专利名称：手性(r,s)氟胺氰菊酯的合成方法及其在防治蜂螨上的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于手性化合物的合成领域，具体涉及一种手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法及其在防治蜂螨上的应用。
背景技术：
氟胺氰菊酯通用名为Fluvalinate，也称之为Mavrik、马扑立克等。属于非环丙烷羧酸类的拟除虫菊酯类杀虫剂，包含两个异构体成分，即(RS) - α -氰基-3-苯氧基苄基 N- (2-氯-α，α-α-三氟-对-甲苯基)-D- (R)缬氨酸酯，其中有效成分是(S) - α -氰基-3-苯氧基苄基N- (2-氯-α，α-α-三氟-对-甲苯基)-D (R) _缬氨酸，简称(R，S) 氟胺氰菊酯。氟胺氰菊酯主要应用于棉花、果树、蔬菜、玉米、茶叶、烟草等作物上包括鳞翅目、 鞘翅目、同翅目、双翅目和缨翅目在内的主要害虫防治，对卫生害虫如家蝇、淡色库蚊、德国小蠊等也有效。与其它菊酯相比，有显著的杀螨作用。蜂螨是蜜蜂的寄生虫，能显著影响蜜蜂的生长，它是蜂群数量减少的主要原因，给蜂农带来较大的经济损失。作为控制蜂螨的氟胺氰菊酯，能显著杀螨效果，同时具有很低的蜂毒性，在养蜂业得到了广泛应用。但随着氟胺氰菊酯的大量使用，蜂螨的耐药性问题不断加重，使用量不断加大，导致蜂蜜的农药残留加大，
手性(Rj)氟胺氰菊酯的合成，需使用S-氰醇和R-菊酸通过酯缩合的方法得到。其中S-氰醇的合成具有多种方法，主要有不对称合成法，化学拆分法和酶拆分法。例如传统的S-氰醇制备采用消旋的氰醇，经过拆分剂如(R) -1-(1-萘)_乙基异氰酸在氮气气体保护下，形成(R，S)-氰基-(3-苯氧苯基)-(R)-N-l-(l-萘)-乙基氨基甲酸酯，经柱层析分离，再经水解获得S-氰醇；或者使用酶法水解消旋氰醇，余下R-氰醇再经消旋，再经酶选择性水解，需经多次重复循环才能得到S-氰醇，其ee%通常仅能达到95%。
发明内容
本发明旨在解决传统合成手性(R，S)氟胺氰菊酯的过程中，制备中间体S-氰醇工序繁多、操作复杂，ee%偏低的问题。本发明通过下述技术方案实现手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，主要包括以下步骤
a.S-氰醇乙酸酯在有机体系中通过脂肪酶催化，在10°C 35°C的温度下搅拌5 72h，得到S-氰醇；
b.S-氰醇在非极性有机体系中0°C 20°C条件下与R-菊酸通过DDC法和酰氯法缩合生成手性(R，S)氟胺氰菊酯。其中，上述所述的非极性有机体系为烷烃类、含卤素烷烃、脂类、1 5个碳的羧酸酯、1 10个碳的醇、醚类或亚砜、苯及烷基或硝基取代苯中的任一种或多种混合而成。
其中，上述所述的脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶、柱状假丝酵母脂肪酶、猪胰脂肪酶、脂肪酶PS、荧光假单胞菌脂肪酶中的一种或多种。其中，上述所述的脂肪酶与S-氰醇的质量比为0.0001 1 0. 1 1。优选比例是 0. 02 1 0. 05 1
其中，上述b步骤中所述缩合的缩合剂为N，N- 二甲基-碳二亚胺、二氯亚砜、N-甲基-吡啶中任一种或几种的混合物。其中，上述所述b步骤中R-菊酸与S-氰醇的摩尔比为0.9 1 1.5 1。优选为 1. 05 1 1. 20 1。本发明另一目的是解决由于防治蜂螨而导致的蜂蜜的农药残留大的问题，其技术方案为手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的应用。其中，上述所述手性(R，S)氟胺氰菊酯的使用浓度为2. 5mg/L以上的溶液。其中，配制手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液时添加有乳化剂。其中，所述手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液需涂制在PP或PE片上，经过干燥、上粉工艺后制成挂条，挂在蜂箱中。本发明创造性的利用手性(R，S)氟胺氰菊酯用于杀蜂螨，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导致蜂螨的耐药性，而且蜂蜜中的残留少。本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果
