溴虫腈合成路线
溴虫腈中间体2-(对氯苯基)-5-三氟甲基吡咯-3-腈的合成进展
1989—1991 年,美国腈胺公司的 Herman、Froyd 及 Brown 等[1 -3]分别报道了对氯苯基甘氨酸、三氟乙 酸酐经内酯化、吡咯环化得到 2 - ( 对氯苯基) - 5 - 三氟甲基吡咯 - 3 - 腈 1,路线见式 1。合成步骤: 1) 在三氟乙酸酐中加入对氯苯甘氨酸粉末,反应放热 至 40 ℃ ,固体表面出现黄色,缓慢加热至 70 ℃ ,2 h 内固体完全溶解,再加热 1 h 后除去溶剂,经甲苯提 取得到黄色半流体状物质,经 HPLC 检测中间体 4 - ( 对氯苯基) - 2 - 三氟甲基 - 3 - 噁唑啉 - 5 - 酮 2 含
2004 年,江苏省农药研究所的徐尚成等[5]报道 以 α - 对氯苯基甘氨酸为起始原料,与三氟醋酐经 酰化环合得到 4 - ( 对氯苯基) - 2 - 三氟甲基 - 3 - 噁唑啉 - 5 - 酮 2,然后与 2 - 氯丙烯腈经 1,3 - 偶 极环化加成合成 2 - ( 对氯苯基) - 5 - 三氟甲基吡 咯 - 3 - 腈 1,路线见式 3。合成步骤: 1) 在 α - 对氯 苯基甘氨酸中加入三氟醋酐,混合物变成黄色,缓慢 加热至回流,当固体物完全溶解后形成橙黄色均相 体系,继续加热回流 2 h。反应完成后冷却至室温并 减压脱溶,加入甲苯,溶解后水洗,有机层减压脱溶 得黏稠的淡黄色油状物即为中间体 2。HPLC 分析 其含量为 96. 5% ,收率 93. 4% ; 2) 向反应烧瓶中加 入 2,2 - 氯丙烯腈和溶剂,在室温下搅拌,滴加三乙
2 - ( 对氯苯基) - 5 - 三氟甲基吡咯 - 3 - 腈 ( CAS 号 122454 - 23 - 3) 是溴虫腈和曲洛比利合成 的关键中间体,其经溴化后可得到曲洛比利,乙氧甲 基化得到溴虫腈原药。以 α - 对氯苯基甘氨酸、对 氯苄胺和对氯苯甲醛等不同化合物为起始原料,对 2 - ( 对氯苯基) - 5 - 三氟甲基吡咯 - 3 - 腈的制备 进行综述,文中以代号 1 表示 2 - ( 对氯苯基) - 5 - 三氟甲基吡咯 - 3 - 腈。其结构式如下:
含氟杀虫剂溴虫腈的制备
CH2OC2 H5
日本三菱化学公司也在对该品种进行开发 , 其 代号为 M K~242 ,商品名 Kotet suR ,溴虫腈毒性低 , 其 LD50 分别为 : 大鼠经口 662mg/ kg , 对兔经皮 >
2000mg/ kg ,经 Ames 试验和中国鼠卵巢试验未发现 诱变作用 。
231 ℃。
试剂 : 对氯苯甲醛 ( CP) 、 碳酸氢铵 ( CP) 、 氰化 钠 ( CP) 、 三氟乙酸 ( 工业) 、 22氯丙烯腈 ( 工业 ) 、 溴素
第 5 期 陶贤鉴 , 等 : 含氟杀虫剂溴虫腈的制备 31
1. 2. 2 42 ( 对2氯苯基 ) 222三氟甲基232口恶唑252酮的
Br2
CN Cl N H
Br
NaOC2 H5 CH2BrCl
CN Cl N
Br
CF3
CF3
CH2OC2 H5
路线三的合成反应式为 :
CN Cl CHO + CH3N H2
NaCN
Cl
C HCOOH N HCH3
(CF3 CO) 2O
Cl
CH N
COOH COCF3
CH2 = CHCN
Cl N CH3 CN Br CF3 CF3
CN Cl N H CF3
Br2
CN Cl N H
Br CF3
ClCH2OC2 H5
CN Cl N
Br CF3
CH2OC2 H5
