党铭铭1,2,郭永艳1,田雁飞1,黄路2,3,刘卫东2,4,刘民华2,4,柳爱平2,4
(1.湖南有色金属职业技术学院资源环境系;2.湖南化工研究院有限公司国家农药创制工程技术研究中心;3.湖南加法检测有限公司;4.农用化学品湖南省重点实验室)
含氟衍生物,特别是含氟有机化合物,具有更好的脂溶性、稳定性和渗透性等特点,一直是新农药创制研究的优选方向。本文综述了2020年ISO公开的含氟杀虫剂cyclobutrifluram、flupentiofenox、nicofluprole、cyproflanilide(图1)及其关键中间体的合成方法,并对其进行了简要介绍,以供农药研究者参考。
图 1 Cyclobutrifluram等含氟杀虫剂的结构式
1 Cyclobutrifluram
1.1 品种介绍
中文名称:N-[2-(2,4-二氯苯基)-环丁基]-2-三氟甲基烟酰胺,英文名称:N-[2-(2,4-dichlorophenyl)cyclobutyl]-2-(trifluoromethyl)pyridine-3-carboxamide,CAS:1460292-16-3,分子式:C17H13Cl2F3N2O,相对分子质量:389.20,氟含量:14.64%。Cyclobutrifluram是由先正达公司成功开发的含环丁胺结构片段的新型烟酰胺类含氟杀虫剂。可防治番茄、黄瓜和甜菜等作物上的线虫。
1.2 Cyclobutrifluram的合成
Cyclobutrifluram的合成主要有2种方法(图2)。方法1是以2-(2,4-二氯苯基)环丁胺(2)与2-三氟甲基烟酸为原料,在EDCI等缩合剂和催化剂如DMAP或HOBT作用下直接缩合反应生成目标产物;而另一种方法则是经关键中间体N-[2-(2,4-二氯苯基)-环丁烯-1-基]-2-三氟甲基烟酰胺(3)的还原后获得。
图 2 Cyclobutrifluram的合成
2 Flupentiofenox
2.1 品种介绍
中文名称:(三氟甲基)5-[2-氟-4-氯-5-((2,2,2-三氟乙基)亚磺酰基)苯氧基]戊基硫醚,英文名称:4-chloro-2-fluoro-5-[(RS)-(2,2,2-trifluoroethyl)sulfinyl]
phenyl 5-[(trifluoromethyl)thio]pentyl ether,实验代号KII-9396,CAS:1472050-04-6,分子式:C14H14ClF7O2S2,相对分子质量:446.83,氟含量:29.76%。Flupentiofenox是由日本组合化学公司开发的新型硫醚类含氟杀虫杀螨剂。适用于防治水果、蔬菜和水稻等的虫螨。
2.2 Flupentiofenox的合成
Flupentiofenox的制备是经关键中间体5在氧化剂如过氧化苯甲酸等作用下选择性氧化成目标产物(图3)。其中过氧化苯甲酸作为氧化剂时,其收率为76%,而氧化剂为过氧化氢/三乙酰丙酮铁时,收率高达98%。
图 3 Flupentiofenox的合成
3 Nicofluprole
3.1 品种介绍
中文名称:N-甲基-N-环丙基-2-氯-5-[1-(2,6-二氯-4-七氟异丙基苯基)-吡唑-4-基]烟酰胺,英文名称:2-chloro-N-cyclopropyl-5-(1-{2,6-dichloro-4-[1,2,2,2-tetrafluoro-1-(trifluoromethyl)ethyl]phenyl}-1H-pyrazol-4-yl)-N-methylpyridine-3-carboxamide,CAS:1771741-86-6,分子式:C22H14Cl3F7N4O,相对分子质量:589.72,氟含量:22.55%。Nicofluprole是由拜耳公司成功开发上市的新型苯基吡唑烟酰胺类含氟杀虫剂,作用机理暂时未见报道。
3.2 Nicofluprole的合成
Nicofluprole的制备主要有以下2种方法(图4)。其中方法一是以关键中间体N-苯基吡唑(7)和烟酰胺(8)为原料,在钯催化剂作用下,直接偶合生成nicofluprole,也可以在关键中间体9的基础上,经N-甲基化而获得。
图 4 Nicofluprole的合成
4 Cyproflanilide
4.1 品种介绍
中文名称:N-(2-溴-4-七氟异丙基-6-三氟甲基苯基)-2-氟-3-[N-环丙甲基-(4-氟苯甲酰氨基)]苯甲酰胺,英文名称:3′-[({2-bromo-4-[1,2,2,2-tetrafluoro-1-(trifluoromethyl)ethyl]-6-(trifluoromethyl)phenyl}amino)carbonyl]-N-(cyclopropylmethyl)-2′,4-difluorobenzanilide,中文简称:环丙氟虫胺,CAS:2375110-88-4,分子式:C28H17BrF12N2O2,相对分子质量:721.33,氟含量:31.61%。Cyproflanilide是由泰禾集团成功开发上市的国内第一个间双酰胺类杀虫剂。作用机制可能与broflanilide相同,为γ-氨基丁酸抑制剂。适用于防治鳞翅目和鞘翅目等病害虫。
4.2 Cyproflanilide的合成
环丙氟虫胺的制备主要是由关键中间体取代苯甲酰氯(10)和2-溴-4-七氟异丙基-6-三氟甲基苯胺(11)在强碱如二异丙基胺基锂的作用下直接获得(图5)。
图 5 Cyproflanilide的合成
5 结论
本文对ISO最新公开的含氟杀虫剂如环丙氟虫胺、flupentiofenox、nicofluprole和cyclobutrifluram等4个进行了简要介绍,且分别对其和相应关键中间体的合成方法进行了概述。而氟主要是以全氟烷基特别是三氟甲基和/或七氟异丙基的形式存在于分子结构中,如环丙氟虫胺其含氟量高达31.61%。可以预见未来会有更多含氟新农药品种被开发上市。与此同时,也应该深入研究长期而大量使用的含氟有机物对环境造成的影响。 (来源:《农药》2021年第3期)
农药快讯, 2021 (7): 11-12.