乙唑螨腈的合成及其杀螨活性
2016-12-19于海波罗艳梅吴鸿飞
李 斌,于海波,罗艳梅,吴鸿飞
(沈阳中化农药化工研发有限公司,新农药创制与开发国家重点实验室,沈阳 110021)
◆创制与生测◆
乙唑螨腈的合成及其杀螨活性
李 斌,于海波,罗艳梅,吴鸿飞
(沈阳中化农药化工研发有限公司,新农药创制与开发国家重点实验室,沈阳 110021)
乙唑螨腈(SYP-9625)是沈阳中化农药化工研发有限公司创制的新杀螨剂,对哺乳动物和非靶标生物低毒,对害螨具有优异防效,具有应用前景和开发价值。重点对乙唑螨腈的合成方法、生物活性等方面内容进行了介绍。乙唑螨腈以对叔丁基苯乙腈为起始原料,经缩合、酰化反应制得,对朱砂叶螨成螨、若螨、螨卵均具有优异的活性。
乙唑螨腈;新杀螨剂;合成;杀螨活性
随着环境及食品安全要求的日益提高,以及杀螨剂的抗性问题,一些老的杀螨剂逐渐退出市场,市场上迫切需要作用机制新颖、高效安全的新型杀螨剂。2000年前后,日产化学、曹达、石原产业等农药公司在大约5年的时间里先后公开了几十篇丙烯腈类化合物专利。腈吡螨酯(cyenopyrafen)是由日产化学公司开发的一种新型丙烯腈类杀螨剂,2009年日产化学公司将其商品化,目前已在日本、韩国、哥伦比亚登记,用于防治叶螨。其结构新颖,作用机制独特,叔丁酯水解后对线粒体呼吸链复合体II表现出优异的抑制作用,并对非靶标生物如蜜蜂等安全[1-3]。基于腈吡螨酯的上述优异特性,它可用于害螨的综合治理(IPM)。腈吡螨酯化学结构如图1所示。
图1 腈吡螨酯结构式
沈阳中化农药化工研发有限公司以腈吡螨酯为先导化合物,通过对其结构中的吡唑环和羟基部分进行结构修饰,于2008年发现了具有高杀螨活性的化合物乙唑螨腈(SYP-9625)[4]。经过后续深入研究,乙唑螨腈于2015年获得临时登记,计划于2017年上市,其化学结构和单晶结构如图2所示。
乙唑螨腈CA登录号为1253429-01-4,化学名称为(Z)-2-(4-叔丁基苯基)-2-氰基-1-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)乙烯基-2,2-二甲基丙酸酯。其为白色固体,熔点为92~93℃,易溶于二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷等,可溶于石油醚、庚烷,难溶于水。雌、雄大鼠急性经口LD50值>5 000 mg/kg,急性经皮LD50值>2 000 mg/kg。乙唑螨腈对家兔眼睛、皮肤均无刺激性,豚鼠皮肤变态反应试验为阴性,Ames试验、小鼠骨髓细胞微核试验、小鼠睾丸细胞染色体畸变试验均为阴性。乙唑螨腈对蜜蜂、鸟、鱼、蚕低毒。其加工剂型为30%SC,用于防治柑橘红蜘蛛、苹果叶螨、棉叶螨及蔬菜叶螨等害螨。
图2 乙唑螨腈结构式和单晶结构
乙唑螨腈化合物已获得中国、美国、日本、欧洲专利。其合成方法、制剂、组合物等方面的专利已申请10余件,将陆续公开。本文仅对乙唑螨腈的合成及杀螨活性进行简要介绍。
乙唑螨腈合成路线如下。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
X4型显微熔点仪(巩义市英峪予华仪器厂)、Mercury 300(Varian)核磁共振仪(CDC13为溶剂,TMS为内标)。
对叔丁基苯乙腈(工业品,98%)、特戊酰氯(工业品,98%)。其他试剂为市售分析纯或化学纯。
1.2 乙唑螨腈的制备[4-5]
1.2.1 2-(4-叔丁基苯基)-3-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)-3-羟基丙烯腈的合成
向装有分水器的反应瓶内加入1-乙基-3-甲基吡唑-5-甲酸甲酯16.8 g(0.1 mol)、对叔丁基苯乙腈19.0 g(0.11 mol)、正庚烷160 mL、乙二醇单乙醚16 mL,通氮气置换反应体系内空气,升温至回流,回流约1 h,滴加20%甲醇钠的甲醇溶液26.5 g(0.13 mol),滴加结束后回流反应6 h,反应过程中将分水器中下层液体分出。反应液降温至30℃以下,倾入900 mL水中,用600 mL乙酸乙酯萃取。所得水相用浓盐酸调节pH值为2~3,用3×300 mL乙酸乙酯萃取。有机相经饱和碳酸氢钠水溶液、饱和氯化钠水溶液洗涤后,用无水硫酸镁干燥,浓缩后得黄色固体2-(4-叔丁基苯基)-3-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)-3-羟基丙烯腈23.5 g,收率70%,熔点70~72℃。
