苯乙酮類衍生物在農藥領域的研究和應用概況(共15頁)

1、PAGE PAGE 專業(yè)文獻綜述題 目: 苯乙酮類衍生物在農藥領域的 研究和應用概況 姓 名: 孫康 學 院: 理學院 專 業(yè): 應用化學 班 級: 112班 學 號: 23211209 指導教師: 楊春龍 職稱: 教授 2014 年 11 月 3 日南京農業(yè)大學教務處制苯乙酮類衍生物在農藥領域的研究(ynji)和應用概況作者(zuzh) 孫康 指導(zhdo)教師 楊春龍摘要：苯乙酮類衍生物具有低毒，良好的生物活性以及優(yōu)異的化學反應活性，受到了現代研究人員的廣泛關注。本文介紹了包括具有殺蟲活性的唑螨酯和苯乙酮肟羧酸酯，具有殺菌活性的乙環(huán)唑、丙環(huán)唑、肟菌酯和烯肟菌酯及具有除草活性異噁唑草酮、苯

2、嗪草酮和甲基黃草酮的幾類衍生物的合成及應用概況。關鍵詞：苯乙酮衍生物；合成；生物活性Research and Application of Acetophenone Derivatives in the Field of PesticidesStudent Majoring in Applied Chemistry: Sun KangSupervisor: Yang Chun LongAbstract：Acetophenone derivatives with low toxicity, good biological activity and chemical reaction of exc

3、ellent activity, is widely concerned by modern researchers. This paper introduces including with insecticidal activity of Fenpyroximate and acetophenone oxime carboxylate, B Difenoconazole propiconazole, with bactericidal activity, trifloxystrobin and enostrobilurin and herbicidal activity isoxazole

4、 oxadiazon, synthesis and application of several derivatives metamitron and methyl yellow grass ketone almost condition.Keywords: Acetophenone derivatives; synthesis; biological activity 苯乙酮類衍生物是一類含酮羰基苯環(huán)化合物，它能夠體現出很好的化學活性。因此，苯乙酮在有機合成中成為很重要的合成原料。通過對苯乙酮不同部位進行修飾從而得到一系列的衍生物，其中一些衍生物能夠體現出良好的殺蟲活性、殺菌活性及除草活性1

5、。苯乙酮類衍生物的使用時間比較悠久使用范圍比較廣泛。從上個世紀70年代Assen Pharmaceutical公司以2,4-二氯苯乙酮為原料，開發(fā)的內吸性廣譜殺菌劑丙環(huán)唑(propiconazole)和乙環(huán)唑(etaconazole)發(fā)展到如今的抑霉唑(imazalil)，可以預見隨著對苯乙酮衍生物的深入研究，更多的新型高效藥物將被開發(fā)用于替代原有的低效藥物并且減少高毒高殘留農藥對環(huán)境和生物的影響2。下面對具有殺蟲活性，殺菌活性以及除草活性的三類苯乙酮衍生物在農藥領域的研究和應用概況進行綜述。1具有殺蟲活性的苯乙酮類衍生物1.1唑螨酯唑螨酯(fenpyroximate)是日本農藥公司于1984

6、年研制以應對較難防治的紅蜘蛛等害蟲，它具有擊倒快、持效期長、受溫度影響小等顯著特點。生物學研究表明，唑螨酯能抑制棉紅蜘蛛線粒體還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸輔酶，還能使腺苷三磷酸含量減少和諸如集體隆起等形態(tài)變異，使螨的外周神經傳遞受抑制而迅速被擊倒。唑螨酯不僅有對幼螨的強擊倒作用，還具有對螨成蟲中后期蛻皮的抑制作用3。鑒于唑螨酯獨特的作用機制和優(yōu)良的生物活性，對其結構進行了優(yōu)化與修飾，并成功得到了一些高活性的化合物：根據現有文獻(wnxin)和專利報道，唑螨酯是利用(lyng)甲基肼水溶液和乙酰乙酸乙酯為原料制備中間體1，3-二甲基吡唑-5-酮，進而(jn r)制備中間體1，3-二甲基-5-氯-4