(1)该合成方法能够一步制得中间体S-氰醇，有效节约合成手性(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%达到99%以上。(2)该合成方法操作简单，适用于工业化生产。(3)该合成方法制得的手性(R，S)氟胺氰菊酯具有杀灭蜂螨的效果，并且低毒性、 用药量少，控制蜂螨的效果显著。(4)能够有效避免无用的对映体对环境的污染。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例1制备手性(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南极假丝酵母脂肪酶(NOVO 435)和IOml异丙醚，置于10°C摇床中振荡72h。然后将反应液浓缩烘干后，用20ml的混合溶液(由6ml水、Hml甲醇、6ml苯组成)溶解，分液取下层溶液，用IOml苯和甲醇的混合液(苯和甲醇体积比为7:3)萃取二次，蒸掉部分甲醇，加入EA除去水层，EA层干燥浓干得S-氰醇0. 06g。将1. 31g (0. 00444mol)菊酸先用适量EA溶解，再将其混合溶液加入到
1.Og (0. 00444mol)氰醇中冰浴搅拌。再依次加 Λ 0. 90g (0. 00444mol) DCC、0. 05g (0. 00444molX 10%)DMAP冰浴搅拌4h。过滤，向滤液中加入EA稀释至50ml，依次用5%Na0H、 3%HC1各洗涤三次后，用饱和食盐水洗至中性，再用无水硫酸纳干燥，过滤，最后用预冷 CH2Cl2洗涤后浓干即可得到1. 66g手性(R，S)氟胺氰菊酯。实施例2制备手性(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异丙醚，置于35°C摇床中振荡证。然后将反应液浓缩烘干后，用 20ml的混合溶液(由6ml水、Hml甲醇、6ml苯组成)溶解，分液取下层溶液，用IOml苯和甲醇的混合液(苯和甲醇体积比为7:3)萃取二次，蒸掉部分甲醇，加入EA除去水层，EA层干燥浓干得S-氰醇0. 04g。将0. 65g (0. 00222mol)菊酸先用适量EA溶解，再将其混合溶液加入到 0. 5g (0. 00222mol)氰醇中冰浴搅拌。再依次加入 0. 4g (0. 00222mol) DCC、0. 03g (0. 0023;3molX 10%)DMAP冰浴搅拌4h。过滤，向滤液中加入EA稀释至30ml，依次用5%Na0H、 3%HC1各洗涤三次后，用饱和食盐水洗至中性，再用无水硫酸纳干燥，过滤，最后用预冷 CH2Cl2洗涤后浓干即可得到0. 9g手性(R，S)氟胺氰菊酯。实施例3制备手性(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南极假丝酵母脂肪酶(NOVO 435)和IOml异丙醚，置于20°C摇床中振荡48h。然后将反应液浓缩烘干后，用20ml的混合溶(由6ml水、Hml甲醇、6ml苯组成)溶解，分液取下层溶液，用IOml苯和甲醇的混合液(苯和甲醇体积比为7:3)萃取二次，蒸掉部分甲醇，加入 EA除去水层，EA层干燥浓干得S-氰醇0. 06g。将1. 31g (0. 00444mol)菊酸先用适量的苯溶解，再将其混合溶液加入到1. Og (0. 00444mol)氰醇中 20 "C 水浴搅拌。再依次加 Λ 0. 90g (0. 00444mol) DCC、0. 05g (0. 00444molX10%) DMAP20°C水浴搅拌4h。过滤，向滤液中加入EA稀释至50ml，依次用 5%Na0H、3%HCl各洗涤三次后，用饱和食盐水洗至中性，再用无水硫酸纳干燥，过滤，最后用预冷CH2Cl2洗涤后浓干即可得到1. 66g手性(R，S)氟胺氰菊酯。实施例4手性(R，S)氟胺氰菊酯防治蜂螨的方法
