呋蟲胺的合成

劉補娥

(江蘇揚農化工集團有限公司 ， 江蘇 揚州　225009)

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呋蟲胺的合成

劉補娥

(江蘇揚農化工集團有限公司 ， 江蘇 揚州225009)

摘要：對呋蟲胺的合成路線進行了綜述，并對其最佳合成工藝進行了研究。以3-氯丙腈和環(huán)氧乙烷為原料，制備3-胺基甲基四氫呋喃，再與O-甲基-N-硝基異脲進行縮合，胺化制備目標產物，總收率達到43%，為呋蟲胺的合成提供了一種新的合成方法。

關鍵詞：新型煙堿類殺蟲劑 ； 3-胺基甲基四氫呋喃 ； 呋蟲胺 ； 合成

0前言

呋蟲胺是煙堿類殺蟲劑中唯一不含氯原子和芳環(huán)的，被稱之為第三代煙堿類殺蟲劑，具有超高效、廣譜、用量少、毒性低(制劑微毒級)、藥效持久、對作物無藥害、使用安全等優(yōu)點。鑒于呋蟲胺良好的市場與應用前景，該農藥有望成為世界性的大型農藥。

目前現有的文獻報道合成工藝主要有以下幾種[1]：①3-四氫呋喃甲基對甲苯磺酸酯法[2]；②3-四氫呋喃甲基三氟甲基磺酸酯法[3]；③S-甲基-N-硝基-N′-鄰苯二甲酰異硫脲法[4-6]；④S-甲基-N-硝基-N′-甲基異硫脲法[7]；⑤O-甲基-N-硝基異脲法[8]。方法①收率68.35%(以3-羥甲基四氫呋喃計)，該方法相對收率較低；方法②收率39.4%(以3-羥甲基四氫呋喃計)，由于三氟甲磺酸酐價格較貴，用量大，無法工業(yè)化生產；方法③收率56.2%(以3-胺基甲基四氫呋喃計)，由于反應會放出甲硫醇氣體，環(huán)境污染大，也無法實現工業(yè)化生產；方法④收率36.36%(以3-胺基甲基四氫呋喃計)，由于收率太低，無法工業(yè)化生產；方法⑤收率77.4% (以3-胺基甲基四氫呋喃計)。

對比幾種工藝路線的優(yōu)缺點，考慮到工業(yè)生產中原料來源、成本優(yōu)勢、經濟效益、三廢情況等方面綜合評價后，選用第五種合成路線，即O-甲基-N-硝基異脲法在相關文獻的基礎上進行工藝改進，從而使其具有較高的收率。本文采用3-氯丙腈和環(huán)氧乙烷為原料，制備3-胺基甲基四氫呋喃，再與O-甲基-N-硝基異脲進行縮合，胺化制備目標產物。該工藝具備反應步驟少、原料易得、三廢少、收率高等優(yōu)點。

1實驗部分

1.1　儀器及試劑

島津FTIR-8400S 紅外光譜測定儀；Bruker Advance 600核磁共振儀；GF-254薄層色譜板；島津LC-20AT液相色譜儀；所用試劑及原料均為分析純、未經提純。主要試劑：3-氯丙腈、四氫呋喃、二異丙胺、正丁基鋰、環(huán)氧乙烷、乙醚、氯化銨、氫化鋁鋰、氫氧化鈉、鹽酸、O-甲基-N-硝基異脲、氯仿、甲胺水溶液、硫酸鎂、乙酸乙酯、甲醇。

1.2　實驗過程

1.2.13-胺基甲基四氫呋喃的合成[9]

催化劑二異丙基氨基鋰的制備：在四口瓶中分別加入1 200 g THF，111.3 g(1.1 mol)二異丙胺，用氮氣吹掃反應體系后，降溫至0 ℃，向反應瓶內緩慢滴加420 mL(1.05 mol)2.5 mol/L正丁基鋰的正己烷溶液，混合體系攪拌15 min后降溫至-78 ℃。

催化劑制備好后向釜中加入89.5 g(1 mol)3-氯丙腈，反應體系攪拌20 min，緩慢滴入160 g(3.64 mol)環(huán)氧乙烷，反應液繼續(xù)在-78 ℃攪拌反應1 h，然后升至室溫，攪拌反應1.5 h，用飽和的氯化銨淬滅反應并用乙醚進行萃取，合并有機層，用水和飽和氯化鈉溶液洗滌，并用無水硫酸鈉進行干燥，負壓抽濾，蒸除乙醚后，可得到無色透明液體106.8 g(0.8 mol)，收率80%。