7、-吡唑甲醛；1，3-二甲基-5-苯氧基-4-吡唑甲醛；1，3-二甲基-5-苯氧基-4-吡唑甲醛肟；對氯甲基苯甲酸叔丁酯。將上步中間體1，3-二甲基-5-苯氧基-4-吡唑甲醛肟和對氯甲基苯甲酸叔丁酯在加入碳酸鉀的丙酮溶劑中加熱回流8小時得唑螨酯4。反應為：1.2苯乙酮肟羧酸酯 楊春龍等人以1,3-二氯苯為原料,合成了一系列苯乙酮肟羧酸酯（acetophenone oxime carboxylate）5。部分目標化合物中具有不同程度的生物活性, 其中個別化合物對水稻白葉枯病菌(xanthomonas campestris pv. oryzae)表現出顯著的殺細菌活性，對粘蟲3齡幼蟲的致死率超過了

8、80%。反應為： R1 = H , Cl R2 = Ph , 4-Cl-Ph，2，4-Cl2-Ph，3，5-（NO2)2-Ph，CH2Ph1.3苯乙酮肟羧酸(su sun)酯 楊春龍等人以 2,4-二氯苯乙酮為原料，合成(hchng)了2種苯乙酮肟羧酸酯（acetophenone oxime carboxylate），當R為苯環(huán)時，目標(mbio)化合物在劑量為1 mg/mL時, 對粘蟲三齡幼蟲的致死率達到了100%6。其反應過程如下：2具有(jyu)殺菌活性的苯乙酮類衍生物2.1乙環(huán)唑 乙環(huán)唑(etaconazole)是原汽巴嘉基公司(n s)開發(fā)的一種環(huán)菌唑類殺菌劑，對多種真菌具有抑制(y

9、zh)或殺滅作用。其中，防治薔薇白粉病、黃瓜白粉病、秋海棠白粉病有突出效果。以有效成分防治蘋果黑星病白粉病銹病桃褐腐病效果。此外環(huán)菌唑系列殺菌劑如甲環(huán)唑丙環(huán)唑戊環(huán)唑等化學結構十分接近僅是二氧戊環(huán)上位取代基不同因此研究乙環(huán)唑的合成對其它環(huán)菌唑類殺菌劑的合成也有一定的借鑒作用丙環(huán)唑的同系物，對多種真菌具有抑制或殺滅作用，其中防治黃瓜白粉病、薔薇白粉病、秋海棠白粉病有突出效果，以有效成分26 mg/L 防治蘋果黑星病、白粉病、銹病、桃褐腐病，效果可達98%100%7 。環(huán)菌唑系列殺菌劑的合成一般有三種方法即溴化法，氯化法和后環(huán)化法，相對來說溴化法收率較高，產品質量也較好。本文主要介紹采用溴化法合成乙

10、環(huán)唑的工藝。其合成路線如下圖：2.2丙環(huán)唑 丙環(huán)唑(propiconazole)是由Jassen Pharmaceutical公司開發(fā)的一種環(huán)唑類內吸性廣譜殺菌劑，是一種具有治療和保護雙重作用的內吸性三唑類新型廣譜性殺菌劑，可被根、莖、葉部吸收，并能很快地在植物株體內向上傳導，防治子囊菌、擔子菌和半知菌引起的病害，特別是對小麥全蝕病、白粉病、銹病、根腐病、水稻惡苗病、紋枯病、香蕉葉斑病等病害具有特效，可有效地防治大多數高等 HYPERLINK /view/38703.htm t /item/_blank 真菌引起的病害，但對卵菌類病害無效。由于丙環(huán)唑具有殺菌譜廣泛、活性高、殺菌速度快、持效期長

11、、內吸傳導性強等特點，已經成為世界上大噸位的三唑類新興廣譜性殺菌劑代表品種8。丙環(huán)唑屬于低毒殺菌劑，在試驗條件下，未見致畸、致癌、致突變(tbin)作用。 HYPERLINK /view/146804.htm t /item/_blank 制劑(zhj)由有效成分、乳化劑和 HYPERLINK /view/62561.htm t /item/_blank 溶劑(rngj)組成。外觀為淺黃色液體，乳化性能良好，能與多數常用 HYPERLINK /view/61312.htm t /item/_blank 農藥相混配。其主要采用氯化法制得，合成路線如下圖： 2.3肟菌酯肟菌酯（trifloxyst

