拟除虫菊酯类农药的合成

广谱高效杀虫剂，作用迅速，击倒力强，以触杀为主，也 有胃毒作用，可防治多种棉花害虫，广泛用于防治烟草、大 豆、玉米、果树、蔬菜的害虫，也用于防治家畜和仓储等方 面的害虫。对鱼和蜜蜂高毒。
合成方法： (1)烷基化 α-异丙基对氯苯基乙腈的制备
NCH2C
Cl +
SO3CH
CH3 CH3
NaOH
Cl
(2)水解 α-异丙基对氯苯基乙酸的制备
CO
O O
O
C O CH2N O
O
C O CH2 O
O
CH2
烯丙菊酯
胺菊酯 苄呋菊酯
上一页
上述几种改进醇组分的化合物，虽然保持甚至提高了杀 虫活性，但它们仍然是一些对日光不稳定的药剂，难以用于 田间。在光稳定性方面的决定性突破，是1968年Itaya等 在醇组分中引入间苯氧基苄基，从而合成了高活性光稳定的 苯醚菊酯。随后，他们又将氰基连在苄基的α-碳上，合成了 氰基苯醚菊酯。氰基的引入，使杀虫活性大大提高。
在天然除虫菊素的化学成分和化学结构 得以确定之后，人们开始致力于人工合成除 虫菊酯的研究，目的在于寻找结构简单，既 能保留除虫菊素的优点，又能克服不适于农 业使用的缺点。这种新型的人工合成除虫菊 酯通常称为拟除虫菊酯。
作为仿生合成的拟除虫菊酯，最初是以 杀虫活性最高的除虫菊素I为其模拟对象， 寻找结构简单的醇与菊酸合成有杀虫活性的 拟除虫菊酯。
CH CH CH3 CN CH3
Cl
CH CH CH3 CH3
CN
H2O H2SO4
Cl
CH CH CH3 COOH CH3
(3)氯化 α-异丙基对氯苯基乙酰氯的制备
Cl
CH CH CH3 COOH CH3
PCl5
Cl
CH CH CH3 COCl CH3
(4)缩合 腈氯苯苯醚菊酯的制备
第十五章 拟除虫菊酯类农药的合成
早在16世纪初，已有人发现除虫菊的花具有杀 虫作用，但是直到19世纪中期，这种源于波斯(现伊 朗)的植物才在欧洲种植应用。第一次世界大战期间 ，日本大力提倡栽培除虫菊，曾一度独占该药市场 。由于除虫菊适宜于较高海拔地区生长，后来在非 洲肯尼亚高原地区发展很快并逐渐取代日本。除虫 菊在我国的云南也有一定的产量。
O
O
CN
α-氰基-3-苯氧基苄基-3-(2-氯-3,3,3-三氟丙稀基二氯乙烯基)2,2-二甲基环丙烷羧酸酯
纯品为白色晶体，工业品为淡黄色固体，熔点：49.2℃。 易溶于丙酮、甲醇、醋酸乙酯、甲苯等多种有机溶剂，不溶于 水。常温下可稳定保存半年以上，日光下在水中半衰期20d； 土壤中半衰期22～82d。
CH3
CF3 CClCH2
Cl
-HCl CF3
CO2Et
Cl
CO2Et H2O
NC
CF3 Cl
CO2H
CF3 Cl
HOCH
O
COCl
F3C
Cl
CO
O
O
CN
3、氰戊菊酯
CO
O
O
Cl
CN
α-氰基-3-苯氧苄基-2-(4-氯苯基)-3-甲基丁酸酯，它是 1976年住友公司开发的品种。又名敌虫菊酯、速灭菊酯、 速灭杀丁。
为触杀和胃毒剂,杀虫谱广，可防治棉花、果 树、蔬菜、烟草、葡萄等作物上的鳞翅目、鞘翅 目和双翅目害虫。
合成方法：
(1) Cl Cl
Cl (2)
Cl (3) Cl
Cl
NC HOCH + COCl
NC BrCH + COOK
OHC + COCl
PTC NaCPNTC
氯氰菊酯
2、氯氟氰菊酯
F3C
Cl
CO
O
O
Cl
Cl
CO
氯氰菊酯
O
O
Br
CN
Br
CO
溴氰菊酯
O
O
CN
CO
O
O
Cl
CN
15.2 拟除虫菊酯的合成
1、拟除虫菊酸与醇脱水
杀灭菊酯
2、拟除虫菊酸盐与取代苄醚等反应
3、拟除虫菊酰氯与醇或醛反应 4、酯交换反应
15.3 代表品种的合成
1、氯氰菊酯
Cl
Cl
CO
氯氰菊酯
O
O
CN
α-氰基-3-苯氧基苄基-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二 甲基环丙烷羧酸酯，1974年在英国由E11iot等人发 现。2003年，世界销量24位，180百万美元。
1947年La Forge以烯丙基代替天然菊酯 环戊烯醇酮的戊二烯侧链，简化了除虫菊素I的结 构，合成了烯丙菊酯，即第一个人工合成的拟除 虫菊酯杀虫剂。1963年Kato(加藤)报道酞酰亚 胺甲基菊酯类有杀虫活性，并筛选出具有迅速击 倒作用的胺菊酯。1965年Elliot对取代呋喃甲 基菊酯的结构与活性关系进行研究之后，发现具 有空前强烈杀虫活性的苄呋菊酯。
H3C
H
O
C CH C
R
CH CO
C
CH3 R'
H3C CH3
O
有效成分
R´代表
R代表
除虫菊素I 除虫菊素II
H2C=CHCH=CHCH2CH3CH=CHCH2- 或 CH3CH2CH=CHCH2-
H2C=CHCH=CHCH2CH3CH=CHCH2- 或 CH3CH2CH=CHCH2-
-CH3 -COOCH3
原药为淡黄色至棕色粘稠或半固体。折射率 nD201.5650。20℃时溶解度为：丙酮>450g/L，乙 醇337g/L，二甲苯>450g/L，氯仿>450g/L，己烷 103g/L；原药在水中溶解度0.01～0.2mg/L(21℃） 对热稳定，220℃以下不分解，在酸性介质中较稳 定，田间实验对光稳定，碱性条件不稳定。
氯氟氰菊酯具极强的胃毒和触杀作用，杀虫广谱。主要用 于防治棉花、蔬菜、烟草等农作物上的害虫。本品杀虫作用快 ，持效长，对益虫的毒性也较低。
合成方Βιβλιοθήκη Baidu：
CH3 H2C HCCCH2CO2Et + Cl3C-CF3
CH3
CuCl t-BuOH
Cl CH3 环化
F3CCCl2CH2CHCCH2CO2Et t-BuOK
CO O
CO O
CN
O O
苯醚菊酯 氰基苯醚菊酯
自此，除虫菊酯类杀虫剂不能用于田间的历史结束了，而 且含有间苯氧基苄基及氰基间苯氧基苄基这样两个重要基团的 高效、耐光拟除虫菊酯杀虫剂进一步相继开发成功。在这方面 最重要的品种有：二氯苯醚菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、杀灭 菊酯。
Cl
Cl
CO
二氯苯醚菊酯
从除虫菊干花提取的除虫菊素是一种 击倒快、杀虫力强、广谱、低毒、低残留 的杀虫剂。但由于它对日光和空气不稳定， 故只能用于家庭卫生害虫，不宜于农业使 用。
大约花了40年时间(从上世纪20年代 初到50年代末)，天然除虫菊素的化学成 分和化学结构才得以确定。
15.1 拟除虫菊酯的结构与活性
除虫菊素的有效成分：