李 斌,于海波,羅艷梅,吳鴻飛
(沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司,新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點實驗室,沈陽 110021)
◆創(chuàng)制與生測◆
乙唑螨腈的合成及其殺螨活性
李 斌,于海波,羅艷梅,吳鴻飛
(沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司,新農(nóng)藥創(chuàng)制與開發(fā)國家重點實驗室,沈陽 110021)
乙唑螨腈(SYP-9625)是沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司創(chuàng)制的新殺螨劑,對哺乳動物和非靶標(biāo)生物低毒,對害螨具有優(yōu)異防效,具有應(yīng)用前景和開發(fā)價值。重點對乙唑螨腈的合成方法、生物活性等方面內(nèi)容進行了介紹。乙唑螨腈以對叔丁基苯乙腈為起始原料,經(jīng)縮合、?;磻?yīng)制得,對朱砂葉螨成螨、若螨、螨卵均具有優(yōu)異的活性。
乙唑螨腈;新殺螨劑;合成;殺螨活性
隨著環(huán)境及食品安全要求的日益提高,以及殺螨劑的抗性問題,一些老的殺螨劑逐漸退出市場,市場上迫切需要作用機制新穎、高效安全的新型殺螨劑。2000年前后,日產(chǎn)化學(xué)、曹達、石原產(chǎn)業(yè)等農(nóng)藥公司在大約5年的時間里先后公開了幾十篇丙烯腈類化合物專利。腈吡螨酯(cyenopyrafen)是由日產(chǎn)化學(xué)公司開發(fā)的一種新型丙烯腈類殺螨劑,2009年日產(chǎn)化學(xué)公司將其商品化,目前已在日本、韓國、哥倫比亞登記,用于防治葉螨。其結(jié)構(gòu)新穎,作用機制獨特,叔丁酯水解后對線粒體呼吸鏈復(fù)合體II表現(xiàn)出優(yōu)異的抑制作用,并對非靶標(biāo)生物如蜜蜂等安全[1-3]。基于腈吡螨酯的上述優(yōu)異特性,它可用于害螨的綜合治理(IPM)。腈吡螨酯化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 腈吡螨酯結(jié)構(gòu)式
沈陽中化農(nóng)藥化工研發(fā)有限公司以腈吡螨酯為先導(dǎo)化合物,通過對其結(jié)構(gòu)中的吡唑環(huán)和羥基部分進行結(jié)構(gòu)修飾,于2008年發(fā)現(xiàn)了具有高殺螨活性的化合物乙唑螨腈(SYP-9625)[4]。經(jīng)過后續(xù)深入研究,乙唑螨腈于2015年獲得臨時登記,計劃于2017年上市,其化學(xué)結(jié)構(gòu)和單晶結(jié)構(gòu)如圖2所示。
乙唑螨腈CA登錄號為1253429-01-4,化學(xué)名稱為(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。其為白色固體,熔點為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,難溶于水。雌、雄大鼠急性經(jīng)口LD50值>5 000 mg/kg,急性經(jīng)皮LD50值>2 000 mg/kg。乙唑螨腈對家兔眼睛、皮膚均無刺激性,豚鼠皮膚變態(tài)反應(yīng)試驗為陰性,Ames試驗、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗、小鼠睪丸細(xì)胞染色體畸變試驗均為陰性。乙唑螨腈對蜜蜂、鳥、魚、蠶低毒。其加工劑型為30%SC,用于防治柑橘紅蜘蛛、蘋果葉螨、棉葉螨及蔬菜葉螨等害螨。
圖2 乙唑螨腈結(jié)構(gòu)式和單晶結(jié)構(gòu)
乙唑螨腈化合物已獲得中國、美國、日本、歐洲專利。其合成方法、制劑、組合物等方面的專利已申請10余件,將陸續(xù)公開。本文僅對乙唑螨腈的合成及殺螨活性進行簡要介紹。
乙唑螨腈合成路線如下。
1.1 儀器和試劑
