新型殺蟲劑雙三氟脲的合成

劉安昌，余彩虹，張樹康，馮佳麗，賀曉露

1.綠色化工過程教育部重點實驗室（武漢工程大學），湖北 武漢 430074；2.武漢工程大學化學與環境工程學院，湖北 武漢 430074

新型殺蟲劑雙三氟脲的合成

劉安昌1,2，余彩虹1,2，張樹康1,2，馮佳麗1,2，賀曉露1,2

1.綠色化工過程教育部重點實驗室（武漢工程大學），湖北 武漢 430074；2.武漢工程大學化學與環境工程學院，湖北 武漢 430074

以間二三氟甲苯為起始原料，經發煙硝酸和濃硫酸硝化，鐵粉還原和氯氣氯化得到2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺；2，6－二氟苯腈經質量分數30%的過氧化氫和質量分數5%的氫氧化鈉溶液水解得到2，6－二氟苯甲酰胺，然后在二氯乙烷溶劑中與草酰氯反應得到2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯.在室溫條件下，2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺與2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯在甲苯溶劑中反應得到目的產物雙三氟蟲脲，收率為93.5%.經1H－核磁共振鑒定，產品結構與雙三氟蟲脲的結構一致.該工藝簡單經濟、條件溫和，適合工業化生產.

殺蟲劑；雙三氟蟲脲；合成

0 引言

雙三氟蟲脲（bistrifluron）是由韓國東浦漢農化學公司（Dongbu Hannong）2000年報道的苯甲酰脲類殺蟲劑，結構新穎，其結構式為：

雙三氟蟲脲作用機制獨特且生物活性高，對昆蟲具有顯著的生長發育抑制作用，對白粉虱有特效.該化合物屬幾丁質合成抑制劑，能抑制昆蟲幾丁質形成，影響內表皮生成，使昆蟲不能順利蛻皮而死亡.雙三氟蟲脲具有高效、低毒的特點，對抗性害蟲普遍有效.能有效防治蔬菜、茶葉、棉花等多種植物的大多數鱗翅目害蟲，且對作物、人畜和環境高度安全.大鼠急性經口LD50＞5 000 mg／kg，或急性經皮LD50＞2 000 mg／kg，75～400 g／hm2劑量可防治溫室粉虱、木薯粉虱等同翅目害蟲和甜菜夜蛾、小菜蛾等鱗翅目害蟲，還可以防治白蟻［1－2］.

雙三氟蟲脲的合成國外報道極少，目前國內也沒有報道，在以前文獻的基礎上，設計了以下合成路線：

以間二三氟甲基苯為原料，經發煙硝酸和濃硫酸硝化得到3，5－二三氟甲基硝基苯，然后經鐵粉還原，氯氣氯化得到關鍵中間體2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺.

以2，6－二氟苯腈為原料在過氧化氫的作用下，水解生成2，6－二氟苯甲酰胺，然后與草酰氯反應得到2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯.中間體2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺與2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯在室溫下反應得到目的產物雙三氟蟲脲.

1 實驗部分

1.1 主要試劑

2，6－二氟苯基，工業品，江蘇世宏化工有限公司；間二三氟甲基苯，工業品，江蘇淮安平安化學有限公司；草酰氯，化學純，中國醫藥（上海）試劑化學有限公司.溫度計未校正.所用試劑和溶劑均為試劑級.

1.2 3，5－二三氟甲基硝基苯的合成

在500 mL配有攪拌器，冷卻回流裝置的四口燒瓶中加入發煙硝酸57.5 g和濃硫酸200 g，加熱至60～70℃，在此溫度下滴加間二三氟甲苯80 g（0.37 moL），滴加完畢后，繼續攪拌2 h.冷卻靜止分層，用二氯甲烷萃取，合并有機相，水洗，濃縮得粗品，然后減壓蒸餾，收集52～53℃（133.28 Pa）的餾分70 g，收率72%.文獻［3］收率53%.

1.3 3，5－二三氟甲基苯胺的合成

在500 mL配有攪拌器，冷卻回流裝置的四口燒瓶中加入水100 mL，鐵粉37.8 g（0.67 mol）和3，5－二三氟甲基硝基苯38.85 g（0.15 mol），升溫至80℃，緩慢滴加60 mL濃鹽酸，滴加完后，繼續在80℃條件下反應5 h.降溫，用質量分數10%的氫氧化鈉溶液中和，過濾，濾液用二氯甲烷萃取，硫酸鎂干燥，濃縮得粗品.減壓蒸餾，收集61～62℃（133.28 Pa）的餾分31 g，收率90.2%.文獻［4］收率90%.

1.4 2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺的合成

在500 mL配有攪拌器，冷卻回流裝置的四口燒瓶中加入四氯化碳150 mL和3，5－二三氟甲基苯胺22.9 g（0.1 mol），加入少量的催化劑三氯化鐵，升溫至回流，通入氯氣8.52 g（0.12 mol），通氯時間約2 h，然后繼續反應1~2 h.冷卻，用10%氫氧化鈉洗滌，然后水洗至中性，濃縮，放入冰箱中結晶，過濾，得淡黃色固體21g，收率79.8%.1HNMR（CDCl3）：δ4.50（s，2H），7.13（s，1H），7.23（s，1H）.

