苯甲酰脲類殺蟲劑制備方法

王燕燕

摘要 苯甲酰脲類殺蟲劑以昆蟲表皮為靶標(biāo)，具有靶向性強的特點。選取中文數(shù)據(jù)庫CNABS、外文數(shù)據(jù)庫VEN，采用關(guān)鍵詞、分類號、STN結(jié)合的方式對該類殺蟲劑的專利情況進行檢索，檢索時間截至2021年5月15日。介紹苯甲酰脲的制備方法，為相關(guān)部門提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 苯甲酰脲類;殺蟲劑;制備方法;專利

中圖分類號：X832 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）07–0003–02

幾丁質(zhì)抑制劑是一種昆蟲生長調(diào)節(jié)劑，包括苯甲?；交逅?、苯甲?；拎夯孱悺⑦吝蜻?、其他雜環(huán)類等。目前，專利報道的各類苯甲酰脲類化合物有數(shù)千種，已商品化的苯甲酰脲類化合物也有20多種，苯甲?；孱惢衔锏幕竟羌芸煞譃楸郊柞；糠郑ˋ環(huán)）、脲橋以及苯基部分（B環(huán)）3個部分。關(guān)于苯甲酰脲類化合物的作用機制仍沒有得到深入全面的闡述，但普遍認(rèn)為主要是阻止昆蟲表皮幾丁質(zhì)的生物合成及沉積，致使UDPAG在昆蟲體內(nèi)積累，使昆蟲表皮變薄，體液滲出，或不能蛻皮而死亡[1-2]。現(xiàn)有技術(shù)多通過結(jié)構(gòu)修飾、改造來提高苯甲酰脲類殺蟲劑的殺蟲活性[3-4]。

苯甲酰脲的制備方法有很多種，如光氣法、草酰氯法、取代脲法，以及由苯氨基甲酸的衍生物和酰胺反應(yīng)制備。針對目前苯甲酰脲的制備方法分類：草酰氯法占62%，光氣法占28%，其他方法占10%（圖1）。光氣法比較適合工業(yè)化生產(chǎn)，將取代苯甲酰胺與苯基異氰酸酯反應(yīng)，常用于工業(yè)生產(chǎn)，如滅幼脲是用光氣法進行生產(chǎn)的。該方法的缺點是光氣和異氰酸酯毒性很大，且光氣法的反應(yīng)溫度高，對設(shè)備要求嚴(yán)格，成本較高。

1 草酰氯法

草酰氯法適用于實驗室加成，多以2，6-二氯苯甲氰為起始原料，經(jīng)氟化、水解、酯化、加成得到取代苯甲酰脲類化合物。傳統(tǒng)的草酰氯法中，氟化一般是在1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、二甲基亞砜和環(huán)丁砜等高沸點溶劑中進行，產(chǎn)率較低;水解過程采用90%的濃硫酸，在70℃～90℃加熱水解，由于采用濃硫酸，因而對設(shè)備要求嚴(yán)格;酯化過程由于采用了草酰氯，成本高，得到的異氰酸酯不穩(wěn)定，得到的產(chǎn)物需進行提純，步驟繁瑣。具體步驟大致分為4步：

（1）氟化：;

（2）水解：;

（3）酯化：;

（4）加成：。

1.1 氟化

國內(nèi)外報道的制備氟化苯甲腈的方法主要有2種：（1）以2，6-二氯苯甲腈為原料氟化合成;（2）以2，3，6-三氯苯甲腈為原料經(jīng)過氟化、加氫還原合成。比較常用的方法是第1種，氟化的改進主要是圍繞如何提高氟化產(chǎn)率進行的。

申請人為中石油的發(fā)明CN14437 53A，采用低級聚脂肪醇醚化合物為催化劑，2，6-二氯苯甲腈氟代能采用粗含量的原料，不用提純步驟，在制備過程中使用溶劑量較少、溫度比較合適、反應(yīng)時間較短，收率達(dá)91.5%。

申請人為中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所的發(fā)明CN85100467A，采用氯代苯取代苯腈，采用全氟烷基氧雜羧酸衍生物作為催化劑，氟化產(chǎn)率為86%。

申請人為中國中化集團公司的發(fā)明CN101503372A，公開了氟化反應(yīng)過程，在非質(zhì)子極性溶劑和相轉(zhuǎn)移催化劑存在下，于溫度140℃～170℃發(fā)生鄰位和對位氟化反應(yīng)，可得到高選擇性、高收率的氟代苯腈。

申請人為中石油的發(fā)明CN14437 53A，采用以2，6-二氯苯甲腈粗品為原料，以環(huán)丁砜為溶劑，以低級聚脂肪醇醚化合物為催化劑，在溫度170℃～250℃下，常壓反應(yīng)2～5 h，該過程使用的溶劑少、操作簡便、收率較高。

申請人為石原產(chǎn)業(yè)株式會社的發(fā)明DE3422936A，以2，6-二氯苯甲腈為原料與無水氟化鉀混合，不加溶劑，壓力1.4 MPa、溫度350℃，反應(yīng)3 h，收率83%。

申請人為日本德山株式會社的發(fā)明JPS6072851A，將2，6-二氯苯甲腈放在環(huán)丁砜溶劑中，采用梯度溫度保持一定時間，收率達(dá)95.6%。

