甲维盐合成过程中氧化反应的影响因素研究

马小慧 郭佳 赵伯龙 锁嘉伟(宁夏泰益欣生物科技有限公司，宁夏 银川 750205)

0 引言

甲胺基阿维菌素苯甲酸盐(简称甲维盐)，其结构是以阿维菌素为母体，在C4″位上引入甲胺基，然后与苯甲酸成盐[1]。其是一种具有超高效、低残留、低毒等特点的生物源农药，广泛用于农作物上害虫的防治[2-3]。

在阿维菌素存在的三个羟基中，C5-OH 属于的药效团，为了修饰阿维菌素，应对其进行保护。甲维盐的合成过程主要有C5 位羟基的保护、C4″位羟基的氧化、C4″=O 胺化、C4″=NCH3还原、C5位脱保护以及最后的成盐[4-5]。而C4″位羟基的氧化反应是整个合成过程关键的一步，此反应反应时间长，收率低。

文章选取温度以及氧化剂三氧化铬、脱水剂苯氧磷酰二氯、缚酸剂三乙胺等因素对氧化产物含量的影响，从而为确定最佳的工艺参数提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验试剂与设备

1.1.1 试剂

表1为实验中所用原料与试剂。

表1 原料与试剂

1.1.2 设备

表2为实验所用仪器设备。

表2 仪器设备

1.2 试验方法

1.2.1 甲维盐氧化反应路线

甲维盐氧化反应路线如图1所示。

1.2.2 C5-OH的保护

在250mL三颈烧瓶中加入10g阿维菌素和150mL甲醇，搅拌使阿维菌素溶解，在冰浴下搅拌1.5h。然后加入2.4mL氯甲酸烯丙酯和1.8mL三乙胺，反应过程中保持冰浴环境。2h反应结束后，用HPLC 检测，合格后即可进行下一步反应。

1.2.3 C4″-OH的氧化

将1.1.2中已经过保护的阿维菌素分别置于-5℃、0、5℃、10℃、15℃的环境下，搅拌30min后开始加料。加入氧化剂三氧化铬(0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL)，脱水剂苯氧磷酰二氯(4.0mL、4.5mL、5.0mL、5.5mL、6.0mL)，缚酸剂三乙胺(1.2mL、2.4mL、3.6mL、4.8mL、6.0mL)。

图1 氧化反应路线

2 结果与讨论

2.1 温度对氧化反应的影响

取不同的反应温度，固定其它反应条件，考察氧化产物的含量。选择的温度为：-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃。实验数据见表3。

表3 温度对氧化反应的影响

从表3中我们可以分析出：温度在-5～15℃的范围内时，0℃与-5℃时所得氧化物含量是最高的。随着温度的不断升高，氧化产物含量不断下降。因此，氧化反应温度应控制在-5～0℃之间，在此温度范围内，以保证氧化产物含量。

2.2 三氧化铬对氧化反应的影响

取不同量的氧化剂三氧化铬，固定其它反应条件，考察氧化产物的含量。选择的氧化剂的量为：0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL。实验数据见表4。

表4 氧化剂对氧化反应的影响

从表4我们看出：氧化剂含量在0.5～1.0mL这个区间时，随着氧化剂量的增大，氧化产物的含量是不断增大的，且上升幅度较大。但是当氧化剂量在1.5～2.5mL时，氧化产物含量是随之降低的，降低的幅度是比较小的。因为适当地增加氧化剂量，就相当于增加了反应物的浓度，使氧化产物量增加。

2.3 苯氧磷酰二氯对氧化反应的影响

取不同量的脱水剂苯氧磷酰二氯，固定其它反应条件，考察氧化产物的含量。选择的脱水剂的量为：4.0mL、4.5mL、5.0mL、5.5mL、6.0mL。实验数据见表5。

表5 脱水剂对氧化反应的影响

从表5我们可以得出：随着脱水剂量的不断增加，氧化物含量是有一定的提高的，但是幅度相对于温度与氧化剂量来讲，是比较小的。说明脱水剂对氧化反应时有一定的影响的。

2.4 三乙胺对胺化反应的影响

取不同量的缚酸剂三乙胺，固定其它反应条件，考察氧化产物的含量，选择的缚酸剂的量为：1.2mL、2.4mL、3.6mL、4.8mL、6.0mL。实验数据见表6。

表6 缚酸剂对氧化反应的影响

从表6可以看出：随着缚酸剂量的增大，氧化产物含量也是慢慢增大的，幅度较小，3.6mL时氧化产物含量最高。但是再增加缚酸剂量，氧化产物含量却慢慢降低。这说明，缚酸剂的量对氧化反应有一定的影响。

3 结语

(1)温度对氧化反应的影响：-5～0℃之前，温度与氧化产物含量成正比，当温度大于0℃时，其随温度升高而下降。

(2)氧化剂对氧化反应的影响：当三氧化铬加入量为1.5mL时，氧化产物含量很高。

(3)脱水剂对氧化反应的影响：脱水剂量与氧化物含量成正比，但是上涨幅度相较前两个因素是比较小的。

(4)缚酸剂对氧化反应的影响：当三乙胺的加入量为3.6mL时，氧化产物含量很高。