的烧瓶中；另称取0.1摩尔的苯胺衍生物V-1，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后搅拌下缓缓滴到上述用冰块冷却的反应瓶，立即析出白色固体，待放热完毕后，室温继续反应3～4小时后，加热回流水1小时，冷却，抽滤得固体。用乙酸乙酯重结晶得白色针状结晶体N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲(I-2)34.7克，产率91.8％。
实施例3：
制取N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲：称取0.1摩尔刚制备的苯甲酰异氰酸酯(II-3)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀释在配有搅拌器的烧瓶中；另称取0.1摩尔的苯胺衍生物V-1，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后搅拌下缓缓滴到上述用冰块冷却的反应瓶，立即析出白色固体，待放热完毕后，室温继续反应3～4小时后，加热回流水1小时，冷却，抽滤得固体。用乙酸乙酯重结晶得白色针状结晶体N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲(I-3)37.4克，产率90.7％。
实施例4：
制取N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲：称取0.1摩尔刚制备的苯甲酰异氰酸酯(II-2)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀释在配有搅拌器的烧瓶中；另称取0.11摩尔的苯胺衍生物V-2，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后搅拌下缓缓滴到上述用冰块冷却的反应瓶，立即析出白色固体，待放热完毕后，室温继续反应3～4小时后，加热回流1小时，冷却，抽滤得固体。用乙酸乙酯重结晶得白色针状结晶体N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲(I-4)32.1克，产率92.6％。
实施例5：
制取N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲：称取0.1摩尔刚制备的苯甲酰异氰酸酯(II-3)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀释在配有搅拌器的烧瓶中；另称取0.11摩尔的苯胺衍生物V-2，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后搅拌下缓缓滴到上述用冰块冷却的反应瓶，立即析出白色固体，待放热完毕后，室温继续反应3～4小时后，加热回流1小时，冷却，抽滤得固体。用乙酸乙酯重结晶得白色针状结晶体N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲(I-5)34.2克，产率90.1％。
实施例6：
制取N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲：称取0.1摩尔刚制备的苯甲酰异氰酸酯(II-1)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀释在配有搅拌器的烧瓶中；另称取0.1摩尔的苯胺衍生物V-2，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后搅拌下缓缓滴到上述用冰块冷却的反应瓶，立即析出白色固体，待放热完毕后，室温继续反应3～4小时后，加热回流1小时，冷却，抽滤得固体。用乙酸乙酯重结晶得白色针状结晶体N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲(I-6)32.6克，产率94.5％。
下面以含有苯甲酰基脲类化合物制剂的室内杀虫药效实例说明苯甲酰基脲类化合物制剂的杀虫效果。
(1).苯甲酰基脲类化合物(I)对小菜蛾幼虫的防治效果
实施例1：
将苯甲酰基脲类化合物(I-1)制剂稀释成100ppm，50ppm，10ppm作浓度处理，对象作物为团棵期的甘蓝，供试虫源为小菜蛾1-2龄幼虫，采用叶碟法，每个浓度做四次重复。在药后3天，5天，7天分别调查小菜蛾幼虫存活数。统计四次重复结果并取平均值.药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-1)100ppm施药后3天，死亡率为51.3％。施药后5天，死亡率为97.4％。施药后7天，死亡率为100.0％；50ppm施药后3天，死亡率在50.3％。施药后5天，死亡率为97.4％。施药后7天，死亡率为100.0％；1 0ppm施药后3天，死亡率为48.7％。施药后5天，死亡率为89.7％。施药后7天，死亡率为100.0％。
实施例2：
将苯甲酰基脲类化合物(I-2)制剂稀释成100ppm，50ppm，10ppm作浓度处理，对象作物为团棵期的甘蓝，供试虫源为小菜蛾1-2龄幼虫，采用叶碟法，每个浓度做四次重复。在药后3天，5天，7天分别调查小菜蛾幼虫存活数。统计四次重复结果并取平均值。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-2)100ppm施药后3天，死亡率为72.9％。施药后5天，死亡率为97.1％。施药后7天，死亡率为100.0％；50ppm施药后3天，死亡率在73.0％。施药后5天，死亡率为97.6％。施药后7天，死亡率为100.0％；10ppm施药后3天，死亡率为73.0％。施药后5天，死亡率为90.4％。施药后7天，死亡率为100.0％。
