行业动态

高效氯氰菊酯合成工艺简介

物化性质

外文名：β-Cypermethrin，化学式：C22H19Cl2NO3，分子量：416.3，CAS登录号：86752-99-0，原药为淡黄色至棕色黏稠液体或半固体。折射率n25D1.5650，蒸气压5.066×10-6Pa(70℃)、190×10-9Pa(外推至20℃)，相对密芳约1.2350(25℃)。20℃时溶解度为：丙酮>450g/LChemicalbook，乙醇337g/L，二甲苯>450g/L，氯仿>450g/L，己烷103g/L；原药在水中溶解度0.01～0.2mg/L(21℃)。对热稳定，220℃以下不分解，在酸性介质中较稳定，田间试验对光稳定，碱性条件不稳定。

作用机理和使用范围

氯氰菊酯为中等毒性杀虫剂，作用于昆虫的神经系统，以神经钠离子通道为作用靶标，通过与钠通道作用来扰乱昆虫的神经功能，具有触杀和胃毒作用，无内吸性。杀虫谱广、药效迅速，对光、热稳定，对某些害虫的卵具有杀伤作用。用此药防治对有机磷产生抗性的害虫效果良好，但对螨类和盲蝽防治效果差。可用于公共场所防治苍蝇、蟑螂、蚊子、跳蚤、虱和臭虫等许多卫生害虫，也可防治牲畜外寄生虫：蜱、螨等。在农业上，主要用于苜蓿、禾谷类作物、棉花、葡萄、玉米、油菜、梨果、马铃薯、大豆、甜菜、烟草和蔬菜上防治鞘翅目、鳞翅目、直翅目、双翅目、半翅目和同翅目等害虫。

专利和国内登记情况

截止到25年5月，国内高效氯氰菊酯原药登记证为23个，制剂登记证为388个。

合成工艺

通过逆合成分析可知，高效氯氰菊酯的是由1R-顺式二氯菊酸和S-α-氰基-3-苯氧基苄醇通过酯化反应得到。合成的难点在于两个中间体的手性合成，下面简单介绍一下两个手性产物的合成。

1、1R-顺式二氯菊酸

1R-顺式二氯菊酸的生产工艺主要有两种，一种是罗素·优克福公司的生产方法，一种是富美实的生产方法。

罗素·优克福公司的生产方法。以2-甲基-2-丁烯基芳基砜和2-甲基-3-丁烯酸乙酯反应生成消旋的菊酸甲酯，然后水解得到菊酸，通过用L-(+)-苏氨酸型-N，N-二甲基对硝基苯基-1，3-丙二醇进行拆分，分别得到1S-反式菊酸和1R-反式菊酸。1S-反式菊酸再进行加成、酯化反应，再水解得到1R-顺式菊酸，最后在进过臭氧氧化和Wittig反应得到1S-顺式菊酸。1R-反式菊酸进行臭氧氧化、酯化、酸化和Wittg反应得到1S-顺式菊酸。反应中用到臭氧，且步骤非常繁琐，但是原料利用率高。

富美实的生产方法。以2-三氯甲基-4-甲基-3-丁烯醇为原料，与1S-1-萘异氰酸乙酯加成酯化、重结晶、水解得到2R-2-三氯甲基-4-甲基-3-丁烯醇；以2-三氯甲基-4-甲基-3-丁烯醇为原料进行Swern氧化得到醛，在（+）-麻黄碱催化下进行还原重结晶得到2R-2-三氯甲基-4-甲基-3-丁烯醇。得到的2R-2-三氯甲基-4-甲基-3-丁烯醇再与乙烯酮进行酯化，然后再进行重氮化、水解、分子内环化得到(1R,4R,5S)-6,6-二甲基-4-三氯甲基-3-氧代双环[3.2.0]己-2-酮，最后水解脱氯得到1R-顺式二氯菊酸。该方法同样比较复杂，且反应条件比较苛刻。

2、S-α-氰基-3-苯氧基苄醇

S-α-氰基-3-苯氧基苄醇的合成主要是通过对3－苯氧基苯甲醛的氰基化反应得到的，合成3－苯氧基苯甲醛的方法有两种：（1）以3－溴苯甲醛为原料，在氯化铜的催化下与苯酚进行偶联反应得到3－苯氧基苯甲醛；（2）以3－硼酸苯甲醛为原料，醋酸铜为催化剂，与苯酚进行偶联反应得到3－苯氧基苯甲醛。

得到3-苯氧基苯甲醛之后进行氰基化反应得到S-α-氰基-3-苯氧基苄醇，有两种立体选择性合成方法，一种是化学合成，另一种是酶催化法合成。

简单介绍一下直接合成法：（1）以3-苯氧基苯甲醛为原料，三甲基氰化硅为氰化试剂，四异丙基钛和手性席夫碱组成的催化剂，进行氰基化反应，然后在酸性条件下进行水解得到S-α-氰基-3-苯氧基苄醇；（2）以环二肽为催化剂进行立体选择性氰基化反应。同样以3-苯氧基苯甲醛为原料，氢氰酸为氰化试剂，环二肽为手性催化剂，混合后进行立体选择性氰基化反应，得到S-α-氰基-3-苯氧基苄醇。

直接合成法（1）方程式和席夫碱催化剂

直接合成法（2）方程式和环二肽催化剂

酶催化法：（1）假丝酵母脂肪酶（Candida rugosa lipase）催化法；（2）羟基氰基酶催化法。

假丝酵母脂肪酶（Candida rugosa lipase）催化法

高效氯氰菊酯的合成

1R-顺式二氯菊酸与二氯亚枫进行酰氯化反应，得到1R－顺式二氯菊酸酰氯，然后与S-α-氰基-3-苯氧基苄醇进行酯化反应得到高效氯氰菊酯。