新一代烟碱类杀虫剂呋虫胺及中间体合成新工艺的研究
呋虫胺及中间体合成路线的再研究
呋虫胺及中间体合成路线的再研究摘要:本文以丙二酸二乙酯为原料,在乙醇钠条件下与氯乙酸乙酯反应生成乙烷-1,2,2-三羧酸乙酯,再用硼氢化钠还原得2-羟基-1,4-丁二醇,在对甲苯磺酸的催化下脱水环合成3-羟甲基四氢呋喃,再与对甲苯磺酰氯、三乙胺反应生成3-四氢呋喃甲基对甲苯磺酸酯;甲醛水溶液、甲基硝基胍、甲胺水溶液在乙醇中反应生成1,5-二甲基-2-硝基亚胺六氢-1,3,5-三嗪;3-四氢呋喃甲基对甲苯磺酸酯与1,5-二甲基-2-硝基亚胺六氢-1,3,5-三嗪反应生成呋虫胺。
关键词:呋虫胺路线烟碱新工艺收率1 概述呋虫胺(dinotefuran)是日本三井东压化学株式会社开发,并在2002年上市的新型烟碱类杀虫剂。
是唯一不含氯原子和芳环的新型烟碱,其特征取代基为(四氢-3-呋喃)-甲基。
被称为第三代烟碱类杀虫剂[1]。
呋虫胺的化学名称为(R/S)-1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3-呋喃甲基)胍。
CAS号为165252-70-0。
分子式为C7H14N4O,分子量为202.21。
纯品为白色结晶,熔点107.5℃,蒸气压小于 1.7×10-6pa(30℃),密度1.33(25℃)。
溶解度为水中40g/L,难溶于环己烷,二甲苯等有机溶剂。
结构式如图1。
相对其他农药,呋虫胺对哺乳动物安全,无致畸性、致癌性和致突变性。
对水生动物、鸟类和蜜蜂安全。
对半翅目、鳞翅目、双翅目、甲虫目和总翅目的害虫高效。
其杀虫谱广泛。
对水稻害虫褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱、黑尾叶蝉、稻蛛椽蝽象、二小星蝽象、稻绿蝽象、红须盲蝽、稻负混虫、稻筒水螟,蔬菜水果害虫蚜虫类、粉虱类、蚧类、矢尖盾蚧、朱绿蝽、桃小食心虫、桔潜蛾、茶细蛾、黄条跳甲、豆潜蝇高效。
对水稻害虫二化螟、稻蝗类和蔬菜水果害虫角腊蚧、小菜蛾、二黑条叶甲、茶黄蓟马、烟蓟马、黄蓟马、柑橘黄蓟马、大豆荚瘿蚊、番茄潜叶蝇有效。
其作用机理主要是作用于昆虫的神经传递系统,使害虫引起麻痹而杀虫[2]。
呋虫胺关键中间体的合成研究进展
以中 等 收率 得 到 ３一羟 甲基 四 氢呋 喃 ，合成 路 线 如 下 所 示 。该 路 线 反 应 原 料 易 得 ，操 作 简 单 ，是 目 前 多 数 工 厂 采 用 的 合 成 路 线 。然 而 ，该 反 应 过 程 中需 要 使 用 大 量 的硼 氢 化钠 作 为还 原 剂 ， 原子 经 济 性 差 、产 生 的三 废 多 、后 处 理 麻烦 ，不 利 于 企 业 清洁 化生 产 。
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二 酸 二 乙酯 为初 始 原 料 来 制 备 ３一羟 甲基 四氢 呋 喃
的方法 。他 们 以乙醇 钠为 碱 ，在有机 溶剂 或 水溶 液
中制 得 ２．羟 乙基 一丙 二 酸 二 乙酯 ，再 利 用硼 氢 化
钠 还原 ２一羟 乙基 一丙 二酸 二 乙酯得 到 ２一羟 甲基 甲苯 磺 酸 催 化 下 以中等 收 率
漫话呋虫胺