实施例3：
将苯甲酰基脲类化合物(I-3)制剂稀释成100ppm，50ppm，10ppm作浓度处理，对象作物为团棵期的甘蓝，供试虫源为小菜蛾1-2龄幼虫，采用叶碟法，每个浓度做四次重复。在药后3天，5天，7天分别调查小菜蛾幼虫存活数。统计四次重复结果并取平均值。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-3)100ppm施药后3天，死亡率为51.3％。施药后5天，死亡率为97.4％。施药后7天，死亡率为100.0％；50ppm施药后3天，死亡率在51.2％。施药后5天，死亡率为92.1％。施药后7天，死亡率为100.0％；10ppm施药后3天，死亡率为51.3％。施药后5天，死亡率为97.4％。施药后7天，死亡率为100.0％。
实施例4：
将苯甲酰基脲类化合物(I-4)制剂稀释成100ppm，50ppm，10ppm作浓度处理，对象作物为团棵期的甘蓝，供试虫源为小菜蛾1-2龄幼虫，采用叶碟法，每个浓度做四次重复.在药后3天，5天，7天分别调查小菜蛾幼虫存活数。统计四次重复结果并取平均值。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-4)100ppm施药后3天，死亡率为52.0％。施药后5天，死亡率为94.9％。施药后7天，死亡率为97.6％；50ppm施药后3天，死亡率在20.5％。施药后5天，死亡率为89.5％。施药后7天，死亡率为97.3％；10ppm施药后3天，死亡率为17.9％。施药后5天，死亡率为78.8％。施药后7天，死亡率为97.1％。
(2)苯甲酰基脲类化合物(I)对粘幼虫的毒杀作用：
实施例1：
将(I-1)用丙酮溶解成200ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀成所需浓度。对象作物为苗期玉米叶，供试虫源为4龄粘虫，采用浸叶法，在药后24小时、48小时、72小时、96小时、观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫死亡标准。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-1)200ppm死亡率为100％；100ppm死亡率为100％；50ppm死亡率为100％：10ppm死亡率为100％；5ppm死亡率为95％，2.5ppm死亡率为80％。
实施例2：
将(I-2)用丙酮溶解成200ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀成所需浓度。对象作物为苗期玉米叶，供试虫源为4龄粘虫，采用浸叶法，在药后24小时、48小时、72小时、96小时、观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫死亡标准。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-2)200ppm死亡率为100％；100ppm死亡率为100％；50ppm死亡率为95％；10ppm死亡率为85％；5ppm死亡率为65％。
实施例3：
将(I-3)用丙酮溶解成200ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀成所需浓度。对象作物为苗期玉米叶，供试虫源为4龄粘虫，采用浸叶法，在药后24小时、48小时、72小时、96小时、观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫死亡标准。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-3)200ppm死亡率为100％；100ppm死亡率为100％；50ppm死亡率为100％；10ppm死亡率为75％。
实施例4：
将(I-4)用丙酮溶解成200ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀成所需浓度。对象作物为苗期玉米叶，供试虫源为4龄粘虫，采用浸叶法，在药后24小时、48小时、72小时、96小时、观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫死亡标准。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-4)200ppm死亡率为100％；100ppm死亡率为90％。
实施例5：
将(I-5)用丙酮溶解成200ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀成所需浓度。对象作物为苗期玉米叶，供试虫源为4龄粘虫，采用浸叶法，在药后24小时、48小时、72小时、96小时、观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫死亡标准。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-5)200ppm死亡率为100％；100ppm死亡率为100％；50ppm死亡率为95％。
实施例6：
将(I-6)用丙酮溶解成200ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀成所需浓度。对象作物为苗期玉米叶，供试虫源为4龄粘虫，采用浸叶法，在药后24小时、48小时、72小时、96小时、观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫死亡标准。药效结果表明：苯甲酰基脲类化合物(I-6)200ppm死亡率为100％；100ppm死亡率为100％；50ppm死亡率为95％。