通过对上述四条合成路线探索比较 , 路线三在 合成吡咯环时 , 可以采用丙烯腈代替 22氯丙烯腈 , 原料价格具有优势 。但在吡咯环上的甲基溴化时 , 由于吡咯环上带有三氟甲基 , 氰基 、 对氯苯基 , 使得 反应活性低 ,收率低 。路线一原料 CF3 COCH2Br 国 内无工业化生产 , 路线二合成路线太长 , 收率低 。 从原料来源 、 合成收率和操作难易比较 , 路线四比 较容易工业化生产 。因此 , 下面重点介绍路线四的 实验过程和结果 。
溴虫腈分析
溴虫腈分析一.基本情况介绍中文名称:溴虫腈中文别名:除尽;虫螨腈英文名称:chlorfenapyr化学名称:4-溴基-2-(4-氯苯基)-1-(乙氧基甲基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈CAS NO.:2453-73-0结构式:理化特性:原药外观为白色至淡黄色固体,熔点100-101℃,,可溶于丙酮,在无离子水中溶解度:0.13-0.17(pH=7)。
急性经皮 LD50=626mg/kg(大鼠),急性经口 LD50=2000mg/kg(兔)。
LD50:0.20ug/蜂。
翻车鱼 LC50:11.6ug/l(96小时);虹鳟鱼LC50:7.44ug/l(96小时);水蚤LC50:6.11ug/l(96小时)。
土壤中的半衰期为75天。
杀虫机理:除尽是一种杀虫剂前体,其本身对昆虫无毒杀作用。
昆虫取食或接触除尽后,在昆虫体内把过多功能氧化酶转变为具体杀虫活性化合物,其靶标是昆虫体细胞中的线粒体。
使细胞合成因缺少能量而停止生命功能,最终导致害虫死亡。
产品特点:1.杀虫谱广,对鳞翅目、同翅目、鞘翅目等目中的70多种害虫都有极好的防效,尤其对蔬菜抗性害虫中的小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、美洲斑潜蝇、豆野螟、蓟马、红蜘蛛等特效。
2.仿生农药,毒性低,杀虫速度快,用药1小时即可杀灭害虫。
3.持效期特别长,在防治抗性害虫上可控制15-20天,防治红蜘蛛残效期长达35天,可彻底解除菜农"三天一遍药"的劳苦。
4.适用范围广,可用于蔬菜、果树、观赏植物等,也可用于防治白蚁。
剂型:10%悬浮剂。
低毒。
主要用途: 该产品为新型吡咯类杀虫、杀螨剂。
兼具胃毒和触杀作用,与其它杀虫剂无交互抗性,对有机磷和拟除虫菊酯抗性和敏感害虫及害螨都同样有效。
其作用机制新颖、杀虫谱广,对各种钻蛀、吮吸、咀嚼口器害虫及螨类均有高效,在作物上有中等残效。
二.市场分析溴虫腈是第一个吡咯类杀虫、杀螨剂 , 1996 年由美国氰胺公司 (现巴斯夫) 开发 , 2003年销售额为 0.4亿美元,2004年销售额为 0.7亿美元,2005年全球销售额达到1.27亿美元,2006年全球销售额达到1.59亿美元,2007年全球销售额达到1.85亿美元,2008年全球销售额预计达到2.2亿美元。
溴虫腈的研究与开发进展
溴虫腈的研究与开发进展徐尚成 蒋木庚(江苏省农药研究所,南京210036) (南京农业大学理学院,南京210095)摘 要 概述了由芳基吡咯类抗生素经化学结构改造而研究开发的杀虫杀螨剂溴虫腈的发现过程与结构活性关系、溴虫腈及其主要中间体芳基吡咯腈的合成研究及溴虫腈的应用开发进展。