漫话呋虫胺曾雪珍;张冬梅;谢素雯【摘要】全面论述了新烟碱类杀虫剂呋虫胺的理化性质、生物活性、安全性、使用方法、作用机理、合成现状、中毒急救以及应用进展.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P6-11)【关键词】呋虫胺;生物活性;复配;合成【作者】曾雪珍;张冬梅;谢素雯【作者单位】江西应用技术职业学院应用化学系,江西赣州341000;江西应用技术职业学院应用化学系,江西赣州341000;江西应用技术职业学院应用化学系,江西赣州341000【正文语种】中文呋虫胺(dinotefuran)为日本三井公司研发的烟碱类杀虫剂。
其与现有的烟碱类杀虫剂的化学结构可谓大相径庭，是烟碱类杀虫剂唯一不含氯原子和芳环的，它的四氢呋喃基取代了以前的氯代吡啶基、氯代噻唑基，被称为第三代烟碱类杀虫剂。
同时，在性能方面也与烟碱有所不同，故而，目前人们将其称为“呋喃烟碱”。
具有高效、内吸、广谱、用量少、毒性低、持效期长、对作物无药害、使用安全、与常规农药无交互抗性等优点。
一、理化性质呋虫胺(dinotefuran)的化学名称：(RS)-1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3呋喃甲基)胍；英文名称：(RS)-1-methyl-2-nitro-3-(tetrahy-dro-3-furylmethyl)guanidine试验号MIT-446；CA索引号165252-70-0；结构式如下：分子式：C7H14N4O3；分子量：202.21。
纯品为白色结晶，熔点：107.5℃，蒸气压<1.7×10-6Pa(30℃)，溶解度(20℃)：甲醇57g/L、水40g/L、丙酮8g/L，难溶于环己烷(9.0×10-6g/L)、二甲苯(73×10-3g/L)等有机溶剂。
二、生物活性呋虫胺具有很高的杀虫活性和植物内吸性。
对抗性害虫的治理十分重要。
呋虫胺杀虫谱如下表：呋虫胺的优势体现在药效上，在水稻上主要治疗飞虱和二化螟。
呋虫胺的合成
呋虫胺的合成刘补娥【摘要】摘要：对呋虫胺的合成路线进行了综述，并对其最佳合成工艺进行了研究。
以3-氯丙腈和环氧乙烷为原料，制备3-胺基甲基四氢呋喃，再与O-甲基-N-硝基异脲进行缩合，胺化制备目标产物，总收率达到43%，为呋虫胺的合成提供了一种新的合成方法。
【期刊名称】河南化工【年(卷),期】2015(032)012【总页数】3【关键词】新型烟碱类杀虫剂； 3-胺基甲基四氢呋喃；呋虫胺；合成0 前言呋虫胺是烟碱类杀虫剂中唯一不含氯原子和芳环的，被称之为第三代烟碱类杀虫剂，具有超高效、广谱、用量少、毒性低(制剂微毒级)、药效持久、对作物无药害、使用安全等优点。
鉴于呋虫胺良好的市场与应用前景，该农药有望成为世界性的大型农药。
目前现有的文献报道合成工艺主要有以下几种[1]：①3-四氢呋喃甲基对甲苯磺酸酯法[2]；②3-四氢呋喃甲基三氟甲基磺酸酯法[3]；③S-甲基-N-硝基-N′-邻苯二甲酰异硫脲法[4-6]；④S-甲基-N-硝基-N′-甲基异硫脲法[7]；⑤O-甲基-N-硝基异脲法[8]。
方法①收率68.35%(以3-羟甲基四氢呋喃计)，该方法相对收率较低；方法②收率39.4%(以3-羟甲基四氢呋喃计)，由于三氟甲磺酸酐价格较贵，用量大，无法工业化生产；方法③收率56.2%(以3-胺基甲基四氢呋喃计)，由于反应会放出甲硫醇气体，环境污染大，也无法实现工业化生产；方法④收率36.36%(以3-胺基甲基四氢呋喃计)，由于收率太低，无法工业化生产；方法⑤收率77.4% (以3-胺基甲基四氢呋喃计)。