1.5 2，6－二氟苯甲酰胺的合成

在三口燒瓶中加入41.7 g（0.3 mol）2，6－二氟苯甲腈以及質量分數20%氫氧化鈉溶液60 g（0.2 mol），并滴加40 mL質量分數30%的雙氧水，攪拌，加熱至55℃，反應5 h.有白色固體析出，冷卻至室溫.用質量分數10%的鹽酸溶液中和至pH＝7，過濾，干燥，得到42.1 g白色固體粉末2，6－二氟苯甲酰胺，收率89.5%，熔點144～146℃.文獻［5］收率70%～80%.

1.6 2，6.二氟苯甲酰異氰酸酯的合成

在500 mL配有冷卻回流裝置的四口燒瓶中加入2，6－二氟苯甲酰胺7.85 g（0.05 mol）和60 mL甲苯，攪拌溶解，30 min內將溶有草酰氯7.26 g（0.06 mol）的15 mL甲苯溶液滴加到上述反應液中，再升溫回流反應3～4 h，直到反應液變澄清，蒸去溶劑，得到無色粘稠液體2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯8.4 g，收率91.3%.

1.7 雙三氟蟲脲的合成

將上述得到二氟苯甲酰異氰酸酯溶于60 mL的甲苯溶劑中，然后加入2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺13.2 g（0.05 mol）于室溫下攪拌3 h.減壓除去溶劑，殘物用乙酸乙酯重結晶有大量的固體析出，過濾干燥，得20.7 g固體，收率93.5%.熔點183~184℃.文獻［6］收率93%，熔點184℃.

2 結語

a.以間二三氟甲基苯為原料，經發煙硝酸和濃硫酸硝化得到3，5－二三氟甲基硝基苯，然后經鐵粉還原，氯氣氯化得到關鍵中間體2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺.在氯化過程中，用氯氣代替昂貴的N－氯代丁二酰亞胺，降低了成本，有利于工業化.

b.以2，6－二氟苯腈為原料在過氧化氫的作用下，水解生成2，6－二氟苯甲酰胺，然后與草酰氯反應得到2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯.水解過程中，采用過氧化氫－堿體系代替濃硫酸體系，減少了廢酸廢水的量，降低了環境污染的壓力.

c.中間體2－氯－3，5－二三氟甲基苯胺與2，6－二氟苯甲酰異氰酸酯在室溫下反應得到目的產物雙三氟蟲脲.該工藝簡單經濟，條件溫和，適合工業化生產.

致謝

感謝武漢工程大學測試中心對本實驗的幫助！

［1］YOON Chang－mann，YANG Jeong－oh，KANG Shinho，et al.Insecticidal properties of bistrifluron against sycamorelacebug，corythuchaciliate（Hemiptera：Tingidae）［J］.J Pestic Sci，2008，33（1）：44–50.

［2］MOON J K，KIM J H，RHEE S K.Structural Investigation of Bistrifluron［J］.Bull Korean Chem Soc，2002，23（11）：1545－1547.

［3］OLAH GA.Nitration of strongly deactivated aromatics with superacidic mixed nitric－triflatoboric acid（HNO3/2CF3SO3H－B（O3SCF3）3）［J］.Journal of Organic Chemistry，1995，60（22）：7348－7350.

［4］YAN Shun－qi.Isothiazoles as active－site inhibitors of HCVNS5Bpolymerase［J］.Bioorganic＆MedicinalChemistry Letters，2007，17（1）：28－33.

［5］林軍，嚴勝驕，楊麗娟，等.多鹵代苯甲酰基脲類幾丁質抑制劑的合成及殺蟲活性［J］.有機化學，2005，25（3）：304－307.

LIN Jun，YAN Sheng－jiao，YANG Li－juan，et al.Synthesis and insecticidal activities of novel polyhalo benzoylphenylurea derivatives［J］.Chinese Journal of Organic Chemistry，2005，25（3）:304－307.(in Chinese)

［6］KIM Jung－ho,SHIN Yong－woo,HEO Jungn－young,et al.Preparation of 2－chloro－3，5－bis（trifluoromethyl）phenyl benzoyl ureas as pesticides：WO,9800395［P］.1998－08－01.

Synthetic process of novel pesticides Bistrifluron

LIU An－chang1,2，YU Cai－hong1,2，ZHANG Shu－kang1,2，FENG Jia－li1,2，HE Xiao－lu1,2
1.Key Laboratory of Green Chemical Process（Wuhan Institute of Technology），Ministry of Education，Wuhan 430074，China；2.School of Chemistry and Environment，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China

3，5－Bis－（trifluoromethyl）benzene was nitrated by a fuming nitric－sulfuric acid，and then reduced with iron powder and hydrochloric to the 3，5－bis－（trifluoromethy）－aniline.3，5－bis－（trifluoromethy）－aniline was chlorinated by chloride gas to give 2－chloro－3，5－bis－（trifluoromethyl）aniline.2，6－Difluorobenzamide was synthesized from 2，6－difluorobenzonitrile via hydrolysis with solution of 30%hydrogen peroxide and 5% sodium hydrate，Then it reacted with oxalyl chloride in the solution of dichloro ethane to give the 2，6－difluorobenzoyl isocyanate.The title compound bistrifluron which exhibited potent growth－retarding activity against pests were prepared by treatment of 2，6－difluorobenzoyl isocyanate with 2－chloro－3，5－bis（trifluoromethyl）aniline in toluene and its yield is 93.5%.Finally，the bistrifluron was identified by1H－NMR.This process is feasible for industrial production.

pesticides；bistrifluron；synthesis

TQ460.3

A

10.3969/j.issn.1674-2869.2015.01.003

本文編輯：張瑞

1674－2869（2015）01－0011－03

2014－12－31

劉安昌（1964－），男，江西吉安人，教授，博士.研究方向：精細有機合成.