关键词 溴虫腈 芳基吡咯腈 合成 研究开发 溴虫腈是美国氰胺公司于80年代后期发现并开发的芳基吡咯类杀虫杀螨剂,其英文通用名:chlorfenapyr,试验代号:AC303630,M K-242,商品名:除尽,Pirate,Stalker,Alert(美国氰胺)及K otetsu(日本三菱)等,化学名称:4-溴-2-(对氯苯基)-1-乙氧基甲基-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈。
其化学结构式如下:Cl CN BrCF3NCH2OC2H5CAS登录号:122453-73-0分子式:C15H11BrClF3N2O分子量:407162熔点:(91~92)℃急性经口LD50:441/1152mg/Kg(M/F rat)溴虫腈是通过对天然抗生素的化学结构改造而得以成功开发的,经过10多年的应用开拓,已发展成为一个颇受关注的高效杀虫杀螨剂。
为了对溴虫腈有一个较全面的了解,本文就溴虫腈的发现过程、溴虫腈的合成研究及其应用开发进展作一综述。
1 芳基吡咯类抗生素与溴虫腈的发现过程111 芳基吡咯类抗生素多种微生物产生含吡咯环的抗生素,这些抗生素具有不同程度的抗细菌、抗真菌或杀虫活性〔1〕。
60年代中期,Ari2 ma等首先发现了来自Pseudomonas pyrrocinia的芳基吡咯类抗生素pyrrolnitrin(1)的杀菌活性并鉴定了其化学结构〔2〕,以此为先导结构发现了芳基吡咯类杀菌剂拌种咯和咯菌腈(2,3)〔3〕。
后来许多研究者从多种微生物代谢产物中先后发现了系列芳基吡咯类抗生素pyrrolomycin A、B、C、D、E 及F系列(4,5,6,7,8及9)和pyoluteorin(10)〔3~5〕,其中F 系列化合物9是溴、氯(X,Y)组合取代的4个抗生素。
溴虫腈合成新方法
溴虫腈合成新方法
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溴虫腈分析
溴虫腈分析一.基本情况介绍中文名称:溴虫腈中文别名:除尽;虫螨腈英文名称:chlorfenapyr化学名称:4-溴基-2-(4-氯苯基)-1-(乙氧基甲基)-5-(三氟甲基)吡咯-3-腈CAS NO.:2453-73-0结构式:理化特性:原药外观为白色至淡黄色固体,熔点100-101℃,,可溶于丙酮,在无离子水中溶解度:0.13-0.17(pH=7)。
急性经皮 LD50=626mg/kg(大鼠),急性经口 LD50=2000mg/kg(兔)。
LD50:0.20ug/蜂。
翻车鱼 LC50:11.6ug/l(96小时);虹鳟鱼LC50:7.44ug/l(96小时);水蚤LC50:6.11ug/l(96小时)。
土壤中的半衰期为75天。
杀虫机理:除尽是一种杀虫剂前体,其本身对昆虫无毒杀作用。
昆虫取食或接触除尽后,在昆虫体内把过多功能氧化酶转变为具体杀虫活性化合物,其靶标是昆虫体细胞中的线粒体。
使细胞合成因缺少能量而停止生命功能,最终导致害虫死亡。
产品特点:1.杀虫谱广,对鳞翅目、同翅目、鞘翅目等目中的70多种害虫都有极好的防效,尤其对蔬菜抗性害虫中的小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、美洲斑潜蝇、豆野螟、蓟马、红蜘蛛等特效。
2.仿生农药,毒性低,杀虫速度快,用药1小时即可杀灭害虫。
3.持效期特别长,在防治抗性害虫上可控制15-20天,防治红蜘蛛残效期长达35天,可彻底解除菜农"三天一遍药"的劳苦。
4.适用范围广,可用于蔬菜、果树、观赏植物等,也可用于防治白蚁。
剂型:10%悬浮剂。
低毒。
主要用途: 该产品为新型吡咯类杀虫、杀螨剂。