对比几种工艺路线的优缺点，考虑到工业生产中原料来源、成本优势、经济效益、三废情况等方面综合评价后，选用第五种合成路线，即O-甲基-N-硝基异脲法在相关文献的基础上进行工艺改进，从而使其具有较高的收率。
本文采用3-氯丙腈和环氧乙烷为原料，制备3-胺基甲基四氢呋喃，再与O-甲基-N-硝基异脲进行缩合，胺化制备目标产物。
一种呋虫胺的合成方法[发明专利]
![一种呋虫胺的合成方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5a35951a657d27284b73f242336c1eb91a3733a2.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810173182.0(22)申请日 2018.03.02(71)申请人 海利尔药业集团股份有限公司地址 266109 山东省青岛市城阳区城东工业园内(72)发明人 张志刚 张奎祚 郑晓迪 潘源 (51)Int.Cl.C07D 307/14(2006.01)(54)发明名称一种呋虫胺的合成方法(57)摘要本发明公开了一种呋虫胺的合成方法，以N ,O-二甲基-N＇-硝基异脲和3-氨甲基四氢呋喃为原料,在碱金属醇盐/醇溶液中发生缩合反应，一步法合成呋虫胺。
本发明的合成方法具有操作简单、反应时间短、溶剂可回收利用、废液排放少的特点，有良好的应用价值。
权利要求书1页 说明书2页CN 108358875 A 2018.08.03C N 108358875A1.一种呋虫胺的合成方法，其特征在于：以N ,O -二甲基-N＇-硝基异脲和3-氨甲基四氢呋喃为原料,在碱金属醇盐/醇溶液中发生缩合反应，一步法合成呋虫胺,工艺路线如下：2.如权利要求1所述的呋虫胺的合成方法，其特征在于所述的N ,O -二甲基-N＇-硝基异脲：碱金属醇盐：3-氨甲基四氢呋喃的投料摩尔比为0.7～1.5:0.1～5.0:1.0。
3.如权利要求1所述的呋虫胺合成方法，其特征在碱金属醇盐/醇溶液包括甲醇钠/甲醇溶液、甲醇钾/甲醇溶液、甲醇锂/甲醇溶液、乙醇钠/乙醇溶液、乙醇锂/乙醇溶液、乙醇钾/乙醇溶液、叔丁醇钠/叔丁醇溶液、异丙醇钠/异丙醇溶液、异丙醇钾/异丙醇溶液、正丁醇钠/正丁醇溶液、正丁醇钾/正丁醇溶液等等。
权 利 要 求 书1/1页CN 108358875 A一种呋虫胺的合成方法技术领域[0001]本发明涉及一种高效杀虫剂呋虫胺的合成方法。
技术背景[0002]呋虫胺(Dinotefuran)为日本三井公司研发的第三代烟碱类杀虫剂。
呋虫胺原药产品有关情况
呋虫胺原药产品摘要
呋虫胺(dinotefuran)为最新一代超级烟碱类杀虫剂。
其与现有的烟碱类杀虫剂的化学结构可谓大相径庭，它的四氢呋喃基取代了以前的氯代吡啶基、氯代噻唑基，并不含卤族元素。
同时，在性能方面也与烟碱有所不同，杀虫谱更广. 该药剂具有触杀、胃毒、和根部内吸性强、速效高、持效期长4-8周（理论持效性43天）、杀虫谱广等特点，且对刺吸口器害虫有优异防效，并在很低的剂量即显示了很高的杀虫活性。
主要用于防治小麦、水稻、棉花、蔬菜、果树、烟叶等多种作物上的蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马、粉虱及其抗性品系，同时对鞘翅目、双翅目和鳞翅目、双翅目、甲虫目和总翅目害虫有高效，并对蜚蠊、白蚁、家蝇等卫生害虫有高效.
