新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺合成工艺研究

论文摘要

鱼尼丁受体类杀虫剂的出现转变了传统农药高毒性、高残留、对环境不友好的局面。其以鱼尼丁受体为作用靶标,与传统杀虫剂有着不同的作用机理,与现有杀虫剂无交互抗性。杜邦公司研发的氯虫酰胺（通用名称:chlorantraniliprole,试验代号:DPX-E2Y45）是鱼尼丁受体抑制剂类杀虫剂,其具有独特的化学结构和新颖的作用方式,可有效防治对其它杀虫剂产生抗性的害虫,对哺乳动物、鱼和鸟类的毒性极低,而且杀虫活性极高。其结构式如下:chlorantraniliprole通过查阅文献,选择了氯虫苯甲酰胺的可行合成路线,以2-氨基-3-甲基-苯甲酸和2,3-二氯吡啶为原料经由亲核取代、迈克尔（Michael）加成、溴化、氧化、水解、氯化等反应步骤成功合成氯虫苯甲酰胺。对各中间体及最终产物氯虫苯甲酰胺的合成工艺进行了优化,探讨了反应时间、反应温度、催化剂、溶剂和物料配比等因素对中间体收率的影响,得到了较佳的工艺条件,确定了氯虫苯甲酰胺较好的适合工业化生产的合成路线。列出了所有中间体的物理性质,对所合成的产物中间体及目标化合物采用红外（IR）、核磁（1H NMR）、质谱（MS）、元素分析（EA）等测试手段进行了表征验证,并讨论了其波谱特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 农药的发展历程
• 1.2 鱼尼丁受体（RYANODINE RECEPTOR,RYR）的结构和作用
• 1.2.1 受体的概念
• 1.2.2 鱼尼丁（ryanodine receptor,RyR）受体的结构
• 1.2.3 鱼尼丁受体（ryanodine receptor,RyR）的作用
• 1.3 鱼尼丁受体类杀虫剂的发展
• 1.3.1 鱼尼丁受体抑制剂的先导物
• 1.3.2 具鱼尼丁受体抑制剂活性的化学合成物质
• 1.3.2.1 以氟虫酰胺为代表的邻苯二甲酰胺类杀虫剂
• 1.3.2.2 以氯虫苯甲酰胺为代表的邻甲酰氨基苯甲酰胺类杀虫剂
• 1.4 高效杀虫剂氯虫苯甲酰胺
• 1.4.1 氯虫苯甲酰胺的物理化学性质
• 1.4.2 氯虫苯甲酰胺的剂型
• 1.4.3 氯虫苯甲酰胺的毒理学数据
• 1.4.4 氯虫苯甲酰胺的杀虫谱
• 1.5 氯虫苯甲酰胺工艺概况
• 1.5.1 氯虫苯甲酰胺合成
• 1.5.1.1 氯虫苯甲酰胺的合成路线选择
• 1.5.2 关键中间体的合成
• 1.5.2.1 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸的合成
• 1.5.2.1.1 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸的合成一般有以下三条合成路线
• 1.5.2.1.2 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸的合成路线选择
• 1.5.2.2 中间体氨基苯甲酰胺类化合物的制备
• 1.5.2.2.1 中间体氨基苯甲酰胺类化合物的制备及转换关系
• 1.5.2.2.2 中间体氨基苯甲酰胺类化合物的合成路线选择
• 1.5.3 氯虫苯甲酰胺合成路线
• 1.6 本课题工作和意义
• 第二章 氯虫苯甲酰胺的合成工艺研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 主要药品
• 2.2 分析方法
• 2.3 目标产物氯虫苯甲酰胺的制备
• 2.3.1 关键中间体3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸的制备
• 2.3.1.1 2-肼基-3-氯吡啶的制备
• 2.3.1.2 2-（3-氯-2-吡啶基）-5-氧代-3-吡唑烷甲酸乙酯的制备
• 2.3.1.3 3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的合成
• 2.3.1.4 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的合成
• 2.3.1.5 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-吡啶基）-1H-吡唑-5-甲酸的合成
• 2.3.2 关键中间体2-氨基-5-氯-N,3二甲基苯甲酰胺的制备
• 2.3.2.1 8-甲基-2H-3,1-苯并噁嗪-2,4（1H）-二酮的合成
• 2.3.2.2 2-氨基-N,3-二甲基苯甲酰胺的合成
• 2.3.2.3 2-氨基-5-氯-N,3二甲基苯甲酰胺的合成
• 2.3.3 最终目标产物氯虫苯甲酰胺（chlomnlraniliprole）的制备