12、robin）是從天然產物（Strobilurins）作為殺菌劑先導化合物成功地開發(fā)的一類新的含氟殺菌劑，具有高效、廣譜、保護、治療、鏟除、滲透、內吸活性 、耐雨水沖刷、持效期長等特性。對1，4-脫甲基化酶抑制劑，苯甲酰胺類，二羧胺類和苯并咪唑類產生抗性的菌株有效，與目前已有殺菌劑無交互抗性。對幾乎所有真菌綱（子囊菌綱、擔子菌綱、卵菌綱和半知菌類）病害如白粉病、銹病、潁枯病、網斑病、霜霉病、稻瘟病等均有良好的活性。除對白粉病、葉斑病有特效外，對銹病、霜霉病、立枯病、蘋果黑腥病、油菜菌核病有良好的活性。對作物安全，因其在土壤，水中可快速降解，故對環(huán)境安全。由于肟菌酯具有廣譜、滲透、快速分布等性能，

13、作物吸收快、加之其具有向上的內吸性，故耐雨水沖刷性能好、持效期長，因此被認為是第二代甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑。肟菌酯主要用于莖葉處理，保護活性優(yōu)異，且具有一定的治療活性，且活性不受環(huán)境影響，應用最佳期為孢子萌發(fā)和發(fā)病初期階段，但對黑星病各個時期均有活性。目前肟菌酯的合成方法只涉及中間步驟合成。 Mcomie和Domagala用苯乙酮合成-酮酸酯，得到較滿意的產率，但需要氯甲酸甲酯進行酯化，Nimitz用格氏試劑與咪唑酮酸酯合成了-酮酸酯，該反應用到的咪唑酮酸酯較難得到。Peter提供了肟菌酯最后一步的縮合反應。根據最近的文獻得到了以下的合成路線9。利用鄰甲基苯乙酮為原料，經過高錳酸鉀的堿性氧化，

14、甲醇酯化，再與甲氧基胺鹽酸鹽肟化后，用N-溴丁二酰亞胺(NBS)溴化，最后和間三氟甲基苯乙酮肟縮合得到目標產物肟菌酯。其反應過程如下：2.4烯肟菌酯沈陽化工(hugng)研究院研制的烯肟菌酯(enestroburin)是國內開發(fā)(kif)的第一個甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑。烯肟菌酯屬甲氧基丙烯酸酯類殺菌譜廣、活性高的殺菌劑，具有預防及治療作用，對由鞭毛菌、結合菌、子囊菌、擔子菌及半知菌引起的多種植物病害有良好(lingho)的防治效果。該藥為真菌線粒體的呼吸抑制劑，其作用機理是通過與細胞色素bc1復合體的結合，抑制線粒體的電子傳遞，從而破壞病 菌能量合成，起到殺菌作用。對黃瓜、葡萄霜霉病、小麥白粉

15、病等有良好的防治效果10。經過沈陽化工研究院的對烯肟菌酯的異構體進行活性實驗得到了四種異構體其結構式11。 這4個異構體表現出不同(b tn)的殺菌活性，經過深入研究發(fā)現，(E,E)體和(E,Z)體也表現出較好的殺蟲活性。由于烯肟菌酯分子結構(fn z ji u)中另外異構體(Z,E)體和(Z,Z)體為無效體，在工藝研究中通過工藝條件控制，減少無效體的生成將會有效地降低原料(yunlio)成本。在工藝研究中發(fā)現，烯肟菌酯異構體的構型主要是由中間體 4-(4-氯苯基)-3-丁烯-2-酮肟的構型決定的，在最后縮合反應過程中，構型很少發(fā)生變化，因此本文采用以(E)-4-(4-氯苯基)-3-丁烯-2-

16、酮為原料制備(2E,3E)-4-(4-氯苯基)-3-丁烯-2-酮肟和(2Z,3E)-4-(4-氯苯基)-3-丁烯-2-酮肟，這2種構型的酮肟再分別與(E)-2-2-(溴甲基)苯基-3-甲氧基丙烯酸甲酯縮合反應制得烯肟菌酯高效體(E,E)體和(E,Z)體的合成路線，其中生成烯肟菌酯(E,E)體的反應式如下： 3具有(jyu)除草活性的苯乙酮類衍生物3.1異噁草酮異噁草酮（clomazone）是由羅納-普朗克公司(n s)1992年發(fā)布的芽前或牙后早期(zoq)低毒除草劑，主要用于玉米、甘蔗等旱作物田做土壤處理的一種有機雜環(huán)類選擇性內吸型苗前除草劑，主要經由雜草幼根吸收傳導而起作用。敏感雜草吸收了