兼具胃毒和触杀作用,与其它杀虫剂无交互抗性,对有机磷和拟除虫菊酯抗性和敏感害虫及害螨都同样有效。
其作用机制新颖、杀虫谱广,对各种钻蛀、吮吸、咀嚼口器害虫及螨类均有高效,在作物上有中等残效。
二.市场分析溴虫腈是第一个吡咯类杀虫、杀螨剂 , 1996 年由美国氰胺公司 (现巴斯夫) 开发 , 2003年销售额为 0.4亿美元,2004年销售额为 0.7亿美元,2005年全球销售额达到1.27亿美元,2006年全球销售额达到1.59亿美元,2007年全球销售额达到1.85亿美元,2008年全球销售额预计达到2.2亿美元。
溴虫腈的合成
注:以上收率指第 1、2 步反应的总收率。
从表 2 可以看出,三氟乙酸与原料 1 的摩尔比以 1 . 2 0 ∶1 为宜。
2.2 吡咯环化反应
2.2.1 反应温度的选择
注:摩尔比指2-氯丙烯腈与初始原料对氯苯甘氨酸的摩尔比;收率指第1、 2步反应的总收率;以上反应温度均为25℃~35℃。
甲烷,先后加入到 5 0 0 m l 三口烧瓶中,搅拌下滴入三 氯氧磷 22.5g,恒温 50℃反应 30min。缓慢滴加一定量 三乙胺,滴加过程剧烈放热,体系颜色逐渐变深,恒 温(30℃~40℃)反应 1h,加入 200ml 水,剧烈搅拌,静 置分层,有机相减压蒸馏,得黄色固体 4 7 ~4 8 g ,即 为溴虫腈的粗品,然后加入混合溶剂 110ml,在原容器 中重结晶,得到白色晶体,纯度 9 9 %,收率 9 5 %。以 上 1 、2 、4 等 3 步均产生含三乙胺盐的废水,可通过 加入过量浓碱液分离回收三乙胺。
2 结果与讨论 2.1 内酯化
2.1.1 反应温度的选择 选择了 4 个不同的温度,从表 1 可以看出,反应温
度在 65℃~70℃左右为宜。温度过高产物部分分解而降 低产物的纯度和收率,温度太低反应则很慢。
表1 不同温度下4-(4-氯苯基)-2-三氟甲基 -3- 唑啉-5-酮的收率
从表 1 可以看出,反应温度在 65℃~75℃左右为宜。 温度过高产物部分分解而降低产物的纯度和收率,温度 太低反应则很慢。 2.1.2 三氟乙酸用量的选择
从表 4 可以看出,2- 氯丙烯腈用量以 1.05∶1 为宜。
2.3 溴化反应
表5 不同溴用量下4-溴-2-(4-氯苯基)-5-三氟甲基 吡咯-3-腈的收率
溴虫腈的研究与开发进展_徐尚成
RCON H
O
RCO Cl ※ Cl
CF3
N HCOCF3
N 21 a
↑
Cl
CH
17
N H2 ·CF 3SO 3H
←
20 CN
O
C F3SO 3H※ Cl
CF3 N
21 b 路线 3 对氯苯基氨基丙烯腈 22, 经溴化后与三氟甲 基 丙酮环合得到芳基吡咯腈 17〔20〕 ;也可直接利用 22 的碱金属 盐与溴代三氟甲基丙酮反应制得〔21〕 。 不过两 种方法的环 合
O OH
N H
CF3
Cl
23
Cl
CH2NHCO CF3 PCl5 Cl
25
Cl
CO NHCH2CF3 PCl5 Cl
27
3 溴虫腈及其应用开发进展〔4 , 25 , 26〕
溴虫腈是经天然抗生素改造的合成芳基吡咯类化合 物 , 高效广谱 , 具有胃毒和 一定的 触杀作 用及内 吸活性 , 且 在作 物上有中等 持效 , 对钻 蛀 、刺 吸和咀 嚼式害 虫以及 螨类 的防 效优异 , 具有新的作用方式 , 且与其它杀虫剂无交互抗性 , 对 抗性害虫防 效卓越 , 对 作物安 全 , 是 一个极 具特色 的高 效杀 虫杀螨剂新品种 。
R1
R1 最好是 4 位 R2 =烷氧基烷基
图 1 具有优异生物活性的取代二芳基吡咯
