幾種鹵代吡啶類農(nóng)藥中間體的合成與應(yīng)用

吳盛均 李華新（南通寶凱化工有限公司，江蘇 啟東 226221）

幾種鹵代吡啶類農(nóng)藥中間體的合成與應(yīng)用

吳盛均 李華新（南通寶凱化工有限公司，江蘇 啟東 226221）

近年來，隨著化學(xué)合成工藝的不斷成熟和進(jìn)步，農(nóng)藥中間體合成技術(shù)應(yīng)用范圍也越來越廣泛，尤其是含吡啶化合物農(nóng)藥中間體的開發(fā)已經(jīng)成為了當(dāng)下研究的熱點(diǎn)之一。在過去，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)煙草浸出液中含有天然的吡啶成分，且這種成分可以做為殺蟲劑使用，而含吡啶類農(nóng)藥的合成主要是在20世紀(jì)50年代左右，由此開始含吡啶農(nóng)藥合成進(jìn)入到全速發(fā)展的時(shí)期。為了更加全面的了解鹵代吡啶類農(nóng)藥中間體的合成和應(yīng)用，本文將結(jié)合筆者自身的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)幾種常見的農(nóng)藥中間體化合物的合成等進(jìn)行詳細(xì)的說明，以供今后參考使用。

鹵代吡啶；農(nóng)藥中間體；合成；應(yīng)用

1 3，5，6-三氯吡啶-2-酚的合成和應(yīng)用分析

3，5，6-三氯吡啶-2-酚及其鈉鹽是農(nóng)藥毒死蜱、甲基毒死蜱以及除草劑綠草定等農(nóng)藥的合成中間體，其中毒死蜱在應(yīng)用過程中具有高效、低抗藥性以及廣譜性等特點(diǎn)，在其生產(chǎn)工藝中，中間體三氯吡啶醇鈉的合成具有相當(dāng)大的難度，但是隨著化學(xué)合成技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，其生產(chǎn)成本也有所降低。

三氯吡啶酚的合成工藝內(nèi)容較多，對(duì)反應(yīng)條件的要求比較高，整個(gè)合成操作具有相當(dāng)大的難度。從理論方面分析，三氯必定分的合成方法較多，但筆者將主要對(duì)三氯乙酰氯和丙烯腈的環(huán)合法應(yīng)用進(jìn)行分析。這種合成方法的原料是三氯乙酰氯和丙烯腈，催化劑為銅粉和氯化亞銅，所使用的溶劑為硝基苯，反應(yīng)溫度在120℃-140℃之間，屬于典型的加成反應(yīng)，產(chǎn)物為2，2，4-三氯-4-腈基丁酰氯。之后在室溫條件下，無水氯化氫環(huán)境中發(fā)生環(huán)合反應(yīng)，產(chǎn)物為3，3，5，6-四氯-3，4-二氫吡啶-2-酮，之后在同氫氧化鈉水溶液發(fā)生脫氯化氫反應(yīng)、芳構(gòu)化反應(yīng)，產(chǎn)物為3，5，6-三氯吡啶-2-酚鈉鹽，將此產(chǎn)物經(jīng)稀硫酸發(fā)生酸化反應(yīng)，最終生成3，5，6-三氯吡啶-2-酚，其具體合成路線如圖1所示。

圖1

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，該合成工藝流程長，但是合成原料都比較簡單，且反應(yīng)條件也比較容易滿足，而在今后的研究中應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步精簡工藝，提升產(chǎn)物產(chǎn)率。

2 2-氯-5-氯甲基吡啶的合成和應(yīng)用分析

作為一種新型且高效農(nóng)藥吡蟲啉和啶蟲脒中間體—2-氯-5-氯甲基吡啶對(duì)殺蟲劑的合成具有十分重要的作用，其中吡蟲啉在實(shí)際應(yīng)用過程中具有長效、低毒、強(qiáng)內(nèi)吸性等特點(diǎn)，尤其是對(duì)抗性害蟲具有較強(qiáng)的防治效果，例如通過葉面施藥可以有效的防治葉蟬、桃蚜、二化螟、飛虱以及稻葉甲等農(nóng)業(yè)害蟲。而筆者將對(duì)幾種主要的2-氯-5-氯甲基吡啶的合成方法進(jìn)行說明。

