一种拟除虫菊酯化合物

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一种拟除虫菊酯化合物
申请号	CN201611245078.5	申请日	2016-12-29	公开(公告)号	CN108250078A	公开(公告)日	2018-07-06
申请人	江苏扬农化工股份有限公司;			发明人	周其奎; 沈阳; 黄成美; 吕杨; 贾炜;
摘要	本发明公开了一种拟除虫菊酯化合物，该化合物的结构式如式A所示；该化合物菊酸部分为1R,反式的单一光学异构体,其中R为H原子或甲基；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；
权利要求	1.一种拟除虫菊酯化合物，其特征在于，其结构如式A所示：式中的R选自H原子或甲基。 2.根据权利要求1所述的拟除虫菊酯化合物，其特征在于：所述的R为H原子时，该化合物为2,3,5,6-四氟苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯。 3.根据权利要求1所述的拟除虫菊酯化合物，其特征在于：所述的R为甲基时，该化合物为2,3,5,6-四氟-4-甲基苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯。 4.一种权利要求1-3任一项所述的拟除虫菊酯化合物的制备方法，其特征在于，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2,3,5,6-四氟苄醇或2,3,5,6-四氟对甲基苄醇进行酯化反应，从而得到所述的拟除虫菊酯化合物。 5.一种权利要求1-3任一项所述的拟除虫菊酯化合物在防治卫生害虫或者农业害虫方面的应用。 6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的卫生害虫为蚊、蝇、蠹虫或蜚蠊。 7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的农业害虫为朱砂叶螨或红蜘蛛。 8.根据权利要求5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从而用于防治卫生害虫或者农业害虫。 9.根据权利要求8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拟除虫菊酯化合物本身，或者包括所述的拟除虫菊酯化合物和惰性载体。 10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的常规制剂包括所述的拟除虫菊酯化合物和惰性载体时，拟除虫菊酯化合物的重量占常规制剂总重量的0.001～95％。
说明书全文	一种拟除虫菊酯化合物技术领域 [0001] 本发明涉及一种拟除虫菊酯化合物，尤其是一类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 [0002] 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。 [0003] 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。 [0004] 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。 [0005] 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。 [0006] 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中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。发明内容 [0007] 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，而提供一种拟除虫菊酯化合物，该化合物是特定立体结构的高活性的拟除虫菊酯杀虫化合物。 [0008] 本发明的目的之二是提供一种所述的拟除虫菊酯化合物的制备方法。 [0009] 本发明的目的之三是提供一种所述的拟除虫菊酯化合物在防治害虫中的应用。 [0010] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： [0011] 一种拟除虫菊酯化合物，其结构如式A所示： [0012] [0013] 式中的R选自H原子或甲基。 [0014] 上述技术方案中，所述的R为H原子时，该化合物为2,3,5,6-四氟苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯。 [0015] 上述技术方案中，所述的R为甲基时，该化合物为2,3,5,6-四氟-4-甲基苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯。 [0016] 本发明还提供一种所述的拟除虫菊酯化合物的制备方法：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2,3,5,6-四氟苄醇或2,3,5,6-四氟对甲基苄醇进行酯化反应，从而得到所述的拟除虫菊酯化合物； [0017] 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2,3,5,6-四氟苄醇/2,3,5,6-四氟对甲基苄醇的摩尔比为0.8：1～1.2：1； [0018] 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； [0019] 所述的2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸可以为背景技术中描述的ICI公司在US4370346A专利中公开的技术制备，也可以按照本发明实施例中的方法制备。 [0020] 本发明还提供一种所述的拟除虫菊酯化合物在防治卫生害虫或者农业害虫方面的应用。 [0021] 上述技术方案中，所述的卫生害虫为蚊、蝇、蠹虫或蜚蠊等。 [0022] 上述技术方案中，所述的农业害虫为朱砂叶螨或红蜘蛛等。 [0023] 上述技术方案中，所述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或者农业害虫； [0024] 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拟除虫菊酯化合物本身，或者包括所述的拟除虫菊酯化合物和惰性载体； [0025] 所述的常规制剂包括所述的拟除虫菊酯化合物和惰性载体时，拟除虫菊酯化合物的重量占常规制剂总重量的0.001～95％； [0026] 所述的常规制剂可以通过下列方法制备所述常规制剂： [0027] 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； [0028] 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；或 [0029] 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。 [0030] 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 [0031] 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。 [0032] [0033] 2,2-二甲基-1R,反式-3-(2-甲基-丙基)-环丙基羧酸叔丁酯即化合物1的合成： [0034] 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50g 2,2-二甲基-1R,反式-3-(2-甲基-丙基)-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3100mL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％。 [0035] 化合物2的合成： [0036] 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％。 [0037] 化合物3的合成： [0038] 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％。 [0039] 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： [0040] 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％。 [0041] 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: [0042] 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。也可以负压脱除溶剂得到纯度较高的酰氯作为中间体产品用于后续合成。 [0043] 实施例1：本发明化合物A1：2,3,5,6-四氟苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯的合成 [0044] 在一只200ml的四口瓶中，投入2,3,5,6-四氟苄醇10.0g(0.05mol)，吡啶5.0g，溶于60ml甲苯，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85℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2,3,5,6-四氟苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯，柱层析处理，收重量15.1g淡棕黄色油状液体，含量为97.7％，收率86％。该化合物的分子式：C15H12F6O2分子量： 338.24旋光[α]＝-7.66。质谱分子离子峰M＝338。500兆核磁共振氢谱(1H(ppm)CDCl3)： 6.57(m,1H)；5.34(s,2H)；3.90(d,1H)；1.51(t,1H)；1.09(d,1H)；1.11(s,6H)。 [0045] 实施例2：本发明化合物A2 2,3,5,6-四氟-4-甲基苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯的合成 [0046] 在一只200ml的四口瓶中，投入2,3,5,6-四氟对甲基苄醇10.7g(0.05mol)，吡啶5.0g，溶于60ml甲苯，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18℃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85℃脱净溶剂甲苯，得到化合物2, 3,5,6-四氟-4-甲基苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯，柱层析处理，收重量15.3g淡棕黄色油状液体，含量为97.9％，收率85％。该化合物的分子式： C16H14F6O2分子量：352.27旋光[α]＝-7.69。质谱分子离子峰M＝352。500兆核磁共振氢谱(1H(ppm)CDCl3)：5.34(s,2H)；3.90(d,1H)；2.45(s,3H)；1.51(t,1H)；1.11(s,6H)；1.07(d, 1H)；。 [0047] 测试实施例1 [0048] 将0.05克2,3,5,6-四氟苄基-2,2-二甲基-1R-反式-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯(及本发明化合物A1)和0.2克氯菊酯，29.75克D80溶剂油(埃克森美孚公司出品)加入到气雾罐中，给气雾罐装上气雾阀后，将70克推进剂丙丁烷压入气雾罐中，充分摇匀气雾罐中内容物。给气雾罐装上一个传动装置便制成了含菊酯化合物A1 0.05％的本发明气雾剂1。同样的，分别取0.05克本发明化合物A2，以及2,3,5,6-四氟苄基-2,2-二甲基-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯(本发明化合物A1对应的外消旋体)、2,3,5,6-四氟-4-甲基苄基-2,2-二甲基-3-(2,2-二氟乙烯基)环丙烷羧酸酯(本发明化合物A2对应的外消旋体)，按上述步骤操作制备得到本发明气雾剂2，对比气雾剂1和对比气雾剂2. [0049] 另取0.3克右旋胺菊酯，和0.2克氯菊酯，29.5克D80溶剂油加入到气雾罐中，给气雾罐装上气雾阀后，将70克推进剂丙丁烷压入气雾罐中，充分摇匀气雾罐中内容物。给气雾罐装上一个传动装置制备得到对比气雾剂3，右旋胺菊酯含量0.3％. [0050] 将以上制得的气雾剂参照GB13917.2-92进行对蚊的室内药效测试。试虫为淡色库蚊，羽化后2－3天未吸血雌蚊。采用密闭圆桶装置。具体过程如下：将供试昆虫放入缸内，待试虫恢复正常活动后，从本发明的杀虫气雾剂罐中定量喷射1g药剂，1min后抽出挡板使试虫和药剂接触，立即计时，并开始记录，每隔一定时间记录被击倒的试虫数，20min后将全部供试虫转移至清洁的养虫笼中，24h后检查死试虫数。结果见下表： [0051]气雾剂有效成分 KT50(min) 24h死亡率(％) 本发明气雾剂1 本发明化合物A1 1.3 100 本发明气雾剂2 本发明化合物A2 1.2 100 对比气雾剂1 A1对应的消旋体化合物 1.7 100 对比气雾剂2 A2对应的消旋体化合物 1.7 100 对比气雾剂3 右旋胺菊酯 3.3 95 [0052] 可以看出，本发明单一异构体化合物在气雾剂中对蚊虫的防治效果约是其外消旋体化合物的1.4倍，且明显高于目前常用的右旋胺菊酯。 [0053] 测试实施例2 [0054] 分别将本发明化合物A1，A2以及炔戊菊酯各0.04克，与7.96克三聚异丁醛均匀混合后制成椭圆粒状，得到防蛀球。参考纺织工业部制定的“防虫防蛀实验室药效测定方法”，试验组3个缸，对照组两个缸，对照1为不放药物，其他与测试组相同，对照2为药物试虫均不放，每个缸中放置用培养皿盛放全毛坯片3块，试验组每缸放置上述制备的防蛀球一粒，投放黑皮蠹5～7龄幼虫每缸20头，缸口均密封处理，存放入温度26士1℃，相对湿度6O士5％，黑暗试验条件下。逐日观察试虫死亡数，计算死亡率。14天后将毛坯片取出，用干毛笔逐片刷净，清除排泄物及杂物，将各组全毛坯片再逐个称量，并观察各组全毛坯片受损程度，按“防虫防蛀实验室药效测定方法”中方法求失重保护率。结果如下表： [0055]防蛀球有效成分织物失重保护率％ 14天黑皮蠹死亡率％织物受损分级本发明化合物A1 92.5 70.0 0 本发明化合物A2 92.2 55.0 0 炔戊菊酯 90.2 20.0 0 空白对照－ 0.0 3 [0056] 测试实施例3：防治十字花科蔬菜(甘蓝)小菜蛾生测试验 [0057] 方法：将本发明化合物A1、本发明化合物A2，以及对比化合物高效氯氟氰菊酯分别用丙酮溶解到1％浓度后分别用0.5‰吐温-80的清水稀释7个梯度浓度，以清水处理作空白对照，采用浸叶法测定，将直径2cm甘蓝叶片浸入药液中10秒后取出风干，每个培养皿中放置3片，设3个重复，挑取三龄小菜蛾幼虫，每个培养皿中挑取10头，然后放入25℃光照培养箱中，48小时后分别调查存活虫数，计算死亡率、通过7个浓度梯度的死亡率数据，计算出毒力回归方程，最终得到LC50。测定结果如下表1 [0058] 小菜蛾药效结果 [0059]样品毒力回归方程 LC50(mg/l) 本发明化合物A1 Y＝2.6599X+1.4928 20.8246 本发明化合物A2 Y＝2.4357X+2.1543 14.7350 高效氯氟氰菊酯 Y＝1.9432X+2.1752 28.4259 [0060] 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。