1.2 水解

水解的改進主要采用其他物質(zhì)來替換濃硫酸，改善反應(yīng)條件減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

申請人為石原產(chǎn)業(yè)株式會社的發(fā)明JPS60132942A，提出了將氟代苯腈與堿溶液和過氧化氫混合溶液水解的方法制備氟代苯甲酰胺。后續(xù)也有一些專利是采用該方法，如申請人為中國科學(xué)院動物研究所的發(fā)明CN1580042A、申請人為沈陽化工研究院的發(fā)明CN101503372A。該方法雖然避免了濃硫酸帶來的殘留硫酸根以及含酸廢水的問題，但是容易產(chǎn)生副產(chǎn)物氟代苯甲酸以及脫鹵副產(chǎn)物，水解后很難從目的產(chǎn)物中分離。

申請人為云南大學(xué)的發(fā)明CN1486 974A，公開了在百菌清進行氟化反應(yīng)結(jié)束后，將百菌清和氟化產(chǎn)物分別與氨進行胺化反應(yīng)，再將胺化產(chǎn)物在硫酸溶液中一步法水解脫羧，將2個腈基脫去，此法反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高。

申請人為浙江大學(xué)的發(fā)明CN1861 575A，公開了在臨界水介質(zhì)中2，6-二氟苯腈無催化水解制備2，6-二氟苯甲酰胺的方法，在高壓反應(yīng)釜中加入去離子水和2，6-二氟苯腈，升溫至200℃～350℃，水解1～10 h制備得到產(chǎn)品2，6-二氟苯甲酰胺，解決了酸堿催化劑對環(huán)境的污染問題。

申請人為揚州天辰精細(xì)化工有限公司的發(fā)明CN101462980A，公開了以2，6-二氟苯甲腈和過氧化氫為原料、氫氧化鈉為催化劑，得到的產(chǎn)物收率較高。

申請人為國際殼牌研究公司的發(fā)明GB8616160，公開了一種利用紅球菌或其突變體在光照條件下水解2，6-二氟芐腈得到2，6-二氟苯甲酰胺的方法，環(huán)保無污染。

申請人為天津科技大學(xué)的發(fā)明CN103509833A，公開了利用赤紅球菌制備2，6-二氯苯甲酰胺的方法，利用赤紅球菌催化2，6-二氟苯甲腈生成2，6-二氟苯甲酰胺，避免使用大量有機溶劑，產(chǎn)率高，分離提純操作簡單。

1.3 酯化和加成

酯化反應(yīng)的原料為草酰氯，該原料價格較為昂貴，得到的產(chǎn)物不穩(wěn)定，分離提純步驟繁瑣。如何減少成本，簡化制備過程，加快加成反應(yīng)的速率是該領(lǐng)域技術(shù)人員關(guān)注的問題。申請人為中國科學(xué)院動物研究所的發(fā)明CN1580042A，將二氯苯甲酰胺溶于溶劑，通入過量的光氣，加熱回流4 h，得到的產(chǎn)物可不提純直接用于下一步。而在加成過程中加入催化劑三乙胺或三乙醇胺可加速反應(yīng)。申請人為國際殼牌研究有限公司的發(fā)明GB8530273，在包含有Ⅷ族金屬和配位體的催化劑下進行加成反應(yīng)，提高反應(yīng)速率。

2 結(jié)束語

苯甲酰脲類殺蟲劑化合物具有高選擇性、環(huán)境友好等特點，成為害蟲綜合防治的重要農(nóng)藥種類。開發(fā)具有較好殺蟲活性的苯甲酰脲新化合物一直都是該領(lǐng)域技術(shù)人員的研究目標(biāo)。目前，我國苯甲酰脲類化合物的開發(fā)相對滯后，除了開發(fā)新藥、優(yōu)化制備方法，還應(yīng)該加強對專利信息的分析、利用，在研發(fā)階段有節(jié)奏、有針對性地進行專利布局，全面布局核心專利和外圍專利，形成完善的專利保護網(wǎng)。

參考文獻

[1] 林友偉，沈晉良，張曉梅.幾丁質(zhì)合成與抑制的研究進展[J].世界農(nóng)藥，2003（4）： 35-38.

[2] 楊光富，袁繼偉，劉實，等.苯甲?；孱悗锥≠|(zhì)生物合成抑制劑的研究進展[J].華中師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 1999（4）： 528-535.

[3] Yu C C，Kuhr R J.Synthesis and Insecticidal of Substituted 1-Phenyl-3-benzoylureas and 1-Phenyl-3-benzoyl-2-thioureas[J].Journal of agricultural and food chemistry，1976，24（1）：134-136.

[4] 梁英，賀紅武，楊自文.苯甲酰脲類化合物研究開發(fā)進展[J].農(nóng)藥，2009，48（9）： 625-628，632.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Preparation of Benzoylurea Insecticides

WANG Yan-yan （Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office， CNIPA， Suzhou， Jiangsu 215163）

Abstract Benzoylurea insecticides take insect epidermis as the target and have the characteristics of strong targeting. This paper selects the Chinese database cnabs and the foreign database ven， and uses the combination of keywords， classification number and STN to search the patents of this kind of pesticides. The search time is up to May 15， 2021. The preparation method of benzoyl urea was introduced in order to provide reference.

Key words Benzoylurea insecticides; Preparation methods; Patent