專利名稱：手性(r,s)氟胺氰菊酯的合成方法及其在防治蜂螨上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于手性化合物的合成領(lǐng)域，具體涉及一種手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法及其在防治蜂螨上的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
氟胺氰菊酯通用名為Fluvalinate，也稱之為Mavrik、馬撲立克等。屬于非環(huán)丙烷羧酸類的擬除蟲菊酯類殺蟲劑，包含兩個(gè)異構(gòu)體成分，即(RS) - α -氰基-3-苯氧基芐基 N- (2-氯-α，α-α-三氟-對(duì)-甲苯基)-D- (R)纈氨酸酯，其中有效成分是(S) - α -氰基-3-苯氧基芐基N- (2-氯-α，α-α-三氟-對(duì)-甲苯基)-D (R) _纈氨酸，簡(jiǎn)稱(R，S) 氟胺氰菊酯。氟胺氰菊酯主要應(yīng)用于棉花、果樹、蔬菜、玉米、茶葉、煙草等作物上包括鱗翅目、 鞘翅目、同翅目、雙翅目和纓翅目在內(nèi)的主要害蟲防治，對(duì)衛(wèi)生害蟲如家蠅、淡色庫蚊、德國(guó)小蠊等也有效。與其它菊酯相比，有顯著的殺螨作用。蜂螨是蜜蜂的寄生蟲，能顯著影響蜜蜂的生長(zhǎng)，它是蜂群數(shù)量減少的主要原因，給蜂農(nóng)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。作為控制蜂螨的氟胺氰菊酯，能顯著殺螨效果，同時(shí)具有很低的蜂毒性，在養(yǎng)蜂業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但隨著氟胺氰菊酯的大量使用，蜂螨的耐藥性問題不斷加重，使用量不斷加大，導(dǎo)致蜂蜜的農(nóng)藥殘留加大，
手性(Rj)氟胺氰菊酯的合成，需使用S-氰醇和R-菊酸通過酯縮合的方法得到。其中S-氰醇的合成具有多種方法，主要有不對(duì)稱合成法，化學(xué)拆分法和酶拆分法。例如傳統(tǒng)的S-氰醇制備采用消旋的氰醇，經(jīng)過拆分劑如(R) -1-(1-萘)_乙基異氰酸在氮?dú)鈿怏w保護(hù)下，形成(R，S)-氰基-(3-苯氧苯基)-(R)-N-l-(l-萘)-乙基氨基甲酸酯，經(jīng)柱層析分離，再經(jīng)水解獲得S-氰醇；或者使用酶法水解消旋氰醇，余下R-氰醇再經(jīng)消旋，再經(jīng)酶選擇性水解，需經(jīng)多次重復(fù)循環(huán)才能得到S-氰醇，其ee%通常僅能達(dá)到95%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)合成手性(R，S)氟胺氰菊酯的過程中，制備中間體S-氰醇工序繁多、操作復(fù)雜，ee%偏低的問題。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，主要包括以下步驟
a.S-氰醇乙酸酯在有機(jī)體系中通過脂肪酶催化，在10°C 35°C的溫度下攪拌5 72h，得到S-氰醇；
b.S-氰醇在非極性有機(jī)體系中0°C 20°C條件下與R-菊酸通過DDC法和酰氯法縮合生成手性(R，S)氟胺氰菊酯。其中，上述所述的非極性有機(jī)體系為烷烴類、含鹵素烷烴、脂類、1 5個(gè)碳的羧酸酯、1 10個(gè)碳的醇、醚類或亞砜、苯及烷基或硝基取代苯中的任一種或多種混合而成。
其中，上述所述的脂肪酶為南極假絲酵母脂肪酶、柱狀假絲酵母脂肪酶、豬胰脂肪酶、脂肪酶PS、熒光假單胞菌脂肪酶中的一種或多種。其中，上述所述的脂肪酶與S-氰醇的質(zhì)量比為0.0001 1 0. 1 1。優(yōu)選比例是 0. 02 1 0. 05 1
其中，上述b步驟中所述縮合的縮合劑為N，N- 二甲基-碳二亞胺、二氯亞砜、N-甲基-吡啶中任一種或幾種的混合物。其中，上述所述b步驟中R-菊酸與S-氰醇的摩爾比為0.9 1 1.5 1。優(yōu)選為 1. 05 1 1. 20 1。本發(fā)明另一目的是解決由于防治蜂螨而導(dǎo)致的蜂蜜的農(nóng)藥殘留大的問題，其技術(shù)方案為手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的應(yīng)用。其中，上述所述手性(R，S)氟胺氰菊酯的使用濃度為2. 5mg/L以上的溶液。其中，配制手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液時(shí)添加有乳化劑。其中，所述手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液需涂制在PP或PE片上，經(jīng)過干燥、上粉工藝后制成掛條，掛在蜂箱中。本發(fā)明創(chuàng)造性的利用手性(R，S)氟胺氰菊酯用于殺蜂螨，取得了意想不到的效果， 而且用量少，毒性低，有效防止由于大量使用而導(dǎo)致蜂螨的耐藥性，而且蜂蜜中的殘留少。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果