将手性(R，S)氟胺氰菊酯配制成浓度2. 5mg/L的溶液，配制时加入一定量的甲醇和吐温80，甲醇和吐温80的量以手性(R，S)氟胺氰菊酯全部溶解为宜，然后将配制好的手性 (R, S)氟胺氰菊酯溶液涂制在PP片上，经过干燥、上粉工艺后制成挂条，挂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应用
(下列实施例中所述的新药为手性(R_S)氟胺氰菊酯，所述的日本原药为氟胺氰菊酯， 非手性。)
1.试验目的
手性(R_S)氟胺氰菊酯对蜜蜂上的寄生虫大蜂螨和小蜂螨的毒性实验，测定了新药的 LC50和LC9tlt5同时，与非手性的氟胺氰菊酯药效做了对比。2.试验条件
2.1供试靶标
供试螨为大蜂螨(学名雅氏瓦螨Varroa iacobsoni )和小蜂螨(学名亮热厉螨 Tropilelaps clareae )，均来自试验蜂场的蜂身上和槽脾上。2. 2培养条件
将虫龄的一致数量相等的大小蜂螨分别放于10个蜂箱中，养蜂措施与平常一样，让蜂螨自然生长。2. 3试验仪器恒温培养箱，体视显微镜，载玻片，双面胶，电子天平 3.试验设计 3. 1试剂 3. 1. 1试验药剂
手性(R_S)氟胺氰菊酯，粘稠液体，实验室内合成。3. 1. 2对照药剂
非手性的氟胺氰菊酯(fluvalinate)，日本进口原药，含量为92. 6%。3. 1. 3其他试剂
1%甲醇，0. 1%吐温80，水为蒸馏水 3. 2试验处理 3. 2. 1剂量设置
新药和日本原药均设置了 7组剂量，分别为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试验重复
试验重复5次，每次20只螨，每组剂量共100只螨。3. 3处理方式
3. 3. 1处理时间和次数使用玻片浸渍法用药一次，浸渍^。3. 3. 2用药方法
采用玻片浸渍法浸渍后将虫体周围药液用吸水纸吸干。4.试验方法
依据《中华人民共和国农业行业标准》中的农药室内生物测定试验准则(杀虫剂)，第12 部分叶螨玻片浸渍法。4. 1试材准备
选择蜂身上和槽脾上生长，生理状态一致的雌成螨。将双面胶剪成2cm长，帖于载玻片的一端，然后选取健康雌成螨，将其背部粘于双面胶上，每片20头，放入垫有湿海绵容器中，盖上盖子，置于35°C条件下。池后镜检，剔除死亡和受伤个体，补足每片20头。4. 2药剂配制
新药和日本原药用甲醇溶解配制成母液，再用0. 1%的吐温80水溶液配制成上述系列浓度。甲醇用量一般是3-5ml，只要将原药溶解后配制成水溶液不会产生沉淀就可以，溶解原药用了多少ml的甲醇，对照组中添加同样的量，甲醇和吐温80的量没有要求，实验多个原药时就以使用甲醇最大的那个原药的甲醇用量为准，配制其他原药的母液，使实验的所有组(包括对照)的甲醇和吐温的量一样。4. 3药剂处理
将玻片浸于药液中轻轻振荡k后取出，用吸水纸吸去多余药液，置于垫有湿海绵的白瓷盘中，使用透光性好的塑料薄膜覆盖。每处理重复5次，以不含药剂(只含有机溶剂和吐温80)的处理作空白对照。4. 4饲养与观察将盛有处理试虫的容器置于温度为35°C，黑暗条件下饲养和观察。5.数据调查与统计分析
5.1调查方法和死亡标准
在显微镜下观察螨的存活情况。用解剖针轻碰螨的触角和腹部，以螨不动为死亡标准。 大螨和小螨的标准一样。5. 2调查时间和次数
12h后观察，分别记录总虫数和死虫数。5. 3数据统计分析
使用SPSS13. 0软件进行统计分析。6.结果与讨论
6.1新药对大蜂螨的毒杀作用