1.有效成分：
中文通用名称:呋虫胺
英文（ISO）通用名称: dinotefuran
中文化学名称: 1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3-呋喃甲基)胍；(EZ)-(RS)-1-甲基-2-硝基-3-(四氢-3-呋喃甲基)胍；N-甲基-N'-硝基-N''-[(四氢-3-呋喃)甲基]胍
化学文摘登录号（CAS）165252-70-0
结构式
分子式C7H14N4O3 分子量202.21
2.理化性质
表2.原药理化性质检测结果
3.产品标准检测项目及控制指标
表3.呋虫胺原药控制项目指标
全组分分析结果
4、生产流程图
5.急性毒理学试验数据。
第三代烟碱类杀虫剂呋虫胺，将成为下一个主流品种？
第三代烟碱类杀虫剂呋虫胺，将成为下一个主流品种？呋虫胺是唯一不含氯原子和芳香环的烟碱类杀虫剂，其分子结构中也没有新烟碱类杀虫剂（如噻虫嗪、噻虫胺、噻虫啉）中常见的氯代吡啶基或氯代噻唑基，而是用四氢呋喃基取代它们，其表现出的性能比新烟碱类杀虫剂更优异，具有更卓越的内吸渗透作用，且在很低剂量下即可显示出明显的杀虫活性，被人们称为第三代烟碱类杀虫剂，或称为“呋喃烟碱”。
呋虫胺不仅在农业上被广泛用于水稻、棉花、蔬菜、果树、花卉等作物杀虫高效，且对蜚镰、白蚁、家蝇等卫生害虫也有高效，其市场前景广阔，很可能成为取代第二代烟碱类杀虫剂的主流品种。
01呋虫胺的开发和进展呋虫胺是由三井化学公司发现和生产，由三井化学公司、北兴化学公司和Valent公司共同开发的全新烟碱类杀虫剂，对水稻、棉花、蔬菜、水果、草坪和观赏植物上的半翅目、缨翅目、鞘翅目、鳞翅目、双翅目、甲虫目和总翅目等害虫有效，且对卫生害虫有高效，并于1998年在布赖顿会议上首次被报道。
2002年4月呋虫胺在日本获得登记，同年5月在日本上市，用于果树、水稻和蔬菜，商品名AlbarinR、StarkleR。
2003年3月在韩国上市，用于水稻、西瓜和红辣椒。
2004年在美国上市，商品名SafariR，Valent公司拥有呋虫胺在美国销售权。
然后，2006年和2010年分别在美国上市用于葡萄和马铃薯，商品名VenomR；用于蔬菜、马铃薯和葡萄，商品名ScorpionR。
2008年呋虫胺在欧盟获得登记，2012年在印度获得登记，制剂产品为20%呋虫胺可溶粒剂，用于水稻，当年该产品销售额超过1亿元人民币。
2013年4月由日本三井化学公司在国内登记了呋虫胺原药（99.1%）和20%呋虫胺可溶粒剂（护瑞），并由中农立华生物科技股份有限公司独家代理销售。
中国专利——化合物专利（呋喃基杀虫剂，日本三井化学株式会社），CN1112556，已于2014年10月20日到期。
2013年11月石家庄市兴柏生物工程有限公司的98%呋虫胺原药获农业部首个登记，从此开启国内企业登记呋虫胺品种的热潮。
20%呋虫胺SG及其配方防治茶小绿叶蝉田间试验
农业工程技术·综合版 2021年4月刊17科 研 试 验DOI:10.16815/ki.11-5436/s.2021.11.00920%呋虫胺SG 及其配方防治茶小绿叶蝉田间试验林长征（福建省福安市农业农村局，福建 福安 355000）摘要:茶小绿叶蝉是福建福安茶叶生产中的主要害虫之一，2020年7月中旬在福安松罗开展了20%呋虫胺SG 及其配方防治茶小绿叶蝉田间试验。
结果表明，供试药剂及其配方对茶小绿叶蝉均有一定防控作用，药后1、3、7、10、15天平均防效分别为38.74%～53.06%、64.02%～72.60%、83.60%～92.85%、77.12%～92.85%、70.01%～83.67%。
其中以20%呋虫胺SG10 g+43.7%甲维盐·丁醚脲SC10 mL 配方药后7天、10天防效最佳，速效性较好，持效期最长。
几种处理对茶树生长均安全。
关键词:茶叶；杀虫剂；呋虫胺；茶小绿叶蝉；田间试验；防治效果林长征. 20%呋虫胺SG 及其配方防治茶小绿叶蝉田间试验[J]. 农业工程技术，2021，41(11):17～18.茶小绿叶蝉属同翅目叶蝉科，是福建省福安市茶叶生产中的主要害虫之一，一年发生11～12代，世代重叠[1]。
成虫、若虫刺吸茶梢嫩叶的液汁，造成叶片叶缘变黄、叶脉变红，叶尖、叶缘卷曲、枯焦，严重影响茶叶的品质和产量。
呋虫胺是第三代烟碱类杀虫剂，具有高效、低毒、低残留特性[2]。
福安市松罗乡立新茶场2020年7月15～30日为茶小绿叶蝉第1次若虫盛发高峰期，开展了田间防效试验。
本试验旨在探索20%呋虫胺SG 最佳防治茶小绿叶蝉配方，为生产上大面积推广应用提供科学依据。
1 材料与方法1.1 试验材料试验地：福建省福安市松罗乡立新茶场茶叶基地，海拔560 m，坡度约35°，土壤为黄泥土，pH 值7.5，肥力中等。
种植茶树品种为福安大白茶，树龄10年，树体健壮，长势良好，新梢长约10 cm。