X4型顯微熔點儀(鞏義市英峪予華儀器廠)、Mercury 300(Varian)核磁共振儀(CDC13為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))。
對叔丁基苯乙腈(工業(yè)品,98%)、特戊酰氯(工業(yè)品,98%)。其他試劑為市售分析純或化學(xué)純。
1.2 乙唑螨腈的制備[4-5]
1.2.1 2-(4-叔丁基苯基)-3-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)-3-羥基丙烯腈的合成
向裝有分水器的反應(yīng)瓶內(nèi)加入1-乙基-3-甲基吡唑-5-甲酸甲酯16.8 g(0.1 mol)、對叔丁基苯乙腈19.0 g(0.11 mol)、正庚烷160 mL、乙二醇單乙醚16 mL,通氮氣置換反應(yīng)體系內(nèi)空氣,升溫至回流,回流約1 h,滴加20%甲醇鈉的甲醇溶液26.5 g(0.13 mol),滴加結(jié)束后回流反應(yīng)6 h,反應(yīng)過程中將分水器中下層液體分出。反應(yīng)液降溫至30℃以下,傾入900 mL水中,用600 mL乙酸乙酯萃取。所得水相用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2~3,用3×300 mL乙酸乙酯萃取。有機相經(jīng)飽和碳酸氫鈉水溶液、飽和氯化鈉水溶液洗滌后,用無水硫酸鎂干燥,濃縮后得黃色固體2-(4-叔丁基苯基)-3-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)-3-羥基丙烯腈23.5 g,收率70%,熔點70~72℃。
1.2.2 乙唑螨腈的合成
向反應(yīng)瓶內(nèi)加入2-(4-叔丁基苯基)-3-(1-乙基-3-甲基吡唑-5-基)-3-羥基丙烯腈22.1 g(0.071 mol)、甲苯200 mL、氫氧化鈉3.7 g(0.092 mol),升溫至60℃,攪拌1 h。將特戊酰氯10.3 g(0.085 mol)在0.5 h內(nèi)滴加到反應(yīng)瓶中,保持60℃反應(yīng)1 h后,用200 mL水將反應(yīng)液洗滌2次,分出有機相。減壓蒸餾除去甲苯后,得到黃色油狀物。把得到的黃色油狀物溶于乙腈中,冷卻到0℃,不斷有晶體析出,過濾收集晶體,用0℃乙腈(3×20 mL)洗滌所得到的晶體,干燥,得到白色固體乙唑螨腈18.2 g,收率65%,熔點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)。
根據(jù)乙唑螨腈的溶解性,原藥先用丙酮或二甲亞砜溶解,然后再用0.1%吐溫80溶液配制成所需質(zhì)量濃度的待測液50 mL,丙酮或二甲亞砜在總?cè)芤褐械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過10%。
2.1 對朱砂葉螨成螨、若螨活性的測定
將朱砂葉螨成螨或若螨接種在菜豆苗2片真葉上,調(diào)查基數(shù)后,用手持式噴霧器進行整株噴霧處理。每處理3次重復(fù),處理后置于標(biāo)準(zhǔn)觀察室,72 h后分別調(diào)查存活成螨和若螨數(shù),計算死亡率。試驗結(jié)果見表1。
表1 乙唑螨腈對朱砂葉螨成螨和若螨的室內(nèi)活性
由表可知:在質(zhì)量濃度為1.25 mg/L時,乙唑螨腈對成螨有較好活性,成螨死亡率為98%;在質(zhì)量濃度為0.63 mg/L時,若螨致死率為100%。
2.2 對朱砂葉螨螨卵活性的測定
選取2片盆栽菜豆苗真葉,去除1片真葉,然后將健康朱砂葉螨雌成螨10頭接種到葉片上,24 h后去除成螨,調(diào)查卵數(shù)后進行噴霧處理,每處理3次重復(fù)。5 d后待空白對照卵全部孵化,調(diào)查藥劑處理未孵化卵數(shù),計算孵化抑制率。試驗結(jié)果見表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,遼寧省昌圖縣人,教授級高工,主要從事新農(nóng)藥創(chuàng)制研究。E-mail:libin1@sinochem.com