2 溴虫腈及其主要中间体芳基吡咯腈的合成
2.1 溴虫腈的合成
溴虫腈的合成主要有两条路线 , 如图 2 所示 。 路 线一是 以中间体 N -甲基 芳基吡 咯啉 15 为原 料 , 经氧化 脱氢 和环 溴化合成中间 体 16, 再 经 N -甲基 溴化 并与 乙醇 钠醚 化得 到目的产物 溴虫腈 14。 该 合成路 线已有 较详细 的介绍〔12〕 , 这里不再赘叙 。 另一条路 线是通 过芳基 吡咯 腈 17 的溴 化 , 再经吡咯环 N -乙氧甲基化来实现的 。
溴虫腈的合成
386
农 药 Agrochemicals
第 45 卷
定温度下恒温反应 1 h ,冷却至室温。减压脱溶,少量 水洗,干燥,得到中间体 3 ,固体,纯度 9 4 %,2 步 总收率 8 0 %。
表3 不同温度下2-(4-氯苯基)-5-三氟甲基 吡咯-3-腈的收率
1.2.3 中间体4-溴-2-(4-氯苯基)-5-三氟甲基吡咯-3-腈 的合成[7]
1.2.1 中间体4-(4-氯苯基)-2-三氟甲基-3- 唑啉-5-酮 的合成[3-5]
将 30.6g 对氯苯甘氨酸溶于 300ml 乙腈溶液中,搅拌 下加入一定量三氟乙酸,剧烈搅拌下滴入 10ml 三乙胺, 再滴入 25.0g 三氯化磷,在一定温度下恒温反应 3h。减 压蒸馏,残余浅黄绿色固体和部分胶状物,加入一定量 的甲苯,冷却至室温,稀碱液洗涤,静置分去水层。 有机相减压蒸馏,得浅黄色粘稠液体,直接用于下一步 反应。
2 结果与讨论 2.1 内酯化
2.1.1 反应温度的选择 选择了 4 个不同的温度,从表 1 可以看出,反应温
度在 65℃~70℃左右为宜。温度过高产物部分分解而降 低产物的纯度和收率,温度太低反应则很慢。
表1 不同温度下4-(4-氯苯基)-2-三氟甲基 -3- 唑啉-5-酮的收率
从表 1 可以看出,反应温度在 65℃~75℃左右为宜。 温度过高产物部分分解而降低产物的纯度和收率,温度 太低反应则很慢。 2.1.2 三氟乙酸用量的选择
溴虫腈(chlorfenapyr),商品名称:除尽,化学名 称:4-溴-2-(4-氯苯基)-1-乙氧基甲基-5-(三氟甲基)吡咯- 3- 腈(m.p.100℃~101℃),为苯基吡咯类新型杀虫杀螨 剂,其作用点为昆虫细胞内线粒体,不同于目前常用的 杀虫剂。该产品具有杀虫谱广、活性高、持效期长、 对有益生物安全和对环境友好等特点,具有触杀、胃毒 作用[1] 。溴虫腈的合成方法较多,目前国内报道采用的 路线需要用到昂贵的三氟乙酸酐和二溴甲烷[ 2 ] ,这些原 料成本较高,目前主要依赖进口,价格昂贵。笔者查 阅了大量文献资料,综合考虑了 14 种不同合成路线,选 择了如下的一条可大大降低成本、国内未见报道采用的 合成路线。即以对氯苯甘氨酸、三氟乙酸、2 - 氯丙烯 腈为原料,经内酯化、吡咯环化、溴代和乙氧甲基化 4 步反应合成溴虫腈。该方法操作简便,原料易得,收 率较高,其小试的成功为工业化生产奠定了基础。
含氟杀虫剂溴虫腈的合成_谭本祝
含氟杀虫剂溴虫腈的合成谭本祝(湖南大学化学化工学院,长沙410082)陶贤鉴 于正英 曹修祗(湖南化工研究院,长沙410007)摘要 由对氯苯甲醛、甲胺盐酸盐和氰化钠制得2-对氯苯基肌氨酸,再经三氟乙酰化、与丙烯腈环化和溴化,最后与乙醇钠反应得到AC303630。
总收率为13 4%(以对氯苯甲醛计)。
