[发明专利]一种呋虫胺的合成方法

说明书

本发明公开了一种呋虫胺的合成方法，包括如下步骤：以呋喃为起始原料，经氧化开环生成1,4‑丁烯二醛，与硝基甲烷进行Michael加成、金属硼氢化物还原、然后环合，将硝基甲基转化为醛基得四氢呋喃‑3‑甲醛后与1,5‑二甲基‑2‑(硝基亚氨基)‑六氢‑1，3，5‑三嗪缩合并还原，最后水解得到呋虫胺。本发明的原料易得，反应条件温和，收率相对较高，适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及水稻、茶树、果树等诸多种植技术等领域，尤其涉及一种呋虫胺的合成方法。

背景技术

呋虫胺是由日本三井化学公司开发的第三代烟碱类杀虫剂。该药具有极强的内吸渗透作用，很低的剂量即可产生高的杀虫活性。同时杀虫谱广，而对哺乳动物，鸟类及水生生物十分安全，对农作物无害。

文献报道的呋虫胺的合成主要有五条，其主要中间体包括1,5-二甲基-2-(硝基亚氨基)-六氢-1，3，5-三嗪，3-羟甲基四氢呋喃，3-氨基甲基四氢呋喃以及S-甲基-N-硝基异硫脲(吴鸿飞等，呋虫胺合成方法评述，农药，2013，71-74；徐庆等，呋虫胺关键中间体的合成研究进展，今日农药，2018，6；赵聪等，呋虫胺及其中间体的合成方法，2009，13-15，19)，目前生产主要采用1,5-二甲基-2-(硝基亚氨基)-六氢-1，3，5-三嗪与3-羟甲基四氢呋喃为主要原料的方法，先将3-羟甲基四氢呋喃与甲基磺酰氯反应得到相应的磺酸酯，然后与1,5-二甲基-2-(硝基亚氨基)-六氢-1，3，5-三嗪缩合，最后水解得到呋虫胺，该方法的合成路线虽然较长、但反应条件温和，适合工业生产。但需要甲基磺酰氯作为反应试剂或原料，该物质具有强腐蚀及强刺激性，使用不便且不太经济。为此，我们提出了一种呋虫胺的合成方法。

发明内容

本发明提出了一种呋虫胺的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出了一种呋虫胺的合成方法，包括如下步骤：

以3-醛基四氢呋喃为原料与1,5-二甲基-2-(硝基亚氨基)-六氢-1,3,5-三嗪进行缩合、还原，然后水解得呋虫胺。

优选的，3-醛基四氢呋喃合成依次步骤为：

A、以呋喃为原料，在催化剂TS-1存在下，用双氧水氧化生成1,4-丁烯二醛；

B、在弱碱性条件下，与硝基甲烷反应生成2-硝基甲基-1,4-丁二醛；

C、将2-硝基甲基-1,4-丁二醛溶于甲醇中，在室温条件下用硼氢化钠还原生成2-硝基甲基1,4-丁二醇；

D、2-硝基甲基-1,4-丁二醇在强酸催化剂作用下脱水环合生成3-硝基甲基四氢呋喃；

E、3-硝基甲基四氢呋喃先用臭氧氧化然后转化为3-醛基四氢呋喃；

其反应路线为：

优选的，在步骤(I)中，催化剂为TS-1，呋喃与双氧水的摩尔比为1.0-1.2。

优选的，在步骤(II)中，1,4-丁烯二醛与硝基甲烷的摩尔比为1：1.0-5.0，催化剂为脯氨酸或者其衍生物。

优选的，在步骤(III)中，还原剂为硼氢化钠或者是硼氢化钾，其与2-硝基甲基-1,4-丁二醛的摩尔比为1.0-1.5：1，所用溶剂为水、甲醇、乙醇或其他3-6个碳的醇，反应时间为1-10小时。

优选的，在步骤(IV)中，强酸催化剂为硫酸，对甲苯磺酸，全氟磺酸树脂，其与2-硝基甲基-1,4-丁二醇的摩尔比为0.01-0.1：1，反应温度为100-150℃，反应时间为1-10小时。

优选的，在步骤(V)中，转化条件为在碱性条件下臭氧化，温度为零下50-78℃，反应时间为1-10小时。