新型硝基縮氨基胍類殺蟲劑—戊吡蟲胍

韓金濤 蘇旺蒼

煙堿是一種天然生物堿，早在十九世紀(jì)就被人們用作殺蟲劑，但其殺蟲活性低，并且對人畜有較高的毒性。拜耳公司以煙堿為先導(dǎo)化合物，成功開發(fā)出新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉，隨后該類殺蟲劑取得了長足的發(fā)展，出現(xiàn)了噻蟲嗪、噻蟲胺、呋蟲胺等商品化品種。縮氨基脲類化合物也是農(nóng)藥領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，開發(fā)出了一些暢銷的農(nóng)藥品種，如氰氟蟲腙、茚蟲威等。隨著這兩類殺蟲劑的大量使用，害蟲對其產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的抗性，為了創(chuàng)制具有多靶標(biāo)位點(diǎn)的新型農(nóng)藥，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)覃兆海課題組將新煙堿類與縮氨脲類殺蟲劑的活性結(jié)構(gòu)單元結(jié)合在一起，成功開發(fā)出了高效、低毒、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型殺蟲劑戊吡蟲胍（Guadipyr）。

化學(xué)名稱：

1-硝基-3-[（6-氯吡啶-3-基）甲基]-4-戊亞甲基氨基胍

CA系統(tǒng)名稱：

1-[（6-chloro-3-pyridinyl）methyl]-N-nitro-2-pentylidene-hydrazinecarboximidamide

CAS登錄號：[1376342-13-0]

化學(xué)結(jié)構(gòu)式：

1 理化性質(zhì)：

純品為白色晶體，熔點(diǎn)：112℃～114?C，密度：1.34±0.1g/cm3（20℃），分配系數(shù)logKow=1.55（25℃），水溶性0.24g/L（25℃），pKa3.50±0.50（25℃），蒸汽壓：1.35×10-8Pa （25℃）。

2 毒性及環(huán)境生物安全評價：

雌、雄大鼠急性經(jīng)口LD50>5000 mg/kg·BW，急性經(jīng)皮LD50>5000 mg/kg·BW，均為微毒；急性吸入LC50>3485 mg/m3，屬低毒；對兔眼、皮膚刺激強(qiáng)度為無刺激級；皮膚變態(tài)（致敏）強(qiáng)度為I級，屬弱致敏物；Ames試驗結(jié)果為陰性。體外哺乳動物細(xì)胞基因突變試驗結(jié)果陰性，細(xì)胞體外染色體畸變試驗結(jié)果陰性，小鼠睪丸染色體畸變試驗結(jié)果陰性。

3 田間藥效

田間藥效：經(jīng)過山東、安徽、廣西、福建、江西等地的大田試驗證實，戊吡蟲胍對豆蚜、桃粉蚜、棉蚜、菜蚜、甘藍(lán)桃蚜、油菜桃蚜、稻飛虱、煙粉虱等同翅目蚜科、飛虱科、粉虱科害蟲以及棉鈴蟲、甜菜夜蛾等鱗翅目害蟲具有良好的防效（見表一，表二，表三），其防治效果與吡蟲啉相當(dāng)，并且對抗吡蟲啉的害蟲具有很好的殺滅效果（見表四）。

4專利概況：

4.1專利名稱 硝基縮氨基胍類化合物及其制備方法與其作為殺蟲劑的應(yīng)用

專利號 WO2010060231

專利公開日 2010-03-06

專利申請日 2008-11-25

專利擁有者 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)

4.2申請的其它專利

CN101821232A， CN101821232B， EP2216324A1， EP2216324A4，EP2216324B1， US20110306639

4.3 制劑專利

CN102939988A

5 合成方法：

以硝基胍為原料，通過肼解得到硝基氨基胍（I），再與戊醛反應(yīng)得到硝基縮氨基胍（II），最后再與鹵代烴反應(yīng)得到目標(biāo)化合物戊吡蟲胍。

5.1 中間體（I）的合成

100mL三口瓶中置于水浴中，依次投入硝基胍2.0g（19.2mmol）和水25mL。磁攪拌下加熱至55℃時，從滴液漏斗中緩慢滴加85%水合肼1.3g（21.6 mmol）。保持物料溫度在55℃繼續(xù)反應(yīng)15min。當(dāng)硝基胍固體溶解變?yōu)槌赛S色澄清液時，用冰鹽水浴快速冷卻，并緩慢滴加濃鹽酸調(diào)pH值為5～6，繼續(xù)冰鹽水浴冷卻過夜。減壓抽濾，通風(fēng)櫥內(nèi)涼干。用水重結(jié)晶，得微黃色晶體1.6g，收率70%，熔點(diǎn)191～192℃。

5.2中間體（II）的合成

250mL三口瓶中，依次投入1-硝基-3-氨基胍（I）11.9g（0.1mol），無水甲醇100mL和冰醋酸0.6 mL。攪拌下加熱至45℃時，從滴液漏斗中緩慢滴加正戊醛9.5g（0.11 mol）和無水甲醇10 mL溶液。滴加完畢，加熱至回流，并回流反應(yīng)1.5 h。降溫，倒入150 mL冰水中，固體析出，靜置過夜。將所得粗品用乙酸乙酯重結(jié)晶，得白色固體16.3 g，收率87%，熔點(diǎn)94～95℃。

5.3 戊吡蟲胍的合成

250mL三口瓶中，依次投入1-硝基-4-正戊醛縮氨基胍（II）9.4g（0.05mol），無水DMF70mL和少許碘化鉀。安裝干燥管，攪拌，并用冰水浴降溫。降溫至10℃以下，分批加入70%氫化鈉3.4 g（0.10 mol），并反應(yīng)1h。從滴液漏斗中緩慢滴加2-氯-5-氯甲基吡啶9.7g（0.06 mol）和無水DMF30 mL溶液。滴加完畢，撤去冰水浴，自然升溫至室溫。在室溫下反應(yīng)20h后，緩慢加入水500mL，析出深棕色固體，靜置，過濾，水洗滌，干燥，用乙酸乙酯重結(jié)晶，得白色絮狀固體10.2g，熔點(diǎn)113～114℃，收率65%。

該路線以硝基胍、水合肼為起始原料，經(jīng)3步反應(yīng)合成了戊吡蟲胍。此路線工藝簡單，原料價格低廉，收率高，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

6 展望

戊吡蟲胍結(jié)構(gòu)新穎，活性高，低毒，并且具有多個作用靶標(biāo)，能夠大大降低這類殺蟲劑的抗性風(fēng)險。此品種的合成路線短，成本低廉，能夠產(chǎn)生巨大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值，有望成為我國第一個具有原創(chuàng)性的新型殺蟲劑。