在裝有電動攪拌器、溫度計和回流冷凝管的四口燒瓶中，加入66.75 g(0.5 mol)2-氯甲基-4-羥基-丁腈，攪拌下加熱至50~60 ℃，緩慢滴加10%的NaOH溶液200 g(0.5 mol)，約1 h加完，在60 ℃下繼續(xù)反應1 h，靜置分層，分離出NaCl水溶液，得粗產物，常壓蒸餾提純得3-腈基四氫呋喃40.5 g，收率83.5%。

在500 mL干燥的四口燒瓶中，加入76 g(2 mol)氫化鋁鋰和76 mL無水乙醚，加熱至回流，然后滴入97 g(1 mol)3-腈基四氫呋喃與200 mL乙醚組成的混合液，滴加完后繼續(xù)回流反應完全(TLC跟蹤)，冷卻，將反應液小心傾入2 L含冰的20%的氫氧化鈉溶液中，攪拌均勻，濾去不溶物，減壓濃縮濾液，靜置，過濾得白色固體粗產品，氯仿重結晶，烘干后得目標產品86.05 g，含量為99.6%，收率為84.86%。

1.2.2呋蟲胺的合成

在四口瓶中投入62.7 g(0.62 mol)3-胺基甲基四氫呋喃，200 g去離子水進行攪拌，在冰浴下滴加62.86 g 36%的鹽酸(0.62 mol)，加入完之后，依次加入74.1 g(0.62 mol)的O-甲基-N-硝基異脲、0.1 mol/L的稀鹽酸250.5 g(0.025 mol)，使得反應體系的pH值為7，室溫反應18 h，反應結束后，用400 g氯仿進行萃取，用無水硫酸鎂進行干燥，負壓脫溶，烘干得到107.05 g(0.525 mol)白色結晶產物，收率84.68%，熔點62.4～63.3 ℃。

在裝有回流管、溫度計、滴液漏斗的四口瓶中加入100 g(0.493 mol)1-甲氧基-2-硝基-3-(四氫-3-呋喃甲基)胍、300 g去離子水，進行攪拌，在冰浴下緩慢滴加76.1 g(0.98 mol)40%的甲胺水溶液，滴加完畢，室溫攪拌反應3 h，反應結束后，用稀鹽酸調節(jié)體系pH值為6～7，然后用300 g氯仿進行萃取分離，無水硫酸鎂干燥，負壓脫溶，所得粗品用混合溶劑乙酸乙酯∶甲醇為50∶1(體積比)進行重結晶，烘干得到90.6 g(0.448 mol)白色結晶產物，收率90.87%，熔點99.8～101 ℃。

1H-NMR(600 MHz，CDCl3)δ(ppm)：1.64~1.69(1H, m)，2.09~2.15(1H,m)，2.59~2.63(1H,m)，2.95(3H，d，J=5.4 Hz)，3.34(2H，s)，3.64~3.77(3H,m)，3.90~3.94(1H,m)。

2結果與討論

2.1　3-胺基甲基四氫呋喃的合成過程

傳統(tǒng)的方法以丙二酸二乙酯、氯乙酸乙酯為起始原料，制備3-羥甲基四氫呋喃，與對甲苯磺酰氯合成3-羥甲基四氫呋喃對甲苯磺酸酯，所生成的產物再與鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽經Gabriel法制備中間體，經堿性條件下水解得到3-胺基甲基四氫呋喃，反應步驟多，反應收率較低，只有19.6%。采用3-氯丙腈和環(huán)氧乙烷為原料，制備3-胺基甲基四氫呋喃，反應步驟少、過程中產生的三廢少、收率高達到56%以上。

2.2　呋蟲胺的合成

采用O-甲基-N-硝基異脲制備呋蟲胺，反應只需兩步，反應過程中產生的三廢少，操作簡便，有較高的收率。冰浴條件下得到白色粉末狀中間體O-甲基-N-硝基-N′-(3-四氫呋喃甲基)異脲，產率為85%，中間體無需提純，可直接與甲胺溶液反應，得到目標產物，收率為91%，兩步收率達到77%。

