[发明专利]一种新型螺环类杀虫剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于农药合成技术领域，具体涉及一种新型螺环类杀虫剂的制备方法及应用。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，食品安全问题日趋成为人们关注的焦点。因此，在新农药品种的开发过程中，强调高活性的同时更加注重于环境的相容性，以确保人类和非靶标生物的安全。类似昆虫调节剂以及具有光学活性的螺环类杀虫剂，就是人们通常说的绿色农药。人类对农药的更高要求，以及农药自身的抗性问题和科学技术的不断发展，都要求农药要不断创新。新农药创制涉及到分子设计、合成、筛选、结构优化与衍生、活性测定、田间药效试验及其推广、工艺开发、安全与环境评价以及登记注册等诸多环节，是一项专业跨度大、学科交叉性强的系统工程。先导化合物的分子设计和合成是创制的核心环节，而其中分子设计环节是能否取得成功的关键，因而合理地设计并合成出新型先导化合物是新农药创制研究者面临的难点。在设计思路中，新农药的创制有如下发展方向：1、杂环农药是新农药发展的主流；2、外消旋农药向单一手性体发展；3、在化合物的结构中引入新元素；4、基于生理生化过程的农药分子设计；5、生物源农药的研究与开发；6、QSAR在农药分子设计中的应用。当前新农药的创制主要有四种途径：随机合成筛选、类同合成法、天然活性物质模型法和生物合理设计法。其中以随机合成筛选与以类同合成为主要途径。

螺环类杀虫剂分子中含有一个或多个螺环结构，是该领域的新宠，国外现在大力开发和使用这种杀虫剂和农药。而国内现阶段还未有效利用这种结构，因此大力开发和探索其合成工艺路线是非常有必要的。螺环化合物的两环平面相互垂直，对于杂环螺环化合物可能还具有异头效应，螺共轭、螺超共轭等一般有机化合物不具备的特殊性质，由于手性轴的存在，在一定的条件下，能够成不对称分子或非对称分子；手性螺环刚性强，不易消旋化。含杂原子的螺环化合物作用机理独特，不易产生抗药性，已引起世人的关注。

螺环类杀虫剂分子中螺虫乙酯是一个代表分子。它是由拜耳公司开发的季酮酸类杀虫杀蜗剂。剂型主要为240g/L的悬浮剂。主要用于棉花、蔬菜和观赏植物防治粉虱和叶螨。化合物的特殊性能在于它对粉虱类和蜗类的卵和成虫都有效，尤其对室温粉虱和棉红蜘蛛。以100～150g/hm²的剂量用于棉花、蔬菜和观赏植物上，可保持很长的持效期；在草莓、苹果等果类作物及玉米等作物上也显示出良好的应用前景。值得注意的是，它对粉虱若虫和若螨特别有效，对粉虱卵也有极高的杀伤力。还可降低卵的孵化率，对其成虫除有很高防除效果外，还可降低其产卵率。如果将它同吡虫啉配合弥补其早期防治的不足。在应用上，它确是一个“宽容度”很高的品种，新结构引入了新性能。我们在螺虫乙酯的结构上进行了优化，使用具有广泛杀虫活性的噁唑环代替螺虫乙酯中的苯环结构，发现所得到的新型化合物对一些植物害虫具有很好的杀灭活性。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单易行、原料廉价易得、化合物结构新颖、杀虫活性好、反应效率高且重复性好的一种新型螺环类杀虫剂的合成方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种新型螺环类杀虫剂的成方法，其特征在于具体步骤为：

A、对羟基吡啶与硫酸二甲酯和甲醇反应得到N-甲氧基-4-羟基吡啶；

B、N-甲氧基-4-羟基吡啶与氨气发生取代反应得到N-甲氧基-4-氨基吡啶；

C、N-甲氧基-4-氨基吡啶与甲酰胺和一氧化碳在非极性溶剂中发生成环反应得到cis-8-甲氧基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]-癸-2,4-二酮；

D、cis-8-甲氧基-1,3,8-三氮杂螺[4,5]-癸-2,4-二酮在碱性条件下水解得到cis-4-氨基-1-甲氧基吡啶-4-甲酸；

E、cis-4-氨基-1-甲氧基吡啶-4-甲酸与甲醇发生酯化反应得到cis-4-氨基-1-甲氧基吡啶-4-甲酸甲酯；

F、cis-4-氨基-1-甲氧基吡啶-4-甲酸甲酯与2,5-二甲基苯乙酰氯发生取代反应后在碱性条件下再发生自身缩合得到cis-3-(2,5-二甲基苯基)-8-甲氧基-2-氧代-1,8-二氮杂螺环[4,5]癸-3-烯-4-醇；

G、cis-3-(2,5-二甲基苯基)-8-甲氧基-2-氧代-1,8-二氮杂螺环[4,5]癸-3-烯-4-醇与水合肼发生反应得到