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噁二嗪类杀虫剂

  发表时间:2020年07月22日  点击数:755 次

  传统农耕到现代农业,百年时间里农业技术的突飞猛进离不开农药的发展和应用,因此农药被认为是二十世纪农业生产力上升的重要因素。根据美国环保署的定义,凡是能够预防、摧毁、驱逐或减轻害虫的物质都可以被称为农药,依据其使用对象又可细分为除草剂、杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂等,在这些种类繁多的农药中,化学合成农药始终占据重要地位。然而,以杀虫剂为代表的农药在促进农业产量大升的同时也严重危害和改变着生态系统,富集在食物链中的化学成分对人类健康有着重大威胁。

噁二嗪

 

  茚虫威具有结构新颖、作用机理独特、用量低、环境友好及人畜安全等突出特点,是杀虫剂研究领域备受关注的化合物之一。前文已经提到,茚虫威最初上市的产品是外消旋体,事实上只有(S)-异构体具有杀虫活性。出于提高有效活性和保护环境的考虑,与手性药物一样,目前开发单一光学活性的异构体作为农药已经成为一种趋势,因而后来上市的茚虫威均采取单一构型,所以此处仅简要介绍文献中光学纯茚虫威的合成方法。

  茚虫威化学结构复杂,仅含有一个手性中心,要实现其不对称合成必须首先获得切实可行的且适用于工业生产的合成路线。化学家们对其进行逆合成分析,首先将噁二嗪环氮原子上的支链进行切断,三环噁二嗪结构进一步逆合成分析后可以通过化工基本原料氯苯经Friedel-Crafts反应、取代反应、氧化反应、环化等一系列步骤合成;支链部分则相对简单。

  茚虫威的逆合成分析

  合成吲哚的关键是构建羟基甲氧羰基吲哚的中间体,中间体的不对称羟基化也是实现吲哚不对称合成的关键。利用非对称双羟基化试剂(ad-mix)可以得到50%ee的异构体,但收率低,钕化合物价格昂贵,毒性不适合批量生产。最后利用天然的生物碱辛可宁(Cinchonine)作为催化剂,在叔丁基过氧化氢(TBHP)氧化的条件下可以得到理想的产率(85%)和对映选择性(50%ee),并已实现工业化。