專利名稱：新型苯甲酰基脲類化合物及合成方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及用化合物鹵代苯甲酰異氰酸酯與化合物三鹵代苯胺或二鹵代苯二胺制備新型苯甲酰基脲類化合物，以及該新型化合物用于殺滅小菜蛾、粘蟲、蚊子。
背景技術：
在現有的苯甲基脲類化合物中，人們通過大量的實驗，已經證明了其基本的結構為N-苯基-N′-取代苯甲酰基脲的一類化合物對害蟲有較高的殺蟲活性，并對有益的水生甲殼綱有較高的安全性，屬昆蟲生長調節劑。其中較好的代表有伏蟲隆。伏蟲隆有如下的優點1.作用機制獨特、對有益生物低毒、易于降解、選擇性高、比較安全，屬昆蟲生長調節劑。2.生物活性高，有效施藥量低。3.具有廣譜的殺蟲活性。4.與其它殺蟲劑無交叉互抗性。其不足之處在于苯基部分結構復雜，較難合成，工藝要求高，從而增加了總體合成難度，成本高，不經濟。
發明內容
本發明的目的是提供一種合成路線短，反應條件溫和，產率高、合成路線簡潔的新型苯甲酰基脲類化合物的合成方法及化合物的應用(提供一種更經濟更優越的高效殺蟲劑)。
苯甲酰基脲類化合物的苯基部分大多含有鹵素，且鹵素的取代位置、取代數目及鹵素的種類與殺蟲活性有密切關系。已有商品化的或取得專利的或已報道過的苯甲酰基脲類殺蟲劑的苯基部分大多在4位上有鹵素或其它的非氫取代基。人們普遍認為4位的氫被鹵素等取代后活性較高。三鹵代苯基雖已有報道，其活性大多較高。但這種苯基部分為2，3，5-三鹵苯基或3-氨基-2，5-二鹵苯基的苯甲酰基脲類化合物尚未報道過，我們預見此結構由于苯環上含多個鹵素因該具有更好、更長久的活性。本發明是以伏蟲隆為先導化合物進行結構篩選和優化而獲得了通式(I)所示的苯甲酰基脲類化合物。
本發明所述及的苯甲酰基脲類化合物由下面的結構通式(I)表示
其中R1、R3、R5為氟原子或氯原子；R2可為氟原子或氨基或氯原子；R4為氫、氯原子或氟原子。
這是一類具有獨特作用機制、極高的環境安全性和高效殺蟲活性的化合物。本發明將述及此類化合物的合成工藝以及它們對小菜蛾、粘蟲、蚊子的室內防效測試結果。
如式(I)所示的新型苯甲酰基脲類的化合物由以下合成路線制備將百菌清進行氟化反應生成式(III)化合物，然后將百菌清和式(III)化合物分別再與氨氣或氨水進行胺化反應，反應得式(IV)化合物，再將式(IV)化合物在硫酸溶液中進行一步法水解脫羧，結果兩個腈基被脫去，得式(V)化合物，另一方面，將式(VI)化合物在硫酸溶液中進行水解反應得式(VII)化合物，然后將式(VII)化合物與草酰氯反應得式(II)化合物，此時再將式(V)化合物與異氰酸酯式(II)化合物反應得新型苯甲酰基脲類化合物。原料、中間體及目標產物(新型苯甲酰基脲類化合物)的結構如下 所述的式(I)化合物的合成路線為(用結構式表示)
另外還進一步地研制了式(I)所表示的化合物，對農田害蟲小菜蛾幼蟲具有明顯的殺蟲活性。
苯甲酰基脲類化合物中令人滿意的例子或者說是本發明的產品是下列的一些化合物。即(a)當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；(b)當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；(c)當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為F，R5為F；(d)當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；(e)當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；(f)當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為F，R5為F；(g)當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(h)當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(i)當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為F，R5為F；(j)當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為H，R5為Cl；