17、此藥之后，雜草出現白化后死亡12。通過抑制對羥基苯基丙酮酸酯雙氧化酶的合成,導致酪氨酸的積累,使質體醌和生育酚的生物合成受阻,進而影響到類胡蘿卜素的生物合成,因此HPPD抑制劑與類胡蘿卜素生物抑制劑的作用癥狀相似。 異惡唑草酮在施用時或施用后，因土壤墑情不好而滯留于表層土壤中的有效成分雖不能及時地發(fā)揮出防除雜草的作用，但仍能保持較長時間不被分解，待遇到降雨或灌溉，仍能發(fā)揮防除雜草的作用，甚至對長到45葉的敏感雜草也能殺傷和抑制13。雖然其效用較高由于缺少行之有效的合成方式，一直未能投入生產，直到KemFine公司為安萬特公司提供異噁唑草酮的關鍵中間體，從1998年開始才在芬蘭的Kokkola生

18、產廠投產?，F在主流的合成路徑如下： 3.2苯嗪草酮苯嗪草酮（metamitron）是1975年拜耳公司開發(fā)(kif)的低毒，低殘留除草劑新品種，主要通過(tnggu)植物根部吸收，再輸送到葉子(y zi)內，通過抑制光合作用的希爾反應從而起到殺草作用14?？煞莱龁?，雙子葉雜草是一種應用于防除甜菜田禾本科和闊葉雜草的除草劑。它主要作用于旱地作物，如玉米，甜菜等作物的田間除草，可以防治龍葵，繁縷，野芝麻，早熟禾等多種雜草。是目前具有規(guī)模的高效，安全除草劑。目前國內已有多家公司開始生產，由于國內苯乙酮酸未能大批量生產在這里介紹以苯乙酮為原料制得苯甲酰甲酸甲酯中間體再由苯乙酰乙酸乙酯合成苯嗪草酮15。

19、在一般情況下制得苯嗪草酮可以(ky)有兩種方式：3.3采用苯乙酰乙酸乙酯在甲醇和無水吡啶存在(cnzi)下，與乙腙酸酰肼反應而得16。其反應(fnyng)如下：該反應原料乙腙酸酰肼難以得到，另外反應中使用大量的無水吡啶，回收循環(huán)使用困難，不宜采用。3.4采用苯甲酰甲酸甲酯與乙酰肼反應制得2-乙酰肼苯甲酰甲酸甲酯，經五氯化磷氯化得1，1-苯基甲氧基羰基-4-氯-4-甲基-2，3-二氮丁二烯，再與水合肼反應而得17。其反應如下： 此反應收率較高，但使用五氯化磷氯化，操作不便，分離困難。3.5甲基磺草酮甲基磺草酮(mesotrione )是由先正達公司(n s)發(fā)現，并于1999年在英國布賴頓會議(

20、huy)上介紹的除草劑，這是先正達公司繼磺草酮（sulcotrione）之后(zhhu)開發(fā)的第二個三酮類除草劑18。甲基磺草酮為內吸、選擇性除草劑，芽前或芽后用于玉米田防除一年生闊葉雜草和一些禾本科雜草。它與由Bottlebrush植物紅千層自然產生的除草劑類似，并由化合物纖精酮（leptospermone）衍生而來，該成分是一些植物殺死競爭植物的秘密武器。雖然甲基磺草酮的生產工藝相對簡單，其中一些中間體來源廣泛。但由于生產雜質1-氰基-6-甲基磺?；?7-硝基-9H-吡啶-9-酮被認為有毒，因此，該雜質占原藥的含量必須低于0.0002%19。因此生產中的工藝條件將非常關鍵。目前主流合成路線

21、是以對甲基苯磺酰氯為原料，經還原，磺化，?；?，硝化，氧化，氯化和縮合重排等步驟獲得目標產物。主要合成路線： 結論: 利用苯乙酮類衍生物為原料或中間體制備出符合商業(yè)價值的農藥。大多數的苯乙酮類衍生物已經被實驗室制得，其中一部分符合現代農藥的“綠色農藥”新理念即高效，安全，經濟和環(huán)境相容性，未來的植物保護的趨勢是將有害物造成的損失控制在一定范圍內，調節(jié)有害種群的密度和數量，確保生物群的多樣性和生態(tài)平衡，而不是將有害生物滅絕。未來農藥的發(fā)展將會朝著高生物活性，高選擇性，無公害，低殘留方面發(fā)展。參考文獻：馬亞團. 新型苯乙酮衍生物(shngw)的合成及其生物活性研究D.西北農林科技大學,2012.劉占

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