2.1 甲基吡啶氯化法

甲基吡啶氯化法的原料為3-甲基吡啶，其經(jīng)氯化、醚化、氯化等反應(yīng)得到產(chǎn)物2-氯-5-氯甲基吡啶，該合成方法在實(shí)際的應(yīng)用中具有一定的優(yōu)點(diǎn)，如反應(yīng)流程短，原料的成本較低，但是最終產(chǎn)物的分離具有一定的難度，導(dǎo)致其產(chǎn)率不高。其合成路線如圖2所示。

圖2

2.2 環(huán)戊二烯-丙醛合成法

環(huán)戊二烯-丙醛合成法是由美國瑞利公司開發(fā)的，且該方法在工業(yè)化生產(chǎn)中比較適用。具體合成路線如圖3所示。從合成路線中可以看出，合成過程中經(jīng)直接環(huán)合反應(yīng)就可以生成最終產(chǎn)物2-氯-5-氯甲基吡啶，且經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算得出，其產(chǎn)物純度可達(dá)95%以上，同時(shí)反應(yīng)過程中并無其他異構(gòu)體生產(chǎn)，總結(jié)該方法具有產(chǎn)物純度高、原料成本低等特點(diǎn)。

圖3

3 2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶合成和應(yīng)用分析

2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶在多個(gè)領(lǐng)域都有一定的應(yīng)用，如農(nóng)藥、精細(xì)化工以及醫(yī)藥領(lǐng)域等，其中在農(nóng)藥生產(chǎn)中，2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶是定蟲隆、氟啶胺等高效農(nóng)藥產(chǎn)品的中間體，在當(dāng)前農(nóng)藥市場中，其具有較大的發(fā)展?jié)摿?。筆者將對(duì)2-氯-5-三氟甲基吡啶合成法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。2-氯-5-三氟甲基吡啶合成法可以分為兩步，首先原料2-氯-5-甲基吡啶等化合物合成2-氯-5-三氟甲基吡啶，之后再對(duì)2-氯-5-三氟甲基吡啶的3位上發(fā)生氯化反應(yīng)，得到最終的產(chǎn)物2-氯-5-三氟甲基吡啶。例如-氯-5-三氟甲基吡啶合成法有多個(gè)生產(chǎn)工藝，但是其中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的是以3-甲基吡啶為原料的合成方法，其具體路線如圖4所示。原料是3-甲基吡啶、氯氣和氯化氫，在催化劑作用下經(jīng)高溫合成2-氯-5-三氟甲基吡啶。從實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，該合成方法生產(chǎn)過程中存在副產(chǎn)物，但是在經(jīng)脫氯反應(yīng)后又可在重新使用，對(duì)總產(chǎn)率的提升有一定的作用，同時(shí)也最大限度的降低了工業(yè)廢物的產(chǎn)量。

圖4

4 結(jié)語

綜上所述，從以上反應(yīng)流程分析可知，鹵代吡啶類化合物具有十分良好的生物活性，因而在農(nóng)藥工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，這既是當(dāng)代農(nóng)藥發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)也是新農(nóng)藥創(chuàng)新研制的要求，但是農(nóng)藥中間體的合成過程中仍舊存在設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)流程長等問題，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境也在造成不同程度的影響，因此在今后的工作中必須加大對(duì)農(nóng)藥中間體合成工藝的研究力度，以有效的推定鹵代吡啶類中間體在農(nóng)藥領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。

[1]鄭士才.吡啶類化合物合成氯代吡啶的研究進(jìn)展[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2015（02）.

吳盛均（1982-），助理工程師，男，漢族，福建省三明市尤溪縣，從事精細(xì)化工類中間體方面；

李華新（1984-），助理工程師，男，漢族，湖北省宜昌市，從事精細(xì)化工類中間體方面。