135590-91-9 / 吡唑解草酯的應用

背景及概述^[1][2]

據報道，我國麥田草害發生面積占種植面積的55％以上，嚴重危害面積占28％，平產量損失達15％，其中，節節麥等麥田禾本科雜草，近年來發生面積迅速擴大，造成小麥嚴重減產甚至絕收。同時，隨著我國勞動力成本的不斷提高，利用除草劑控制麥田雜草危害已經成為小麥生產的必需措施。但是，節節麥等麥田禾本科雜草由于與小麥親緣關系相近，除草劑難以在小麥和禾本科雜草之間獲得較高的選擇性，導致可用于防治麥田禾本科雜草的除草劑嚴重缺乏。目前我國可以較為有效地防治節節麥的除草劑僅有甲基二磺隆，但是甲基二磺隆對小麥藥害風險較高，容易產生藥害，所以通常在甲基二磺隆制劑中加入安全劑吡唑解草酯，采用二者混合噴霧的方式，以保護小麥，提高小麥對甲基二磺隆的耐藥性而 對野燕麥等雜草沒有影響。吡唑解草酯(mefenpyr-diethyl)是1999 年英國Brighton 植保會議公布的新的除草劑安全劑， 是安萬特公司開發的吡唑類解毒劑，與除草劑一起使用可使小麥、大麥等免受藥害，然而其作用機理目前尚無定論。

應用^[1-2]

甲基二磺隆及吡唑解草酯對不同品種小麥ALS酶的影響吡唑解草酯是1999年英國Brighton植保會公布的新的除草劑安全劑，它與一些除草劑一起使用，可使小麥、大麥等作物免受傷害。研究發現，吡唑解草酯作為安全劑與除草劑混合噴霧使用過程中存在以下問題：(1)雖然吡唑解草酯對野燕麥等雜草沒有影響，但對節節麥等雜草有保護 作用，能夠提高其對除草劑的耐藥性，使除草劑對節節麥等雜草防效降低，并最終導致除草劑用量大幅增加。(2)化合物可以被植物吸收的部位以及在植物體內的傳導方向有很強的特異性，例如乙嘧酚及其類似物莖葉噴霧可以有效防治蘋果白粉病，但是從根部施藥時則無效。目前吡唑解草酯的使用方式是添加到除草劑制劑中，莖葉噴霧，通過莖葉吸收而發揮作用的，而關于吡唑解草酯用于作物其它施藥部位是否有活性及其作用效果尚未見報道。 (3)吡唑解草酯原藥熔點50～52℃，屬于低熔點原藥。低熔點原藥制成懸浮劑后容易出現分 層、固化、懸浮率下降的問題。有研究一種吡唑解草酯懸浮種衣劑，所述吡唑解草酯懸浮種衣劑包括如下重量份的組分：吡唑解草酯5～80份，潤濕劑0.1～10份，分散劑0.1～10份，增稠劑0.1～5份，成膜劑1～5份，防凍劑0.1～10份，消泡劑0.1～5份，警示劑0.1～5份，防腐劑0.1～5份，去離子水余量。本發明所述吡唑解草酯懸浮種衣劑符合懸浮種衣劑質量標準，采用提供的吡唑解草酯懸浮種衣劑進行種子處理，配合除草劑噴霧，相對于現有的吡唑解草酯與除草劑混合噴霧技術，可以顯著提高作物對除草劑的耐藥性，提高除草劑對雜草防治效果，減少除草劑用量。

制備 ^[3]

一種催化合成(RS)?1?(2，4?二氯苯基)?5?甲基?2?吡唑?3，5?二羧酸二乙酯的方法，其包括如下步驟：

A、重氮化：用2，4?二氯苯胺、鹽酸和亞硝酸鈉進行重氮反應，得到苯胺的重氮鹽，反應式如下：

在步驟A中，使用2，4?二氯苯胺、鹽酸和亞硝酸鈉進行重氮反應制備出苯胺的重氮鹽水溶液，其反應溫度在?10℃～10℃之間，優選?10℃～0℃。該反應溶劑為水。其中2，4?二氯苯胺與亞硝酸鈉的摩爾比為1：0.9～1.5。本發明中所采用的鹽酸的濃度一般在36%?38%左右。

B、氯代乙酰乙酸乙酯的合成：用乙酰乙酸乙酯和硫酰氯進行氯化得到氯代乙酰乙酸乙酯，反應式如下：

在步驟B中，使用乙酰乙酸乙酯和硫酰氯進行氯化制備氯代乙酰乙酸乙酯，其中乙酰乙酸乙酯和硫酰氯的摩爾比為1：0.9～1.1，優選1：1～1.05，反應溫度為?10℃～20℃之間，優選0℃～10℃。

C、2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯的合成：使用步驟A得到的重氮鹽和步驟B得到的氯代乙酰乙酸乙酯在催化劑作用下反應得到2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯（式II），反應式如下：

在步驟C中，可直接使用重氮鹽水溶液和氯代乙酰乙酸乙酯在催化劑醋酸鈉的催化下，反應得到2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯。所使用的溶劑選自醇類溶劑、水，優選甲醇和/或水。重氮鹽和氯代乙酰乙酸乙酯摩爾比為1：0.9～1.2，優選1：1～1.1，催化劑醋酸鈉使用量為氯代乙酰乙酸乙酯摩爾數的6～10倍，優選：7～9倍；反應溫度在0℃～40℃，優選，5℃～30℃。

D、環合：用步驟C得到的2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯（式II）與甲基丙烯酸乙酯進行環合反應，得到(RS)?1?(2，4?二氯苯基)?5?甲基?2?吡唑啉?3，5?二羧酸二乙酯（吡唑解草酯），反應式如下：

在步驟D中，使用2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯與甲基丙烯酸乙酯在三乙胺和碳酸氫鉀催化和阻聚劑（少量）存在的情況下環合制備目標產物，其中2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯與甲基丙烯酸乙酯的摩爾比為1：1～6，優選1：2～4.5，三乙胺和碳酸氫鉀加入量為適量，一般情況下，三乙胺的用量為所述2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯質量的1～10%，碳酸氫鉀的用量為所述2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯質量的20～50%，阻聚劑的用量為所述2?氯?2?（2，4?二氯苯腙基）?乙醛酸乙酯質量的0.1～1%。本步反應溫度在30℃～80℃范圍內，優選，40℃～60℃。阻聚劑為苯酚類阻聚劑或自由基類阻聚劑，如2，5?二叔丁基對苯二酚或對苯二酚等。

主要參考資料

[1] CN201810241669.8吡唑解草酯懸浮種衣劑及其應用

[2] 吡唑解草酯對小麥細胞色素P450的誘導作用及其光譜特征

[3] CN201210194545.1催化合成吡唑解草酯的方法