呋虫胺中间体3-羟甲基四氢呋喃的合成探索【毕业答辩】
O OC2H5
Na,C2H5ONa C2H5O
OC2H5
OO
NaBH4 (CH3)3OH,CH3OH
OH p-TSOH
HO
OH
OH O
此方法是目前生产3-羟甲基四氢呋喃的主要路线，但 氯乙酸乙酯的毒性太大，操作危险性高，环境和危害 都比较严重。
方法二：
O
BF3,CH3CH2OCH2CH3
H
+ CH(OCH3)3
H2CH2COH COOC2H5 CH3COOH COOC2H5
COOC2H5 OO
丙二酸二乙酯为原料，在乙醇钠的作用下与环氧乙烷 EM反应成酯，在冰醋酸条件下成环生成α-乙氧羰基-γ 丁内酯，bp与文献一直。
α-乙氧羰基-γ-丁内酯的标准IR图谱与产物的IR图谱
1774cm-1和1735cm-1分别是酯的C=O两
3-羟甲基四氢呋喃的合成
OH
O
HO OH
OH
以二氧六环为反应液，三醇在催化剂A15树脂作用下加 热至回流，最后浓缩取出溶剂得到刺激性棕褐色液体， 蒸馏得到无色液体，bp与文献一致。
产物的谱图与分析
3-羟甲基四氢呋喃标准图谱IR谱图
3400cm-1是O-H的伸缩振动峰； 1060cm-1是C-O的伸缩振动峰； 根据产物的红外光谱与标准谱图的对比可以看出，两张图谱的 主要伸缩振动吸收峰一致，可判断产物结构与3-羟甲基四氢呋 喃一致。
方法五：
O
+
OO
HH
ROM
催化剂A OH O O 金属 硼 化 物
OH O
此方法具有工艺相对简单、原料易得、废弃物污染小等优 点，是条相对绿色环保的路线，但最后用金属硼化物还原 得到最终产物比较困难，总收率不是很高。
新烟碱类杀虫剂呋虫胺的研究进展
Vol.20 No.1Feb.2021第20卷第1期2021年2月现代农药Modem Agrochemicals♦综述#专％ ♦新烟碱类杀虫剂咲虫胺的研究进展刘子琪",袁龙飞I 廖先骏S'李莉I 李薇I 程有普"，陈增龙'*(1.中国科学院动物研究所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室，北京100101；2.天津农学院，天津300384； 3.农业农村部农药检定所，北京100125)摘要:新烟碱类农药自20世纪80年代上市以来便受到广泛应用。
HI 胺作为典型的第三代新烟碱类杀I 剂，因其高效、广谱等优点在全球二十多个国家登记使用。
近年来，随着HI 胺的大量使用，其对非靶标生物的潜在危害，以及在农业生产中大量投入导致的环境风险引起了人们的重点关注。
因此，阐明HI 胺的生物活性和生态毒理，揭示其环境行为归趋，这对于HI 胺的生态风险评价与 科学合理使用具有重要意义。
笔者旨在综述HI 胺对靶标害I 的生物活性、对非靶标生物的生态 毒理，及其在生态环境中的耗散动力学规律，并对其应用前景进行展望，以期为HI 胺的合理使用和科学管理提供有效参考。
关键词：新烟碱类杀I 剂，HI 胺，生物活性，生态毒性，消解动力学中图分类号：TS 207.5+3文献标志码：A doi : 10.3969/j.issn.1671-5284.2021.01.002Research Progress of Neonicotinoid Insecticide DinotefuranLIU Ziqi 1-2, YUAN Longfei 1, LIAO Xianjun 3, Li Li 1, LI Wei 1, CHENG Youpu 2*, CHEN Zenglong"(1. State Key Laboratory of integrated control of agricultural pest and rodent, Institute of zoology, Chinese Academy ofSciences, Beijing 100101, China; 2. Tianjin Agricultural College, Tianjin 300384, China; 3. Institute for the Control ofAgrochemicals, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100125, China)Abstract : Neonicotinoid pesticides have been given extensively concern since they were launched in the 1980s. As atypical third-generation neonicotinoid insecticide, dinotefuran has been widely used in more than twenty countries around the world because