(k)當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(l)當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為F，R5為F；(m)當R1為Cl，R2為NH2，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；(n)當R1為Cl，R2為NH2，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；(o)當R1為Cl，R2為NH2，R3為Cl時，R4為F，R5為F；(p)當R1為Cl，R2為NH2，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(q)當R1為Cl，R2為NH2，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(r)當R1為Cl，R2為NH2，R3為F時，R4為F，R5為F；(s)當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(t)當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(u)當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為F，R5為F。
其中特別令人滿意的例子是當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為F，R5為F(I-1)；當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl(I-2)；當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl(I-3)；當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為F，R5為F(I-4)；當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl(I-5)。
當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為H，R5為Cl(I-6)。
本發明制備苯甲酰基脲類化合物(I)的方法涉及以下步驟中間體(II-1)2-氯-苯甲酰異氰酸酯的制備 將15.5克(0.1mol)2-氯-苯甲酰胺溶于配有攪拌器，氯化鈣干燥管，和氯化氫氣體吸收裝置的回流冷凝管，干燥新蒸1，2-二氯乙烷的三頸瓶中，然后慢慢加入15ml新蒸的草酰氯，待反應放熱結束后，加熱沸騰3-4小時使懸浮固體全部澄清且無氯化氫放出為止，最后將反應液減壓蒸餾除去過量的1，2-二氯乙烷及草酰氯，得到淺黃色油狀液體17.0克，產率94.0％，無須進一步提純，密封備用，或立即用于下一步反應。
中間體(II-2)2，6-二氟-苯甲酰異氰酸酯的制備 將15.7克(0.1mol)2，6-二氟-苯甲酰胺溶于配有攪拌器，氯化鈣干燥管，和氯化氫氣體吸收裝置的回流冷凝管，干燥新蒸1，2-二氯乙烷的三頸瓶中，然后慢慢加入9.5～10.5ml新蒸的草酰氯，待反應放熱結束后，加熱沸騰5～6小時使懸浮固體全部澄清且無氯化氫放出為止，最后將反應液減壓蒸餾除去過量的1，2-二氯乙烷及草酰氯，得到淺黃色油狀液體15.2克，產率83.0％，無須進一步提純，密封備用，或立即用于下一步反應。
Bp54℃(0.05mmHg)。
1HNMR(CDCl3)7.01(t，J＝8.3Hz，2H)，7.48-7.58(m，1H)。
中間體(II-3)2，6-二氯-苯甲酰異氰酸酯的制備 將18.9克(0.1mol)2，6-二氯-苯甲酰胺溶于配有攪拌器，氯化鈣干燥管和氯化氫所體吸收裝置的回流冷凝管，干燥新蒸1，2-二氯乙烷的三頸瓶中，然后慢慢加入15.5～17.0ml新蒸的草酰氯，待反應放熱結束后，加熱沸騰20～24小時使懸浮固體全部澄清且無氯化氫放出為止，最后將反應液減壓蒸餾除去過量的1，2-二氯乙烷及草酰氯，得到淺黃色油狀液體14.1克，產率66.0％，無須進一步提純，密封備用，或立即用于下一步反應。
中間體(III-1)5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二腈的制備
在250毫升三頸瓶中，加入150毫升干燥過的N，N-二甲基甲酰胺，再加入經干燥處理的百菌清26.6克(0.1mol)，在機械攪拌下，升溫至70℃使其完全溶解，快速加入22.0～24.0克(0.379～0.414mol)無水氟化鉀，并在旁邊一側的管口上安裝一干燥管，然后升溫至110～120℃反應4～5小時后，冷卻至室溫，過濾除去沉淀(KF+KCl)，并用30～40毫升N，N-二甲基甲酰胺洗滌2-3次上述沉淀(沉淀重約25.2克)，合并濾液，將濾液倒入500毫升水中，磁力攪拌半小時，抽濾得沉淀11.0克-19.8克，干燥后，用環己烷重結晶，得白色針狀晶體，約重10.4克-17.2克(收率48.0％～80.0％)，mp107-108℃。19FNMR(acetone-d6)-13.35(s，2F)，-17.80(s，1F).