(1)該合成方法能夠一步制得中間體S-氰醇，有效節(jié)約合成手性(R，S)氟胺氰菊酯的工序，并且合成的手性(R，S)氟胺氰菊酯，ee%達(dá)到99%以上。(2)該合成方法操作簡(jiǎn)單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。(3)該合成方法制得的手性(R，S)氟胺氰菊酯具有殺滅蜂螨的效果，并且低毒性、 用藥量少，控制蜂螨的效果顯著。(4)能夠有效避免無用的對(duì)映體對(duì)環(huán)境的污染。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1制備手性(R，S)氟胺氰菊酯
先向三角瓶中加入0. 5g (1. 88mmol)的S-氰醇乙酸酯，再加入87ul (0. 94mmol)BuOH、
0.05mg南極假絲酵母脂肪酶(NOVO 435)和IOml異丙醚，置于10°C搖床中振蕩72h。然后將反應(yīng)液濃縮烘干后，用20ml的混合溶液(由6ml水、Hml甲醇、6ml苯組成)溶解，分液取下層溶液，用IOml苯和甲醇的混合液(苯和甲醇體積比為7:3)萃取二次，蒸掉部分甲醇，加入EA除去水層，EA層干燥濃干得S-氰醇0. 06g。將1. 31g (0. 00444mol)菊酸先用適量EA溶解，再將其混合溶液加入到
1.Og (0. 00444mol)氰醇中冰浴攪拌。再依次加 Λ 0. 90g (0. 00444mol) DCC、0. 05g (0. 00444molX 10%)DMAP冰浴攪拌4h。過濾，向?yàn)V液中加入EA稀釋至50ml，依次用5%Na0H、 3%HC1各洗滌三次后，用飽和食鹽水洗至中性，再用無水硫酸納干燥，過濾，最后用預(yù)冷 CH2Cl2洗滌后濃干即可得到1. 66g手性(R，S)氟胺氰菊酯。實(shí)施例2制備手性(R，S)氟胺氰菊酯
先向三角瓶中加入0. 5g (1. 88mmol)的S-氰醇乙酸酯，再加入87ul (0. 94mmol)BuOH、0. 05g脂肪酶PS和IOml異丙醚，置于35°C搖床中振蕩證。然后將反應(yīng)液濃縮烘干后，用 20ml的混合溶液(由6ml水、Hml甲醇、6ml苯組成)溶解，分液取下層溶液，用IOml苯和甲醇的混合液(苯和甲醇體積比為7:3)萃取二次，蒸掉部分甲醇，加入EA除去水層，EA層干燥濃干得S-氰醇0. 04g。將0. 65g (0. 00222mol)菊酸先用適量EA溶解，再將其混合溶液加入到 0. 5g (0. 00222mol)氰醇中冰浴攪拌。再依次加入 0. 4g (0. 00222mol) DCC、0. 03g (0. 0023;3molX 10%)DMAP冰浴攪拌4h。過濾，向?yàn)V液中加入EA稀釋至30ml，依次用5%Na0H、 3%HC1各洗滌三次后，用飽和食鹽水洗至中性，再用無水硫酸納干燥，過濾，最后用預(yù)冷 CH2Cl2洗滌后濃干即可得到0. 9g手性(R，S)氟胺氰菊酯。實(shí)施例3制備手性(R，S)氟胺氰菊酯
先向三角瓶中加入0. 5g (1. 88mmol)的S-氰醇乙酸酯，再加入87ul (0. 94mmol)BuOH、 0. 005g南極假絲酵母脂肪酶(NOVO 435)和IOml異丙醚，置于20°C搖床中振蕩48h。然后將反應(yīng)液濃縮烘干后，用20ml的混合溶(由6ml水、Hml甲醇、6ml苯組成)溶解，分液取下層溶液，用IOml苯和甲醇的混合液(苯和甲醇體積比為7:3)萃取二次，蒸掉部分甲醇，加入 EA除去水層，EA層干燥濃干得S-氰醇0. 06g。將1. 31g (0. 00444mol)菊酸先用適量的苯溶解，再將其混合溶液加入到1. Og (0. 00444mol)氰醇中 20 "C 水浴攪拌。再依次加 Λ 0. 90g (0. 00444mol) DCC、0. 05g (0. 00444molX10%) DMAP20°C水浴攪拌4h。過濾，向?yàn)V液中加入EA稀釋至50ml，依次用 5%Na0H、3%HCl各洗滌三次后，用飽和食鹽水洗至中性，再用無水硫酸納干燥，過濾，最后用預(yù)冷CH2Cl2洗滌后濃干即可得到1. 66g手性(R，S)氟胺氰菊酯。實(shí)施例4手性(R，S)氟胺氰菊酯防治蜂螨的方法
