1、新一代煙堿類殺蟲劑 噻蟲嗪的合成研究,噻蟲嗪（Thiamethoxam）,1,Content,結(jié) 論,噻蟲嗪的合成方法,煙堿類化合物,2,煙堿，是一種存在于茄科（茄屬）中的生物堿（植物源），也是煙草的重要成分。尼古丁會使人上癮或產(chǎn)生依賴性。大劑量的尼古丁會引起嘔吐以及惡心，嚴(yán)重時(shí)人會死亡。 作為一種植物殺蟲劑，具有對人、畜安全，不污染環(huán)境，不易引起抗藥性，在自然環(huán)境中易于降解等優(yōu)點(diǎn)。,煙堿類化合物,3,2020/9/18,A部分為橋鏈，可以為環(huán)也可以是非環(huán)結(jié)構(gòu)，若為環(huán)可以是五元環(huán)也可以是六元環(huán)，在R。、RE之間可插人一個(gè)O或N或取代N； B部分是一些雜環(huán)結(jié)構(gòu)，目前主要是3種結(jié)構(gòu)， 一是以第一代

2、新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉為代表的氯代吡啶， 二是以第二代新煙堿類殺蟲劑噻蟲嗪為代表的氯代噻唑， 三是以呋蟲胺為代表的四氫呋喃環(huán)； C部分主要是一些藥效團(tuán)，主要有硝基烯胺一NC(or N)=CHNO2、硝基胍-N-C(or N)=N-NO2、氰基脒(一NC=H=NC) 三類,新煙堿結(jié)構(gòu)特征,結(jié)構(gòu)特征,4,2020/9/18,氯代吡啶類殺蟲劑,硝基亞甲基原型,烯啶蟲胺,吡蟲啉,噻蟲啉,啶蟲胺,5,2020/9/18,噻蟲嗪,氯代噻唑類殺蟲劑,噻蟲胺,四氫呋喃環(huán)類殺蟲劑,呋蟲胺,6,2020/9/18,噻蟲嗪,噻蟲嗪是一種性能卓越的新煙堿殺蟲劑。對鱗翅目、鞘翅目、纓翅目，特別是同翅目上百種害蟲，效果甚佳

3、。與市場上同類產(chǎn)品相比，用藥量少、效果優(yōu)、殺蟲譜廣。其作用機(jī)制均不同現(xiàn)有的殺蟲劑，亦無抗性和交互抗性。因此，對目前抗性比較嚴(yán)重的蚜蟲、飛虱、葉蟬、粉虱等害蟲的防治可優(yōu)先選用,7,2020/9/18,噻蟲嗪的合成方法,路線1：,以2-氯-5氯甲基噻唑和惡二嗪反應(yīng)，生成噻蟲嗪。 這是一條較為經(jīng)典的合成路線，國內(nèi)外報(bào)道較多。但由于此路線中采用的關(guān)鍵中間體2-氯-5-氯甲基噻唑性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解聚合，刺激性大，對個(gè)別敏感體質(zhì)的人過敏。它的純度對原藥合成的收率影響特別大，需要高真空蒸餾或冷凍重結(jié)晶提純，給工業(yè)生產(chǎn)增加了麻煩。,（原藥）,8,2020/9/18,噻蟲嗪的合成方法,路線2：,Cl2,原藥,9

4、,2020/9/18,噻蟲嗪的合成方法,路線3：,Cl2,原藥,10,2020/9/18,噻蟲嗪的合成方法,Cl2,原藥,路線2、3、4 反應(yīng)原理基本一致，通過芳香性基團(tuán)或環(huán)烷基置換噻唑環(huán)2位的氯，使噻唑環(huán)的穩(wěn)定性增加，熔點(diǎn)升高，沒有刺激、過敏性。該類中間化合物與惡二嗪合成得一中間態(tài)產(chǎn)品，需進(jìn)一步氯化水解才能得到原藥。,盡管合成路線加長了，但其合成總收率并沒有降低，所得產(chǎn)品純度高。在路線2、3、4 中具體哪條路線較好，主要由原料價(jià)格、中間態(tài)物性決定，綜合比較，第4條路線原料價(jià)格較低，是一條適宜的路線,路線4：,11,2020/9/18,2-芐硫基-5-氯甲基噻唑的合成 2-氯丙烯硫代異氰酸酯的