中間體(III-2)2，4，5，6-四氟-1，3-苯二腈的制備 在250毫升三頸瓶中，加入150毫升干燥的環丁砜，再加入干燥處理的百菌清26.6克(0.1mol)，機械攪拌下，升溫至70℃使其完全溶解快速加入25.0克無水氟化鉀，0.5克18-冠醚-6作相轉移催化劑，并在旁邊一則的管口上安裝一干燥管，然后控溫在160-180℃反應8小時，冷卻至室溫，過慮處去沉淀(KF+KCl)，并用20毫升環丁砜洗滌2-3次上述沉淀(沉淀重約24.9克)，合并濾液，將濾液倒入500毫升水中磁力攪拌2小時，抽濾得沉淀17.6克，干燥后選擇環己烷進行重結晶，得白色針狀結晶，得2，4，5， 6-四氟-1，3-苯二腈(III-2)，約重16.4克(收率70.7％)。mp102-104℃.
IR(KBr)，υmax/cm-12254，1642，1504，1489，1324，1131，974.
中間體(III-3)2，5-二氯-4，6-二氟-1，3-苯二腈的制備
在250毫升三頸瓶中，加入150毫升干燥過的N，N-二甲基甲酰胺，再加入經干燥處理的百菌清26.6克(0.1mol)，在機械攪拌下，升溫至70℃使其完全溶解，快速加入14.5克(0.250mol)無水氟化鉀，并在旁邊一側的管口上安裝一干燥管，然后升溫至110～120℃反應2～3小時后，冷卻至室溫，過濾除去沉淀(KF+KCl)，并用30～40毫升二甲基甲酰胺洗滌2-3次上述沉淀，合并濾液，將濾液倒入500毫升水中，磁力攪拌1小時，抽濾得沉淀12.5克-19.6克，干燥后，用環己烷重結晶，得白色固體，再柱分離得白色針狀晶體約重10.2～12.1克(收率43.8％～51.9％)，mp144-147℃。
中間體(IV-1)6-氨基-2，4，5-三氯-1，3-苯二腈的制備 將26.6克(0.1mol)百菌清加入配有攪拌器，回流冷凝管的500毫升三頸瓶中，再加入250毫升四氫呋喃，10～30分鐘內將氨氣鼓入溶液中。于40℃下繼續反應，用TLC檢測至反應完畢后，冷卻至室溫，冷卻后將反應液倒入150毫升水中攪拌，抽濾得到白色固體，干燥后，用乙酸乙酯重結晶得白色固體20.1克(產率81.5％)，mp282～284℃.
MS245(M+)(100)，218(6)，210(8)，183(14)，147(8).
中間體(IV-2)6-氨基-5-氯-2，4-二氟-1，3-苯二腈的制備 將21.6(0.1mol)克5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二腈溶于100克1，2-甲氧基乙烷，1小時內攪拌下緩緩加入16.2克d為0.88g/cm225～28％氨水，之后將反應液繼續反應2～3小時后，將上述反應液倒入300毫升水中充分攪拌，抽濾得到白色固體，水洗后真空干燥得15.6克(產率73.2％)。
MS213(M+)(100)，194(2)，178(20)，159(4)，151(33)，124(15).
中間體(IV-3)4，6-二氨基-5-氯-2-氟-1，3-苯二腈的制備 將21.6克(0.1mol)5-氯-2，4，6-三氟-1，3-苯二腈溶于150克1，2-甲氧基乙烷，10分鐘內攪拌下將氨氣鼓入至溶液中。用TLC檢測至反應完畢后，冷卻至室溫，冷卻后將反應液倒入150毫升水中充分攪拌，抽濾得到白色固體，水洗后真空干燥得15.6克(產率68.7％)。
MS210(M+)(100)，191(8)，175(36)，148(50)，121(37).