將手性(R，S)氟胺氰菊酯配制成濃度2. 5mg/L的溶液，配制時(shí)加入一定量的甲醇和吐溫80，甲醇和吐溫80的量以手性(R，S)氟胺氰菊酯全部溶解為宜，然后將配制好的手性 (R, S)氟胺氰菊酯溶液涂制在PP片上，經(jīng)過干燥、上粉工藝后制成掛條，掛在蜂箱中即可有效防治蜂螨。手性手性(R_S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的應(yīng)用
(下列實(shí)施例中所述的新藥為手性(R_S)氟胺氰菊酯，所述的日本原藥為氟胺氰菊酯， 非手性。)
1.試驗(yàn)?zāi)康?br> 手性(R_S)氟胺氰菊酯對(duì)蜜蜂上的寄生蟲大蜂螨和小蜂螨的毒性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了新藥的 LC50和LC9tlt5同時(shí)，與非手性的氟胺氰菊酯藥效做了對(duì)比。2.試驗(yàn)條件
2.1供試靶標(biāo)
供試螨為大蜂螨(學(xué)名雅氏瓦螨Varroa iacobsoni )和小蜂螨(學(xué)名亮熱厲螨 Tropilelaps clareae )，均來自試驗(yàn)蜂場(chǎng)的蜂身上和槽脾上。2. 2培養(yǎng)條件
將蟲齡的一致數(shù)量相等的大小蜂螨分別放于10個(gè)蜂箱中，養(yǎng)蜂措施與平常一樣，讓蜂螨自然生長(zhǎng)。2. 3試驗(yàn)儀器恒溫培養(yǎng)箱，體視顯微鏡，載玻片，雙面膠，電子天平 3.試驗(yàn)設(shè)計(jì) 3. 1試劑 3. 1. 1試驗(yàn)藥劑
手性(R_S)氟胺氰菊酯，粘稠液體，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成。3. 1. 2對(duì)照藥劑
非手性的氟胺氰菊酯(fluvalinate)，日本進(jìn)口原藥，含量為92. 6%。3. 1. 3其他試劑
1%甲醇，0. 1%吐溫80，水為蒸餾水 3. 2試驗(yàn)處理 3. 2. 1劑量設(shè)置
新藥和日本原藥均設(shè)置了 7組劑量，分別為200 mg/L UOO mg/L, 50 mg/L，20 mg/L，10 mg/L, 5 mg/L 禾口 2.5 mg/L。3. 2. 2試驗(yàn)重復(fù)
試驗(yàn)重復(fù)5次，每次20只螨，每組劑量共100只螨。3. 3處理方式
3. 3. 1處理時(shí)間和次數(shù)使用玻片浸漬法用藥一次，浸漬^。3. 3. 2用藥方法
采用玻片浸漬法浸漬后將蟲體周圍藥液用吸水紙吸干。4.試驗(yàn)方法
依據(jù)《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中的農(nóng)藥室內(nèi)生物測(cè)定試驗(yàn)準(zhǔn)則(殺蟲劑)，第12 部分葉螨玻片浸漬法。4. 1試材準(zhǔn)備
選擇蜂身上和槽脾上生長(zhǎng)，生理狀態(tài)一致的雌成螨。將雙面膠剪成2cm長(zhǎng)，帖于載玻片的一端，然后選取健康雌成螨，將其背部粘于雙面膠上，每片20頭，放入墊有濕海綿容器中，蓋上蓋子，置于35°C條件下。池后鏡檢，剔除死亡和受傷個(gè)體，補(bǔ)足每片20頭。4. 2藥劑配制
新藥和日本原藥用甲醇溶解配制成母液，再用0. 1%的吐溫80水溶液配制成上述系列濃度。甲醇用量一般是3-5ml，只要將原藥溶解后配制成水溶液不會(huì)產(chǎn)生沉淀就可以，溶解原藥用了多少ml的甲醇，對(duì)照組中添加同樣的量，甲醇和吐溫80的量沒有要求，實(shí)驗(yàn)多個(gè)原藥時(shí)就以使用甲醇最大的那個(gè)原藥的甲醇用量為準(zhǔn)，配制其他原藥的母液，使實(shí)驗(yàn)的所有組(包括對(duì)照)的甲醇和吐溫的量一樣。4. 3藥劑處理
將玻片浸于藥液中輕輕振蕩k后取出，用吸水紙吸去多余藥液，置于墊有濕海綿的白瓷盤中，使用透光性好的塑料薄膜覆蓋。每處理重復(fù)5次，以不含藥劑(只含有機(jī)溶劑和吐溫80)的處理作空白對(duì)照。4. 4飼養(yǎng)與觀察將盛有處理試蟲的容器置于溫度為35°C，黑暗條件下飼養(yǎng)和觀察。5.數(shù)據(jù)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析
5.1調(diào)查方法和死亡標(biāo)準(zhǔn)
在顯微鏡下觀察螨的存活情況。用解剖針輕碰螨的觸角和腹部，以螨不動(dòng)為死亡標(biāo)準(zhǔn)。 大螨和小螨的標(biāo)準(zhǔn)一樣。5. 2調(diào)查時(shí)間和次數(shù)
12h后觀察，分別記錄總蟲數(shù)和死蟲數(shù)。5. 3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
使用SPSS13. 0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。6.結(jié)果與討論