(3)苯甲酰基脲类化合物(I)对蚊幼虫的毒杀作用
实施例1：
粘虫采用浸叶法，将苯甲酰基脲类化合物(I-1)样品用丙酮溶解配制成5ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀释成所需浓度。浸渍苗期玉米叶，晾干后放入7cm培养皿中，接入4龄幼虫10头，每浓度重复2次~4次。对照用丙酮溶液浸渍玉米叶饲养幼虫。24小时后取出幼虫未吃完的处理叶片，添加新鲜的玉米叶片。以后24小时、48小时、72小时、96小时观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。以粘虫幼虫完全死亡，即：触之不动为幼虫的死亡标准。浓度为0.05ppm时，死亡率为100％；浓度为0.005ppm时，死亡率为100％；0.001ppm时，死亡率为100％。
实施例2：
粘虫采用浸叶法，将苯甲酰基脲类化合物(I-2)样品用丙酮溶解配制成5ppm浓度的溶液，再根据杀虫效果用丙酮稀释成所需浓度。浸渍苗期玉米叶，晾干后放入7cm培养皿中，接入4龄幼虫10头，每浓度重复2次~4次。对照用丙酮溶液浸渍玉米叶饲养幼虫。24小时后取出幼虫未吃完的处理叶片，添加新鲜的玉米叶片。以后24小时、48小时、72小时、96小时观察试验结果，随时添加新鲜玉米叶片，直至对照幼虫正常脱皮变成5龄。以粘虫幼虫完全死亡，即触之不动为幼虫的死亡标准。浓度为0.05ppm时，死亡率为100％；浓度为0.005ppm时，死亡率为100％；浓度为0.001ppm时，死亡率为100％。
Claims (5)
1、一种苯甲酰基脲类化合物，其特征在于其结构式如下：
式中，基团R1，R3，R5可为氟原子或氯原子；R2可为氟原子或氯原子，R4可为氢原子，氯原子或氟原子.
2.根据权利要求1所述的式(I)化合物的合成方法，其特征在于将百菌清进行氟化反应生成式(III)化合物，然后将百菌清和式(III)化合物分别再与氨气或氨水进行胺化反应，反应得式(IV)化合物，再将式(IV)化合物在硫酸溶液中进行一步法水解脱羧，结果两个腈基被脱去，得式(V)化合物；另一方面，将式(VI)化合物在硫酸溶液中进行水解反应并停留在酰胺阶段，得式(VII)化合物，然后将式(VII)化合物与草酰氯反应得式(II)化合物，此时再将式(V)化合物与异氰酸酯式(II)化合物反应得式(I)新型苯甲酰基脲类化合物；
式(I)化合物的合成路线为：
百菌清用KF进行氟交换反应，Cl被F交换，交换只能在CN基的O-或P-位，结果得到式(III)化合物，百菌清和式(III)化合物分别再用NH3或NH3.H2O进行胺化反应，只能在CN基的O-或P-位上，可以一个或两个F或一个氯被胺化，得到式(IV)化合物，(IV)化合物再在硫酸溶液中一步法水解脱羧，结果两个腈基被水解脱掉，得式(V)化合物。
3、根据权利要求1所述的化合物，其特征在于结构通式为
的化合物如下：
(a)当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl；
(b)当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl；
(c)当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为F，R5为F；
(d)当R1为Cl，R2为F，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl；
(e)当R1为Cl，R2为F，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl；
(f)当R1为Cl，R2为F，R3为Cl时，R4为F，R5为F；
(g)当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为H，R5为Cl；
(h)当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl；
(i)当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为F，R5为F；
(j)当R1为F，R2为F，R3为F时，R4为H，R5为Cl；
(k)当R1为F，R2为F，R3为F时，R4为Cl，R5为Cl；
(l)当R1为F，R2为F，R3为F时，R4为F，R5为F。
4、根据权利要求1所述的化合物，其特征在于上述结构通式的化合物为：
当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为F，R5为F；
当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为H，R5为Cl；
当R1为Cl，R2为Cl，R3为Cl时，R4为Cl，R5为Cl；
当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为F，R5为F；
当R1为Cl，R2为F，R3为F时，R4为Cl，R5为CL；
当R1为CL，R2为F，R3为F时，R4为H，R5为Cl。
5、含有权利要求1苯甲酰基脲类化合物的杀虫剂，其特征在于：其中R1、R3、R5为氟原子或氯原子；R2为氟原子或氯原子；R4可为氢原子或氯原子或氟原子。
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