中間體(IV-4)6-氨基-2，4，5-三氟-1，3-苯二腈的制備將20克(0.1mol)2，4，5，6-四氟-1，3-苯二腈溶于120克1，2-甲氧基乙烷，1小時內攪拌下緩緩加入20克d為0.88g/cm225～28％氨水，之后將反應液繼續反應2～3小時后，將上述反應液倒入150毫升水中充分攪拌，抽濾得到白色固體，水洗后真空干燥得11.2克(產率56.9％)。
MS197(M+)(100)，178(14)，170(65)，155(43)，139(57).
中間體(IV-5)4，6-二氨基-2，5-二氟-1，3-苯二腈的制備將20克(0.1mol)2，4，5，6-四氟-1，3-苯二腈溶入150克1，2-甲氧基乙烷，10分鐘內攪拌下將氨氣鼓入至溶液中。用TLC檢測至反應完畢后，冷卻至室溫，冷卻后將反應液倒入150毫升水中充分攪拌，抽濾得到白色固體，水洗后真空干燥得17.0克(產率87.6％)。
MS194(M+)(47)，140(16)，64(100).
中間體(IV-6)6-氨基-2，5-二氯-4-氟-1，3-苯二腈的制備制備方法同IV-2，產率82.0％。
MS229(M+)(100)，213(50)，194(23)，178(8)，167(25)，158(13)，147(17).
中間體(IV-7)4，6-二氨基-2，5-二氯-1，3-苯二腈的制備制備方法同IV-3，產率52.8％。
MS226(M+)(100)，210(48)，148(50)，121(37).
中間體(V-1)2，3，5-三氯-苯胺的制備
在100毫升三頸瓶中，加入24.5克(0.1mol)6-氨基-2，4，5-三氯-1，3-苯二腈，再加入50毫升85％硫酸，中間管口安裝上回流冷凝管，旁邊一側管口安裝上溫度計，在電磁攪拌下升溫至150℃反應12小時后，冷卻至室溫后，將反應液倒入大量冰塊中，再用氫氧化鈉中和至PH為7，冷卻后，用二氯甲烷萃取，萃取液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾除去二氯甲烷，得白色固體17.2克(產率88.2％)，mp71～72℃.
MS195(M+)(100)，160(11)，143(2)，124(30)，98(11).
中間體(V-2)2-氯-3，5-二氟-苯胺的制備 在100毫升三頸瓶中，加入21.4克(0.1mol)6-氨基-5-氯-2，4-二氟-1，3-苯二腈，再加入40毫升75％硫酸，中間管口安裝上回流冷凝管，旁邊一側管口安裝上溫度計，在電磁攪拌下升溫至140～150℃反應12小時后，冷卻至室溫后，將反應液倒入大量冰塊中，再用氫氧化鈉中和至PH為7，冷卻后，用二氯甲烷萃取，萃取液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾除去二氯甲烷，得到淺黃色油狀液體13.9克(產率85.1％)，MS163(M+)(100)，144(1)，128(12)，108(18)，101(35).
中間體(V-3)2-氯-5-氟-1，3-苯二胺的制備 在100毫升三頸瓶中，加入21.1克(0.1mol)4，6-二氨基-5-氯-2-氟-1，3-苯二腈，再加入40毫升75％硫酸，中間管口安裝上回流冷凝管，旁邊一側管口安裝上溫度計，在電磁攪拌下升溫至140～150℃反應12小時后，冷卻至室溫后，將反應液倒入大量冰塊中，再用氫氧化鈉中和至PH為7，冷卻后，用二氯甲烷萃取，萃取液用無水硫酸鈉干燥，減壓蒸餾除去二氯甲烷，得白色固體12.5克(產率78.5％)。
MS160(M+)(100)，143(7)，132(23)，123(13)，98(58).
中間體(V-4)2，3，5-三氟苯胺的制備制備方法同V-2，產率得86.0％。
GC/MS147(M+)(100)中間體(V-5)2，5-二氟-1，3-苯二胺的制備制備方法同V-3，產率得77.6％。
GC/MS144(M+)(100)中間體(V-6)2，5-二氯-3-氟苯胺的制備制備方法同V-2，產率得84.2％。
MS179(M+)(100)，144(16)，124(6)，117(27)，108(33).