6.1新藥對(duì)大蜂螨的毒殺作用
從表1中可以看出，這種新的手性(R_S)氟胺氰菊酯對(duì)大蜂螨的LC50為4. 10 mg/L, 95%置信區(qū)間為 0. 60-6. 76 mg/L，LC90 為四.42 mg/L，95%置信區(qū)間為 24. 92-36. 61 mg/L。 而日本原藥的 LC50 為 25. 86 mg/L，95% 置信區(qū)間為 10. 13-43. 08 mg/L，LC90 為 81. 71 mg/ L，95%置信區(qū)間為58. 85-146. 00 mg/L。新藥在100 mg/L的濃度下的死亡率為100%，而日本原藥中試蟲的死亡率為90. 91%，新藥比日本原藥的死亡率高9. 09%。新藥在20 mg/L濃度下的死亡率為80. 891%，與日本原藥50 mg/L的濃度下的死亡率相近。而在2. 5 mg/L的低濃度下，新藥依然對(duì)大螨仍有38. 39%的殺滅率。由此可見，新藥的殺大螨能力比一般的氟胺氰菊酯提高3倍左右。表1新藥和日本原藥12h對(duì)大蜂螨的LC5tl以及95%置信區(qū)間
權(quán)利要求
1.手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于主要包括以下步驟a.S-氰醇乙酸酯在有機(jī)體系中通過脂肪酶催化，在10°C 35°C的溫度下攪拌5 72h，得到S-氰醇；b.S-氰醇在非極性有機(jī)體系中0°C 20°C條件下與R-菊酸通過DDC法和酰氯法縮合生成手性(R，S)氟胺氰菊酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于所述的非極性有機(jī)體系為烷烴類、含鹵素烷烴、脂類、1 5個(gè)碳的羧酸酯、1 10個(gè)碳的醇、醚類或亞砜、苯及烷基或硝基取代苯中的任一種或多種混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于所述的脂肪酶為南極假絲酵母脂肪酶、柱狀假絲酵母脂肪酶、豬胰脂肪酶、脂肪酶PS、熒光假單胞菌脂肪酶中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于所述的脂肪酶與S-氰醇的質(zhì)量比為0.0001 1 0. 1 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于b步驟中所述縮合的縮合劑為N，N- 二甲基-碳二亞胺、二氯亞砜、N-甲基-吡啶中任一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于所述b步驟中R-菊酸與S-氰醇的摩爾比為0.9 1 1.5 1。
7.手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的應(yīng)用，其特征在于所述手性(R，S)氟胺氰菊酯的濃度為2. 5mg/L以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的應(yīng)用，其特征在于配制手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液時(shí)添加有乳化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的應(yīng)用，其特征在于 所述手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液需涂制在PP或PE片上，經(jīng)過干燥、上粉工藝后制成掛條， 掛在蜂箱中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手性(R,S)氟胺氰菊酯的合成方法及其在防治蜂螨上的應(yīng)用，屬于手性化合物合成領(lǐng)域，它包括以下步驟a．S-氰醇乙酸酯在有機(jī)體系中通過脂肪酶催化，在10℃～35℃的溫度下攪拌5～72h，得到S-氰醇；b．S-氰醇在非極性有機(jī)體系中0℃～20℃條件下與R-菊酸通過DDC法和酰氯法縮合生成手性(R,S)氟胺氰菊酯。通過以上合成方法制得的手性(R,S)氟胺氰菊酯應(yīng)用于殺滅蜂巢里的蜂螨，該合成方法工序少，收率高，控制蜂螨效果顯著，用藥量少，能夠避免無用的對(duì)映體對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)A01P7/02GK102321694SQ20111022629
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者伍金元, 姚佳, 敖紹川, 陸群 申請(qǐng)人:四川汪氏動(dòng)物保健有限責(zé)任公司