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 关键中间体3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸的合成结果与讨论
• 2.4.1.1 2-肼基-3-氯吡啶的合成结果与讨论
• 2.4.1.1.1 溶剂的影响
• 2.4.1.1.2 物料配比的改变对反应的影响
• 2.4.1.1.3 反应温度对反应的影响
• 2.4.1.1.4 反应时间对反应的影响
• 2.4.1.1.5 2-肼基-3-氯吡啶的结构鉴定
• 2.4.1.2 2-（3-氯-2-吡啶基）-5-氧代-3-吡唑烷甲酸乙酯的合成结果与讨论
• 2.4.1.2.1 反应机理
• 2.4.1.2.2 乙醇钠用量对产率的影响
• 2.4.1.2.3 反应温度对反应的影响
• 2.4.1.2.4 反应时间对反应的影响
• 2.4.1.2.5 马来酸二乙酯和3-氯-2-肼基吡啶的不同配比对反应的影响
• 2.4.1.2.6 水分的存在对反应的影响
• 2.4.1.2.7 2-（3-氯-2-吡啶基）-5-氧代-3-吡唑烷甲酸乙酯结构的鉴定
• 2.4.1.3 3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的合成结果与讨论
• 2.4.1.3.1 路线选择
• 2.4.1.3.2 溶剂种类对反应的影响
• 2.4.1.3.3 反应温度对反应的影响
• 2.4.1.3.4 三溴氧磷和2-（3-氯-2-吡啶基）-5-氧代-3-吡唑烷甲酸乙酯的不同摩尔配比对反应的影响
• 2.4.1.3.5 反应时间对反应的影响
• 2.4.1.3.6 3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯结构的确定
• 2.4.1.4 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸乙酯的合成结果与讨论
• 2.4.1.4.1 过硫酸钾用量对反应的影响
• 2.4.1.4.2 反应温度对反应的影响
• 2.4.1.4.3 反应时间对反应的影响
• 2.4.1.4.4 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-基）-1H-吡唑-5-甲酸乙酯结构的确定
• 2.4.1.5 3-溴-1-（3氯吡啶-2-吡啶基）-1H-吡唑-5-甲酸合成结果与讨论
• 2.4.1.5.1 反应温度对反应的影响
• 2.4.1.5.2 反应时间对反应的影响
• 2.4.1.5.3 氢氧化钠用量对反应的影响
• 2.4.1.5.4 后处理方式对反应的影响
• 2.4.1.5.5 3-溴-1-（3-氯吡啶-2-吡啶基）-1H-吡唑-5-甲酸的结构确证
• 2.4.2 关键中间体2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺的合成结果与讨论
• 2.4.2.1 8-甲基-2H-3,1-苯并噁嗪-2,4（1H）-二酮的合成结果与讨论
• 2.4.2.1.1 反应溶剂对反应的影响
• 2.4.2.1.2 物料配比对反应的影响
• 2.4.2.1.3 反应温度对反应的影响
• 2.4.2.1.4 反应时间对反应的影响
• 2.4.2.1.5 8-甲基-2H-3,1-苯并噁嗪-2,4（1H）-二酮的结构确证
• 2.4.2.2 2-氨基-N,3-二甲基苯甲酰胺合成结果与讨论
• 2.4.2.2.1 反应溶剂对反应的影响
• 2.4.2.2.2 反应温度对反应的影响
• 2.4.2.2.3 物料配比对反应的影响
• 2.4.2.2.4 反应时间对反应的影响
• 2.4.2.2.5 2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺结构的确证
• 2.4.2.3 2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺的合成结果与讨论
• 2.4.2.3.1 反应路线选择
• 2.4.2.3.2 反应温度对反应的影响
• 2.4.2.3.3 反应原料配比对反应的影响
• 2.4.2.3.4 反应时间对反应的影响
• 2.4.2.3.5 2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺结构的确证
• 2.4.3 最终目标产物氯虫苯甲酰胺的合成结果和讨论
• 2.4.3.1 不同酰化试剂对反应的影响
• 2.4.3.2 不同原料配比对反应的影响
• 2.4.3.3 不同缚酸剂对反应的影响
• 2.4.3.4 反应时间对反应的影响
• 2.4.3.5 氯虫苯甲酰胺结构的确定
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文