of its high efficiency and broad spectrum. In recent years, dinotefuran shows potential hazardous to non-target organisms and results in the ecological environment pollution by widespread application in agriculturalproduction, which have brought to people's attention. Therefore, understanding the biological activity and ecotoxicity ofdinotefuran, and demonstrating the environmental fate of dinotefuran is of great significance to the ecological risk assessment and scientific application of dinotefuran. The current study reviews dinotefuran with respect to the biologicalactivity to target pests, the ecotoxicity to non-target organisms, the dissipation dynamics in the ecological environment, and finally puts forward prospects for its application. It can provide reference for the reasonable application and scientificmanagement of dinotefuran in the future.Key words ： neonicotinoid insecticides; dinotefuran; bioactivity; ecotoxicity; dissipation dynamics虫虫中 中型乙酰胆碱受体(nAChRs )，通高虫的虫死亡， 大的杀虫 ，国家超过120⑴。
呋虫胺合成方法述评_吴鸿飞
农 药AGROCHEMICALS 第52卷第1期2013年1月Vol. 52, No. 1Jan. 2013呋虫胺合成方法述评吴鸿飞，孙 克，张敏恒(沈阳化工研究院有限公司 新农药创制与开发国家重点实验室， 沈阳 110021)摘要：总结了文献报道的呋虫胺及其中间体的工艺路线和合成方法。
呋虫胺是由关键中间体3-四氢呋喃基甲醇或3-四氢呋喃基甲胺进一步反应得到，主要有5条合成路线。
关键词：呋虫胺；工艺路线；合成方法中图分类号：TQ460 文献标志码：A 文章编号：1006-0413(2013)01-0071-04A Review of Synthetic Methods of DinotefuranWU Hong-fei, SUN Ke, ZHANG Min-heng(State Key Laboratory of the Discovery and Development of Novel Pesticide, Shenyang Research Institute of Chemical IndustryCo., Ltd., Shenyang 110021, China)Abstract: The process routes and synthetic methods of dinotefuran and its intermediates reported in literatures were summarized. Dinotefuran was synthesized by the key intermediate (tetrahydro-3-furanyl)methanol or (tetrahydro-3-furanyl)methylamine further reaction. There were mainly fi ve synthetic routes to prepare it.Key words: dinotefuran; process route; synthetic method呋虫胺(dinotefuran)为日本三井化学公司开发的第3代烟碱类杀虫剂。
3-羟甲基四氢呋喃的合成研究