1.2.2 乙唑螨腈的合成
向反应瓶内加入2-(4-叔丁基苯基)-3-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)-3-羟基丙烯腈22.1 g(0.071 mol)、甲苯200 mL、氢氧化钠3.7 g(0.092 mol),升温至60℃,搅拌1 h。将特戊酰氯10.3 g(0.085 mol)在0.5 h内滴加到反应瓶中,保持60℃反应1 h后,用200 mL水将反应液洗涤2次,分出有机相。减压蒸馏除去甲苯后,得到黄色油状物。把得到的黄色油状物溶于乙腈中,冷却到0℃,不断有晶体析出,过滤收集晶体,用0℃乙腈(3×20 mL)洗涤所得到的晶体,干燥,得到白色固体乙唑螨腈18.2 g,收率65%,熔点92~93℃。
1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ:7.32(d,2H),7.07(d,2H), 6.18(s,1H),3.57(q,2H),2.28(s,3H),1.36(s,9H),1.27(s, 9H),1.01(t,3H)。
2 生物活性[4]
根据乙唑螨腈的溶解性,原药先用丙酮或二甲亚砜溶解,然后再用0.1%吐温80溶液配制成所需质量浓度的待测液50 mL,丙酮或二甲亚砜在总溶液中的质量分数不超过10%。
2.1 对朱砂叶螨成螨、若螨活性的测定
将朱砂叶螨成螨或若螨接种在菜豆苗2片真叶上,调查基数后,用手持式喷雾器进行整株喷雾处理。每处理3次重复,处理后置于标准观察室,72 h后分别调查存活成螨和若螨数,计算死亡率。试验结果见表1。
表1 乙唑螨腈对朱砂叶螨成螨和若螨的室内活性
由表可知:在质量浓度为1.25 mg/L时,乙唑螨腈对成螨有较好活性,成螨死亡率为98%;在质量浓度为0.63 mg/L时,若螨致死率为100%。
2.2 对朱砂叶螨螨卵活性的测定
选取2片盆栽菜豆苗真叶,去除1片真叶,然后将健康朱砂叶螨雌成螨10头接种到叶片上,24 h后去除成螨,调查卵数后进行喷雾处理,每处理3次重复。5 d后待空白对照卵全部孵化,调查药剂处理未孵化卵数,计算孵化抑制率。试验结果见表2。
The Synthesis and Acaricidal Activity of SYP-9625
LI Bin,YU Hai-bo,LUO Yan-mei,WU Hong-fei
(State Key Laboratory of the Discovery and Development of Novel Pesticide,Shenyang Sinochem Agrochemicals R&D Co.,Ltd.,Shenyang 110021,China)
SYP-9625 is an acaricide discovered by Shenyang Sinochem Agrochemicals R&D Co.,Ltd.It is characterized by its low toxicity to mammals and high levels of acaricidal activity on spider mites,showing a good application potential and development value.In this paper,the synthesis and acaricidal activity of SYP-9625 was described. It was prepared by using 2-(4-(tert-butyl)phenyl)acetonitrile as starting material through condensation and acylation reactions.SYP-9625 is highly effective for controlling spider mites(Tetranychus cinnabarinus),during all life stages.
SYP-9625;novel acaricide;synthesis;acaricidal activity
TQ 454.2;TQ 450.2+1
A
10.3969/j.issn.1671-5284.2016.06.004
2016-06-14
李斌(1964—),男,辽宁省昌图县人,教授级高工,主要从事新农药创制研究。E-mail:libin1@sinochem.com