从表1中可以看出，这种新的手性(R_S)氟胺氰菊酯对大蜂螨的LC50为4. 10 mg/L, 95%置信区间为 0. 60-6. 76 mg/L，LC90 为四.42 mg/L，95%置信区间为 24. 92-36. 61 mg/L。 而日本原药的 LC50 为 25. 86 mg/L，95% 置信区间为 10. 13-43. 08 mg/L，LC90 为 81. 71 mg/ L，95%置信区间为58. 85-146. 00 mg/L。新药在100 mg/L的浓度下的死亡率为100%，而日本原药中试虫的死亡率为90. 91%，新药比日本原药的死亡率高9. 09%。新药在20 mg/L浓度下的死亡率为80. 891%，与日本原药50 mg/L的浓度下的死亡率相近。而在2. 5 mg/L的低浓度下，新药依然对大螨仍有38. 39%的杀灭率。由此可见，新药的杀大螨能力比一般的氟胺氰菊酯提高3倍左右。表1新药和日本原药12h对大蜂螨的LC5tl以及95%置信区间
权利要求
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骤a.S-氰醇乙酸酯在有机体系中通过脂肪酶催化，在10°C 35°C的温度下搅拌5 72h，得到S-氰醇；b.S-氰醇在非极性有机体系中0°C 20°C条件下与R-菊酸通过DDC法和酰氯法缩合生成手性(R，S)氟胺氰菊酯。
2.根据权利要求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极性有机体系为烷烃类、含卤素烷烃、脂类、1 5个碳的羧酸酯、1 10个碳的醇、醚类或亚砜、苯及烷基或硝基取代苯中的任一种或多种混合而成。
3.根据权利要求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为南极假丝酵母脂肪酶、柱状假丝酵母脂肪酶、猪胰脂肪酶、脂肪酶PS、荧光假单胞菌脂肪酶中的一种或多种。
4.根据权利要求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与S-氰醇的质量比为0.0001 1 0. 1 1。
5.根据权利要求1所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯的合成方法，其特征在于b步骤中所述缩合的缩合剂为N，N- 二甲基-碳二亚胺、二氯亚砜、N-甲基-吡啶中任一种或几种的混合物。
6.根据权利要求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步骤中R-菊酸与S-氰醇的摩尔比为0.9 1 1.5 1。
7.手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的应用。
8.根据权利要求7所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的应用，其特征在于所述手性(R，S)氟胺氰菊酯的浓度为2. 5mg/L以上。
9.根据权利要求8所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的应用，其特征在于配制手性(R，S)氟胺氰菊酯溶液时添加有乳化剂。
10.根据权利要求9所述的手性(R，S)氟胺氰菊酯在防治蜂螨上的应用，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，经过干燥、上粉工艺后制成挂条， 挂在蜂箱中。
全文摘要
本发明公开了一种手性(R,S)氟胺氰菊酯的合成方法及其在防治蜂螨上的应用，属于手性化合物合成领域，它包括以下步骤a．S-氰醇乙酸酯在有机体系中通过脂肪酶催化，在10℃～35℃的温度下搅拌5～72h，得到S-氰醇；b．S-氰醇在非极性有机体系中0℃～20℃条件下与R-菊酸通过DDC法和酰氯法缩合生成手性(R,S)氟胺氰菊酯。通过以上合成方法制得的手性(R,S)氟胺氰菊酯应用于杀灭蜂巢里的蜂螨，该合成方法工序少，收率高，控制蜂螨效果显著，用药量少，能够避免无用的对映体对环境的污染。
文档编号A01P7/02GK102321694SQ20111022629
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者伍金元, 姚佳, 敖绍川, 陆群 申请人:四川汪氏动物保健有限责任公司