新型硝基缩氨基胍类杀虫剂—戊吡虫胍

韩金涛 苏旺苍

烟碱是一种天然生物碱，早在十九世纪就被人们用作杀虫剂，但其杀虫活性低，并且对人畜有较高的毒性。拜耳公司以烟碱为先导化合物，成功开发出新烟碱类杀虫剂吡虫啉，随后该类杀虫剂取得了长足的发展，出现了噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺等商品化品种。缩氨基脲类化合物也是农药领域研究的热点，开发出了一些畅销的农药品种，如氰氟虫腙、茚虫威等。随着这两类杀虫剂的大量使用，害虫对其产生了较为严重的抗性，为了创制具有多靶标位点的新型农药，中国农业大学覃兆海课题组将新烟碱类与缩氨脲类杀虫剂的活性结构单元结合在一起，成功开发出了高效、低毒、具有自主知识产权的新型杀虫剂戊吡虫胍（Guadipyr）。

化学名称：

1-硝基-3-[（6-氯吡啶-3-基）甲基]-4-戊亚甲基氨基胍

CA系统名称：

1-[（6-chloro-3-pyridinyl）methyl]-N-nitro-2-pentylidene-hydrazinecarboximidamide

CAS登录号：[1376342-13-0]

化学结构式：

1 理化性质：

纯品为白色晶体，熔点：112℃～114?C，密度：1.34±0.1g/cm3（20℃），分配系数logKow=1.55（25℃），水溶性0.24g/L（25℃），pKa3.50±0.50（25℃），蒸汽压：1.35×10-8Pa （25℃）。

2 毒性及环境生物安全评价：

雌、雄大鼠急性经口LD50>5000 mg/kg·BW，急性经皮LD50>5000 mg/kg·BW，均为微毒；急性吸入LC50>3485 mg/m3，属低毒；对兔眼、皮肤刺激强度为无刺激级；皮肤变态（致敏）强度为I级，属弱致敏物；Ames试验结果为阴性。体外哺乳动物细胞基因突变试验结果阴性，细胞体外染色体畸变试验结果阴性，小鼠睾丸染色体畸变试验结果阴性。

3 田间药效

田间药效：经过山东、安徽、广西、福建、江西等地的大田试验证实，戊吡虫胍对豆蚜、桃粉蚜、棉蚜、菜蚜、甘蓝桃蚜、油菜桃蚜、稻飞虱、烟粉虱等同翅目蚜科、飞虱科、粉虱科害虫以及棉铃虫、甜菜夜蛾等鳞翅目害虫具有良好的防效（见表一，表二，表三），其防治效果与吡虫啉相当，并且对抗吡虫啉的害虫具有很好的杀灭效果（见表四）。

4专利概况：

4.1专利名称 硝基缩氨基胍类化合物及其制备方法与其作为杀虫剂的应用

专利号 WO2010060231

专利公开日 2010-03-06

专利申请日 2008-11-25

专利拥有者 中国农业大学

4.2申请的其它专利

CN101821232A， CN101821232B， EP2216324A1， EP2216324A4，EP2216324B1， US20110306639

4.3 制剂专利

CN102939988A

5 合成方法：

以硝基胍为原料，通过肼解得到硝基氨基胍（I），再与戊醛反应得到硝基缩氨基胍（II），最后再与卤代烃反应得到目标化合物戊吡虫胍。

5.1 中间体（I）的合成

100mL三口瓶中置于水浴中，依次投入硝基胍2.0g（19.2mmol）和水25mL。磁搅拌下加热至55℃时，从滴液漏斗中缓慢滴加85%水合肼1.3g（21.6 mmol）。保持物料温度在55℃继续反应15min。当硝基胍固体溶解变为橙黄色澄清液时，用冰盐水浴快速冷却，并缓慢滴加浓盐酸调pH值为5～6，继续冰盐水浴冷却过夜。减压抽滤，通风橱内凉干。用水重结晶，得微黄色晶体1.6g，收率70%，熔点191～192℃。

5.2中间体（II）的合成

250mL三口瓶中，依次投入1-硝基-3-氨基胍（I）11.9g（0.1mol），无水甲醇100mL和冰醋酸0.6 mL。搅拌下加热至45℃时，从滴液漏斗中缓慢滴加正戊醛9.5g（0.11 mol）和无水甲醇10 mL溶液。滴加完毕，加热至回流，并回流反应1.5 h。降温，倒入150 mL冰水中，固体析出，静置过夜。将所得粗品用乙酸乙酯重结晶，得白色固体16.3 g，收率87%，熔点94～95℃。

5.3 戊吡虫胍的合成

250mL三口瓶中，依次投入1-硝基-4-正戊醛缩氨基胍（II）9.4g（0.05mol），无水DMF70mL和少许碘化钾。安装干燥管，搅拌，并用冰水浴降温。降温至10℃以下，分批加入70%氢化钠3.4 g（0.10 mol），并反应1h。从滴液漏斗中缓慢滴加2-氯-5-氯甲基吡啶9.7g（0.06 mol）和无水DMF30 mL溶液。滴加完毕，撤去冰水浴，自然升温至室温。在室温下反应20h后，缓慢加入水500mL，析出深棕色固体，静置，过滤，水洗涤，干燥，用乙酸乙酯重结晶，得白色絮状固体10.2g，熔点113～114℃，收率65%。

该路线以硝基胍、水合肼为起始原料，经3步反应合成了戊吡虫胍。此路线工艺简单，原料价格低廉，收率高，易于实现工业化生产。

6 展望

戊吡虫胍结构新颖，活性高，低毒，并且具有多个作用靶标，能够大大降低这类杀虫剂的抗性风险。此品种的合成路线短，成本低廉，能够产生巨大的社会价值和经济价值，有望成为我国第一个具有原创性的新型杀虫剂。