3-羟甲基四氢呋喃的合成研究孙乐大【摘要】介绍了呋虫胺的重要中间体3-羟甲基四氢呋喃的合成和国内目前采用的合成路线,并加以改进,以丙二酸二乙酯为原料,在醇钠作用下与环氧乙烷缩合,再用硼氢化钾还原两步反应制得目标产物,在缩短了反应步骤的同时,还通过使用价格相对低廉的原料,将制备成本大幅下降,总收率由文献报导的30.2%提高到52.5%,有利于工业化生产.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2010(038)001【总页数】2页(P104-105)【关键词】3-羟甲基四氢呋喃;呋虫胺;α-乙氧羰基-γ-丁内酯;工艺改进;硼氢化钾【作者】孙乐大【作者单位】上海博速医药科技有限公司,上海,201204【正文语种】中文3-羟甲基四氢呋喃是新型烟碱类杀虫剂呋虫胺的重要中间体,该药剂杀虫谱广,具有卓越的内吸渗透作用,并在很低的剂量即显示了很高的杀虫活性,同时其对哺乳动物、鸟类及水生生物十分安全,对作物无药害,可用于水稻、果树、蔬菜等众多作物.因此,如何降低生产成本使其得以工业化生产从而得到广泛应用,便成了十分具有经济效益的研究任务.我们通过大量的研究工作对该中间体的合成路线进行了详细的研究.其合成路线有如下几条:(1)丙二酸二乙酯与氯乙酸乙酯为原料,通过醇钠缩合再硼氢化钠还原后得2-羟甲基-1,4-丁二醇然后在对甲苯磺酸催化下脱水环合得到目标产物[1];(2)四氢呋喃-3-甲醛与异丙醇通过转移催化氢化得到产物[2];(3)2,2-二甲基-5-溴乙基-1,3-二氧六环或5-溴乙基-1,3-二氧六环在酸性条件下先水解再环合得到产物[3];(4)2,3-二氢呋喃与原甲酸三甲酯在三氟化硼乙醚催化,再钯碳加氢得到产物[4].在以上几条合成路线中,路线(2)、(3)的主原料国内都没有生产,而且制备过程仍需三到四步反应;而路线(4)原料价格昂贵,并且生产操作危险性大,没有工业化价值.因此,国内目前均采用第一条路线生产.我们在对路线(1)研究时发现,在用硼氢化钠还原时,一摩尔的中间体乙烷-1,1,2-三羧酸乙酯需要还原三摩尔的酯基,因此硼氢化钠的耗量相对比较大,在成本核算中占了很大的比重.通过大量的研究工作,参考了类似化合物的合成文献[5-6]我们设计了一条新的合成路线,以丙二酸二乙酯为原料,在醇钠作用下与环氧乙烷缩合后得到2-羟乙基丙二酸二乙酯,该物质不是很稳定,在反应后处理中容易脱一分子乙醇生成α-乙氧羰基-γ-丁内酯.然后用硼氢化钾还原得到目标产物.具体路线图示如图1.普通循环水泵;ZX-2高真空油泵;GC-2014C岛津气相分析仪;420型红外光谱测定仪;GY-CTNMR-10核磁共振仪.所用反应溶剂和试剂均为试剂级,温度计未校正.1.2.1 α-乙氧羰基-γ-丁内酯的合成氮气保护下,金属钠44g加入到900mL无水乙醇中,搅拌溶解.冰水冷却下滴加丙二酸二乙酯320g,滴毕室温搅拌0.5h,得糊状反应物.然后滴加由88g环氧乙烷300mL无水乙醇配制的混合溶液,控制反应温度在40℃～45℃之间.滴毕室温搅拌15h.然后冰水冷却下缓缓加入120mL冰醋酸,加完后减压浓缩回收溶剂,加入500mL水搅拌溶解生成的醋酸钠.分出有机层,无水硫酸钠干燥后减压蒸馏,收集101℃～105℃/(1～2)mmHg馏分.得产品237g,收率75%,n25D1.4464,气相分析含量98.5%.1.2.2 3-羟甲基四氢呋喃的合成氮气保护下,将硼氢化钾81g加入到500mL叔丁醇中,滴加79gα-乙氧羰基-γ-丁内酯80mL叔丁醇的混合溶液,滴毕升温到70℃左右保温反应完全.冷却,冰水冷却下滴加240mL浓盐酸调PH到酸性后,过滤,滤液减压浓缩得油状物.再减压分馏,收集106℃～108℃/18mmHg馏分,得产物3-羟甲基四氢呋喃35.7g,无色透明液体,收率70%,气相分析含量98.7%.1HNMR(CDCl3、T MS、δ:ppm)1.64(m,1H)、2.01(m,1H)、2.46(m,1H)、3.14(s,1H)、3.49～3.89(m,5H)IR(νmax:cm-1)3480(O-H)、2980(C-H)、2900(C-H)、 1090(C-O)、1050(C-O) 中间体α-乙氧羰基-γ-丁内酯的合成是典型的活性亚甲基化合物β-羟烷基化反应.在碱性条件下活性亚甲基化合物形成亚甲基的碳负离子,然后进攻环氧化合物使之开环而得γ-羟基酯,该物质可以经分子内醇解而环合形成γ-内酯.而内酯的还原,一般情况下比较困难,多用四氢锂铝还原.但由于四氢锂铝极易燃的危险性,以及其昂贵的价格,不利于工业化生产.我们通过文献调研和多次实验,发现使用稳定性较强且价格相对低廉的硼氢化钾还原内酯在一定条件下还是可行的.因此设计了本文所述合成路线.总体来说,本工艺以丙二酸二乙酯和环氧乙烷为原料,通过缩合、还原两步得到产品,通过NMR和IR分析与目标产物结构一致,总收率52.5%.通过与国内现有工艺路线比较(见下表),我们发现该路线不仅步骤缩短,原料价廉易得,而且用价格相对较低的硼氢化钾代替硼氢化钠,不但操作容易,还减少了用量(理论上摩尔数减少了1/3).