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化合物，成功開發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展，出現了噻蟲嗪、噻蟲胺、呋蟲胺等商品化品種?？s氨基脲類化合物也是農藥領域研究的熱點，開發出了一些暢銷的農藥品種，如氰氟蟲腙、茚蟲威等。隨著這兩類殺蟲劑的大量使用，害蟲對其產生了較為嚴重的抗性，為了創制具有多靶標位點的新型農藥，中國農業大學覃兆海課題組將新煙堿類與縮氨脲類殺蟲劑的活性結構單元結合在一起，成功開發出了高效、低毒、具有自主知識產權的新型殺蟲劑戊吡蟲胍（Guadipyr）。

化學名稱：

1-硝基-3-[（6-氯吡啶-3-基）甲基]-4-戊亞甲基氨基胍

CA系統名稱：

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

CAS登錄號：[1376342-13-0]

化學結構式：

1 理化性質：

純品為白色晶體，熔點：112℃～114?C，密度：1.34±0.1g/cm3（20℃），分配系數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 毒性及環境生物安全評價：

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

3 田間藥效

田間藥效：經過山東、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，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 中國農業大學

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），再與戊醛反應得到硝基縮氨基胍（II），最后再與鹵代烴反應得到目標化合物戊吡蟲胍。

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℃繼續反應15min。當硝基胍固體溶解變為橙黃色澄清液時，用冰鹽水浴快速冷卻，并緩慢滴加濃鹽酸調pH值為5～6，繼續冰鹽水浴冷卻過夜。減壓抽濾，通風櫥內涼干。用水重結晶，得微黃色晶體1.6g，收率70%，熔點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晶，得白色固體16.3 g，收率87%，熔點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，用乙酸乙酯重結晶，得白色絮狀固體10.2g，熔點113～114℃，收率65%。

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

6 展望

戊吡蟲胍結構新穎，活性高，低毒，并且具有多個作用靶標，能夠大大降低這類殺蟲劑的抗性風險。此品種的合成路線短，成本低廉，能夠產生巨大的社會價值和經濟價值，有望成為我國第一個具有原創性的新型殺蟲劑。