5、合成,在反應(yīng)瓶中投入112g(1mol)2,3-二氯丙烯，硫氰酸鈉90.5g (1.1mol)，加入200mL 溶劑，攪拌下加熱至回流，回流反應(yīng)數(shù)小時(shí)后，取樣檢測原料小于1%即為反應(yīng)終點(diǎn)，反應(yīng)混合物冷卻到室溫后處理得到黃色透明油狀物126.5 g，收率95%。,12,2020/9/18,(2-氯甲基)-二硫代碳酸芐酯的合成,在反應(yīng)瓶中加入 2-氯丙烯基硫代異氰酸酯75g(0.51 mol)，芐基硫醇62g (0.5mol)，溶劑300mL，催化劑1 g，攪拌下慢慢升溫到75，并在75保溫反應(yīng)1h，減壓脫溶，殘留物加石油醚結(jié)晶，過濾得產(chǎn)品重130g，收率98%。,13,2020/9/18,2-芐

6、硫基-5-氯甲基噻唑的合成,N2 氣保護(hù)下，35.8 g (2-氯甲基)-二硫代碳酸芐酯和31.8 g NaHCO3 放入250 mL 氯苯中，混合物冷卻到56，用N2 置換體系。28.2 g SO2Cl2 在120min 內(nèi)均勻滴入，溫度保持510，當(dāng)物料加完后，繼續(xù)攪拌20 min，混合物過濾，濾渣用20 mL氯苯洗滌，合并濾液，減壓脫氣脫溶，殘留加入90mL 正己烷，在0下通入0.8 g HCl，攪拌15 min，冷卻，在05下過濾，得到2-芐硫基-5-氯甲基-噻唑，以鹽酸鹽形式獲得，收率95%。,14,2020/9/18,3-甲基-4-硝基亞胺-1,3,5-惡二嗪的合成,甲基硝基胍的合

7、成,15,2020/9/18,合成方法的比較,方法1:雖然該方法的收率較高，但是成本也較高，而且該反應(yīng)中要生成惡臭有毒的甲硫醇。 方法2:以單氰胺為原料，需要使用高壓釜，而且需要兩步反應(yīng)得到N-甲基-N-硝基胍，所以成本也比較高。 方法3:以硝基胍和甲胺水溶液為初始原料，方法操作簡單，反應(yīng)條件溫和，收率也可達(dá)到85-90%。 方法4:以硝基胍和甲胺鹽酸鹽為初始原料，甲胺鹽酸鹽的成本要遠(yuǎn)高于甲胺水溶液，而且反應(yīng)得收率小于50%。 從環(huán)境污染小、成本低、工業(yè)容易實(shí)現(xiàn)的方面綜合考慮，方法3是N-甲基-N-硝基胍理想的合成方法。,16,2020/9/18,3-甲基-4-硝基亞胺基全氫-1,3,5-惡二

8、嗪的合成,方法1：惡二嗪是由N-甲基-N-硝基胍與多聚甲醛進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)制備。,將23.9甲基硝基胍、多聚甲醛19.18、乙酸100mL加人250m1四口瓶中;控溫70，反應(yīng)6h;減壓蒸餾出溶劑。滴加NaOH水溶液調(diào)PH=7 ;冷卻降溫，析出固體，過濾，用冰水洗滌濾餅，干燥得白色固體25.78(含量98.8%，收率:79.3%，熔點(diǎn):143.6-144.4 )。,17,2020/9/18,方法2:以N-甲基-N-硝基胍和甲醛水溶液為反應(yīng)原料,將23.98甲基硝基胍、甲醛水溶液51.6g(37%) ,乙酸100mL加人250mL四口瓶中;控溫70，反應(yīng)6h;減壓蒸餾出溶劑。滴加NaOH水溶液調(diào)PH=7 ;冷卻降溫，析出固體，過濾，用冰水洗滌濾餅，干燥得白色固體18.1g(含量96.8%，收率:70% )。 從收率和成本考慮，方法1是合成惡二嗪的最優(yōu)方法。,18,2020/9/18,噻蟲嗪的合成,在反應(yīng)瓶中，加入300 g 30%鹽酸，150 g 氯苯，攪拌下加入芐硫基噻蟲嗪，保持溫度在2025