关键词 溴虫腈 杀虫剂 合成溴虫腈系美国氰胺公司开发的含三氟甲基吡咯腈结构的杀虫、杀螨剂,其通用名为chlorf enapyr,商品名为除尽,开发代号AC303630,化学名称为:4-溴-2-对氯苯基-1-乙氧甲基-5-三氟甲基吡咯-3-腈,结构式为:ClCN BrCF3NCH2OCH2CH3(1)日本三菱化学公司也在对该品种进行开发,其代号为M K-242,商品名Kot etsu R,溴虫腈毒性低,其LD50(mg/kg)为:大鼠经口662,兔经皮>2000;经Ames试验和中国仓鼠卵巢试验未发现诱变作用。
溴虫腈的杀虫谱十分广,据报道它对5个科16个属的35种昆虫和螨虫有杀灭作用。
可有效防治棉花、番茄、茄子、芹菜和糖用甜菜作物上的豆卫矛蚜、棉铃虫、马铃薯甲、潜蝇属、甜菜夜蛾、棉红蜘蛛和侧多食趺线螨、夜蛾科和番茄蠹蛾等。
在日本主要用于蔬菜、茶树和果树上的鳞翅目、半翅目及T et ran y chus属的螨以及抗性严重的害虫防治。
药效和氯氰菊酯相当而比灭多威、乙酰甲胺磷等常规药剂高4~16倍。
药用量除对番茄蠹蛾、夜蛾科为2 5g a.i./hm2外,其余均以1.25g a.i./hm2防治,且具有良好的持效性。
因此,溴虫腈很有开发价值。
溴虫腈的合成路线主要有四条 1~4 ,本研究所采用的合成路线如下:Cl CHO+CH3NH2NaCN (CH3CO)2OCl CHNHCH3CO2H (2)(CF3CO)2OCl CHNCH3COCF3CO2H(3)CH2CH CN Cl CNCF3 NCH3(4)Br2ClCNCF3N3(5)Br2ClCN BrCF3N3(6)Br2ClCN BrCF3NCH3Br(7)NaOC2H5溴虫腈(1)1 实验部分1 1 试剂与仪器对氯苯甲醛(CP),甲胺盐酸盐(CP),氰化钠(CP),醋酐(AR),吡啶(AR),三氟醋酸酐(CP),丙烯腈(AR),溴素(AR),乙醇钠(CP),所用溶剂均为化学纯。
重要杂环农药合成噻嗪酮溴虫腈蚊蝇醚茚虫威
溴虫腈( Chlorfenapyr) 合成
• 至目前,溴虫腈合成方法有16多种,其中较实用的合成路线是:
CN
Cl
CO2H CF3CO2H
NH2
Cl
O
O
Cl
Cl
N
CF3
NC N CF3 H
Br2
Cl
NC
Br
(CH3CH2O)2CH3
N CF3
Cl
H
NC
Br
N CF3 CH2OC2H5
溴虫腈( Chlorfenapyr) 合成
• 实例 将4-溴-2-(对氯苯基)-5-三氟甲基-1H-吡咯-3-腈(92%)42.0g、二乙氧基 甲烷25.0g、甲苯120mL和DMF12mL先后加入500mL三口烧瓶中,机械搅拌使固 体全溶。剧烈搅拌下,缓慢滴加POCl322.5g,30min滴完。滴加过程中放热,保 持内温35~45℃,滴完后升温至内温50℃,保持30min,冷却至30℃以下。剧烈 搅拌下,缓慢滴加NEt315g,40~60min滴完。滴加过程中剧烈放热,并有大量白 烟产生,内温保持30~40℃。滴加过程中体系颜色逐渐变深,最后呈棕色。保温 40℃1h。反应混合物加入200mL水,减压共沸蒸馏,浴温约70℃,内温50~60℃ ,约2h蒸去苯及剩余的原料二乙氧基甲烷,蒸完后反应容器中剩余约150mL水 ,补加50mL水,黄色粉末分散在水中。抽滤,2×25mL水洗涤。70℃下烘干。 的黄色粉末48~49g,即为除尽的粗品。纯度90%~93%,收率99%。
• 吡丙醚作为卫生杀虫剂的有效成分登记,主要用于防治卫生害虫……蚊、蝇的幼 虫孑孓和蛆。
• 属于苯醚类昆虫生长调节剂,是保幼激素类型的壳多糖合成抑制剂。 • 具有高效、持效期长、对作物安全、对鱼类低毒、对生态环境影响小的特点,