并且与现有国内使用路线比较,总收率也大有提高,由30.2%提高到52.5%.对于该产物的下游终产品呋虫胺的工业化大生产具有极大的经济价值.【相关文献】[1] 刘安昌,张良,谭珍友,等.新型烟碱类杀虫剂呋虫胺的合成研究[J].世界农药,2009,31(2):22-30.[2] Jimenez-Sanchidrian Cesar,Hidalgo Julia Marla.Applied Catalysis.A:General,2006,303(1):23-28.[3] 王恩思,等.5-(2-卤乙基)-1,3-二噁烷的水解吉林大学自然科学学报,2000(4):94-95.[4] BeaversW illiam Anthony.Preparation of 3-methyltetrahydrofunan from 2,3-dihydrofuranWO 9817658,30 Apr,1998.[5] Furukawa Yoshiro,Ohtaka Seiji.Process for production of 1,2,4-bu2 tanetriolEP1553073,13 Jul,2005.[6] 蔡征宇.(S)-3-羟基-γ-丁内酯及其衍生物(S)-1,2,4-丁三醇的合成研究.东南大学硕士论文,2004.。
呋虫胺在我国稻田生态系统中的残留消解动态研究
呋虫胺在我国稻田生态系统中的残留消解动态研究蔡达夫;徐钰哲;熊胜;杨丽华;龚道新【摘要】为了解农药呋虫胺在稻田中施用以后其有效成分呋虫胺在稻田环境中的残留消解行为,借助HPLC检测技术,通过添加回收率实验建立了呋虫胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株样品中的残留检测方法.结果表明:呋虫胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的平均回收率为91.3％～96.5％,相对标准偏差为1.28％～ 3.60％,呋虫胺的最小检出量为1.0x10-9 g,在稻田水中的最低检出浓度为0.05 mg/L,在稻田土壤和水稻植株中的最低检出浓度均为0.05 mg/kg.在稻田水中的消解半衰期为1.22～3.58 d,平均2.31 d,在稻田土壤中的消解半衰期为3.77～14.74 d,平均8.18d,在水稻植株中的消解半衰期为1.81～3.71 d,平均3.09 d.【期刊名称】《作物研究》【年(卷),期】2018(032)006【总页数】6页(P521-526)【关键词】农药;稻田;消肖解;残留;呋虫胺【作者】蔡达夫;徐钰哲;熊胜;杨丽华;龚道新【作者单位】湖南农业大学农业环境保护研究所,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;长沙市环境科学研究与信息中心,湖南长沙410001;湖南农业大学农业环境保护研究所,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;湖南农业大学农业环境保护研究所,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;湖南农业大学农业环境保护研究所,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;湖南农业大学农业环境保护研究所,长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S481+.8呋虫胺（dinotefuran）为新烟碱类杀虫剂，是第三代烟碱类杀虫剂，结构中不含卤素元素，其特征取代基为四氢呋喃甲基，取代了氯代吡啶基或氯代噻唑基等［1，2］。
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磺 酸 酯 ； 甲醛 水溶 液 、 甲基 硝 基胍 、 甲胺 水 溶液 在 乙醇 中反 应 生成 １ ５ 二 甲基 一 一 基 亚 ．一 ２硝
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摘 要 ：本 文 以 丙二 酸 二 乙酯 为 原 料 ，在 乙醇 钠 条 件 下 与 氯 乙酸 乙酯 反 应 生 成 乙烷 一 １２ ２ 三羧 酸 乙酯 ，再 用 硼 氢化钠 还 原得 ２ 羟基一 ，一 ， ，～ 一 １４ 丁二 醇 ，在 对 甲苯磺 酸 的催 化 下脱
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关 键词 ：呋 虫胺 ；工 艺 ；烟碱 ；新 工艺 ；收率 中图分类 号 ：￥ ８ ． ４ ２３
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