3結論

采用3-氯丙腈和環(huán)氧乙烷為原料，制備3-胺基甲基四氫呋喃，從而為中間體3-胺基甲基四氫呋喃的合成提供了一種新的思路。對呋蟲胺的合成工藝路線進行分析比較，考慮到工業(yè)生產中原料來源、成本優(yōu)勢及三廢情況，選用合適的合成路線，并在相關文獻的基礎上進行工藝改進，從而使其具有較高的收率，總收率達到43%，為呋蟲胺提供了一種新的合成方法。

參考文獻：

[1]戴煒鍔,蔣富國.第三代煙堿類殺蟲劑呋蟲胺的合成.現代農藥,2008,7(6):12-14.

[2]程志明.煙堿類殺蟲劑的工業(yè)化合成方法[C].中國化工學會農藥專業(yè)委員會第十三屆年會論文集,665-669.

[3]河原·信行,直井·敦子,白石·史郎.殺蟲組成物:JP，8217606[P].1996-08-27.

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[7]小高·建次,木下·勝敏,脇田·健夫.殺蟲性 テトラヒドロフラン 誘導體：JP，7l73l57[P].1995-07-11 .

[8]小泉·文明,松野·裕泉,新井·清司.殺蟲活性な有すゐテトラヒドロフラニル誘導體新規(guī)製造中間體な提供すゐ：JP，2000095748[P].2000-04-04.

[9]T R Hoye,J T North,L J Yao.A total synthesis of (+)-xestospongin a/(+)-araguspongine D[J].J Am Chem Soc,1994,116(6):2617-2618.

惠生工程榮獲國家優(yōu)質工程金質獎

近日，由惠生工程提供總承包服務的中石油獨山子石化分公司改擴建煉油及新建乙烯工程榮獲2014-2015年度國家優(yōu)質工程金質獎。

在此工程中，惠生工程負責乙烯裂解爐、全密度聚乙烯和丁苯橡膠三個裝置的總承包工作。該項目從2006年6月陸續(xù)開工，到2009年6月15日中交，期間歷經3個冬休期共約12個月，圓滿實現高標準中交和化工投料關鍵節(jié)點，完成了工程建設目標并實現一次開車成功。

此外，惠生工程對群組工程項目采用矩陣管理模式，充分采用信息化手段，包括開發(fā)應用項目管理平臺、在大型集群式項目上應用MARIAN 材料控制軟件、使用完善的文檔信息管理及資源

共享系統(tǒng)等，在項目管理與技術方面積極創(chuàng)新，在質量安全、進度與成本不同維度均達成既定目標。

惠生工程憑借該項目曾陸續(xù)獲得了上海建設工程金屬結構“金鋼獎”、中國建筑鋼結構“金獎”(國家優(yōu)質工程)、中國建筑業(yè)協會和11家行業(yè)建設協會聯合評選的“新中國成立60周年百項經典暨精品工程”等榮譽。

國家優(yōu)質工程獎是我國工程建設質量方面設立最早、規(guī)格最高的國家級榮譽獎勵，已成為工程建設行業(yè)的重要標桿和示范。在此次的創(chuàng)建國家優(yōu)質工程總結表彰大會上，共有225個項目獲國家優(yōu)質工程獎，其中金質獎8個。

Synthesis of dinotefuran

LIU Bu’e

(Jiangsu Yangnong Chemical Industy Corporation Limited , Yangzhou225009 , China)

Abstract:Synthetic routes of dinotefuran are reviewed and the synthesis process of dinotefuran is studied.The 3-amino-methyl tetrahydrofuran is prepared using 3-chloropropyl nitrile and ethylene oxide as raw materials,which further reacted with O-methyl-N-nitroisourea to afford dinotefuran in yield of 43%.The result provides a novel approach for synthesis of dinotefuran.

Key words:new neonicotinoids insecticides ； 3-aminmethytetrahydrofuran ； dinotefuran ； synthesis

作者簡介：劉補娥(1977-)，女，工程師，從事有機合成工作，電話：13815800583。

收稿日期：2015-10-18

中圖分類號：TQ453.2

文獻標識碼：A

文章編號：1003-3467(2015)12-0025-03