高效螺螨酯制备方法的研究

2021-05-14任江胜

山西化工 2021年2期

周强，任江胜，麻勇

(营口德瑞化工有限公司，辽宁营口 115002)

引言

随着世界人口不断增加，粮食作物种植面积却在逐年减少，加之环境污染，植物病虫害防治成为人类研究的重大课题之一。一些高毒、高残留的农药正逐渐被淘汰，新型农药的开发必须以保护生态环境和人类健康为前提，正在向高效、低毒、低残留方向发展。螺螨酯就是一类可作用于植物表面，并可用于大部分植物(包括棉花、甜菜和一些观赏性植物)的农药。螺螨酯与现有的一些杀螨剂有完全不同的作用机理，与其他杀螨剂也不会出现相互阻碍作用，是一类高效的杀螨剂[1-3]。

螺螨酯是“螨危”的有效成分，其作用机理就是通过抑制植物叶螨的脂肪合成，使其无法进行能量吸收，饥饿而死。螨危具有持效期长、杀螨谱广和亲脂性强等特点，对一般螨的控制可达 30 d以上，对绝大多数螨类包括螨卵、幼螨、成螨都有触杀效果，并且具有耐雨水冲刷的效果，具有广阔的发展前景。

螺螨酯，化学名为3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4.5]癸-3-烯-4-基-2,2-二甲基丁酯；分子式：C21H24Cl2O4；外观：白色粉末，无特殊气味；毒性：大鼠急性经口LD50>2 500 mg/kg，急性经皮LD50>4 000 mg/kg。

目前相关合成的文献报道较多，但普遍存在工艺操作过程复杂、繁琐，总收率较低的情况。本文采用较为经典的合成路线，对各步逐一进行了优化。

1 实验部分

1.1 合成路线(图1)

图1 螺螨酯合成路线

1.2 实验仪器与试剂

实验仪器：机械搅拌器；磁力搅拌器；恒温油水浴锅；高效液相色谱仪，岛津；高效气相色谱仪，福立；质谱仪，赛默飞世尔；核磁共振仪，苏州纽迈。

实验试剂：环己酮氰醇，自制,纯度99.5%；2,4-二氯苯乙酸、2,2-二甲基丁酰氯、固体甲醇钠、三乙胺、70%硫酸、30%盐酸、5%碳酸钠、二氯甲烷、甲醇、叔丁醇，均为AR。

1.3 实验过程

1.3.1 α-羟基环己基甲酸甲酯(化合物Ⅰ)的合成

向100 mL反应瓶中，搅拌下依次投入环己酮氰醇20 g(0.160 mol)、甲醇15 g(0.469 mol)、70%硫酸12 g(0.086 mol)，升温回流反应12 h。降至室温，过滤，少量甲醇洗滤渣。滤液精馏，得淡黄色液体23.8 g，收率为94.2%，即为化合物Ⅰ。

1.3.2 2,4-二氯苯乙酰氯(化合物Ⅱ)的合成

向100 mL反应瓶中，投入二氯亚砜40 g(0.336 mol)，开搅拌，缓慢投入2,4-二氯苯乙酸20 g(0.098 mol)，升温回流反应5 h。负压蒸馏，回收过量的二氯亚砜，得黄色液体21.5 g，收率为98.6%，即为化合物Ⅱ。

1.3.3 1-[2-(2,4-二氯苯基)乙酰氧基]环己烷基甲酸甲酯(化合物Ⅲ)的合成

向250 mL反应瓶中，搅拌下依次投入二氯甲烷20 g、化合物 Ⅱ 21.5 g(0.096 mol)、三乙胺10.2 g(0.101 mol)，控温25 ℃，用时1 h，滴加化合物Ⅰ18.2 g(0.115 mol)和二氯甲烷20 g的混合液。滴毕，25 ℃保温反应12 h。加入水100 g，用30%盐酸调节pH=3。分层，水相用二氯甲烷20 g萃取一次。合并二氯甲烷相，依次用5%碳酸钠30 g、水30 g洗涤，浓缩，回收二氯甲烷，得棕色稠状物32 g，收率为96.5%，即为化合物Ⅲ。

1.3.4 3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4.5]-癸-3-烯-4-醇(化合物Ⅳ)的合成

控温10 ℃，向250 mL反应瓶中，搅拌下依次投入甲醇150 g、固体甲醇钠2.4 g(0.044 mol)、化合物 Ⅲ 32 g(0.093 mol)。在10 ℃保温搅拌反应10 h。反应结束，负压浓缩至干。加入水100 g，快速搅拌使其分散，然后滴加30%盐酸，调节pH=3。过滤，得黄色粗品固体28 g。用50%甲醇水重结晶后，得类白色结晶性粉末27 g，收率为92.7%。

1.3.5 螺螨酯的合成

向250 mL反应瓶中，依次投入二氯甲烷150 g、化合物Ⅳ27 g(0.086 mol)、三乙胺9 g(0.089 mol)。开搅拌，控温30 ℃，滴加2,2-二甲基丁酰氯13.9 g(0.103 mol)。滴毕，在30 ℃保温搅拌反应3 h。反应结束，依次用水50 g、5%碳酸钠50 g、水50 g洗涤。浓缩，回收二氯甲烷后，得到粗品。使用甲醇重结晶，得白色结晶性粉末34 g，纯度99.2%。收率为96.1%，即为目标产物。