中間體(V-7)2，5-二氯-1，3-苯二胺的制備制備方法同V-3，產率得70.2％。
GC/MS176(M+)(100)中間體(VII-1)2-氯-苯甲酰胺的制備將2-氯-苯腈13.7克(0.1mol)及濃度為98％的硫酸15毫升加入到50毫升三頸瓶中，在45-50℃攪拌反應2小時，降溫至20℃時，然后用NaOH中和至PH為7，冷卻，用水洗去吸附的Na2SO4，紅外燈干燥，用DMF-H2O重結晶得白色粉狀固體12.4克(產率80％).mp138-142℃.
1HNMR(δH，，ppm)7.91(1H，s，br)，7.61(1H，s，br)，7.3-7.5(4H，m).
中間體(VII-2)2，6-二氟-苯甲酰胺的制備將2，6-二氟-苯腈13.9克(0.1mol)及濃度為98％的硫酸20毫升加入到100毫升三頸瓶中，在65-70℃攪拌反應2.5小時，降溫至20℃時，然后用NaOH中和至PH為7，冷卻，用水洗去吸附的Na2SO4，紅外燈干燥，用DMF-H2O重結晶得白色粉狀固體13.5克(產率85.9％).mp143-148℃.
1HNMR(δH，，ppm)8.15(1H，s，br)，7.85(1H，s，br)，7.5(1H，m)，7.15(2H，t).
中間體(VII-3)2，6-二氯-苯甲酰胺的制備將2，6-二氯-苯腈17.2克(0.1mol)及濃度為98％的硫酸25毫升加入到100毫升三頸瓶中，在75-80℃攪拌反應3小時，降溫至20℃時，然后用NaOH中和至PH為7，冷卻，用水洗去吸附的Na2SO4，紅外燈干燥，用DMF-H2O重結晶得白色粉狀固體16.5克(產率86.8％).mp193-197℃.
1HNMR(δH，，ppm)8.10(1H，s，br)，7.80(1H，s，br)，7.3-7.6(3H，m).
本發明的化合物的制備將百菌清進行氟化反應生成式(III)化合物，然后將百菌清和式(III)化合物分別再與氨氣或氨水進行胺化反應，反應得式(IV)化合物，再將式(IV)化合物在硫酸溶液中進行一步法水解脫羧得式(V)化合物，另一方面，將式(VI)化合物在硫酸溶液中進行水解反應得式(VII)化合物，然后將式(VII)化合物與草酰氯反應得式(II)化合物，此時再將式(V)化合物與異氰酸酯式(II)化合物反應得式(I)所示的新型苯甲酰基脲類化合物。
百菌清用KF進行氟交換反應，Cl被F交換，交換只能在CN基的O-或P-位，結果得到式(III)化合物，百菌清和式(III)化合物分別再使用NH3或NH3·H2O進行胺化反應，只能在CN基的O-或P-位上，可以一個或兩個F或一個氯被胺化，得到式(IV)化合物，(IV)化合物再在硫酸溶液中一步法水解脫羧，結果兩個腈基被水解脫掉，得式(V)化合物。另一方面，將式(VI)化合物在硫酸溶液中進行水解反應得式(VII)化合物，然后將式(VII)化合物與草酰氯反應得式(II)化合物。此時再將(V)式與(II)化合物反應得到式(I)化合物。現詳述如下1)百菌清用KF進行反應，工藝條件比較溫和，收率好。在CN基的O-或P-位上的Cl可以被F交換。所用KF最好粒度小及較大的表面積，應撤底干燥。溶劑為非質子性溶劑如DMF，DMSO，環丁砜等。根據具體情況，可以考慮用催化劑如18-C-6，正十六烷基三甲基溴化銨。
用量對1摩爾百菌清，2個Cl被F取代時，KF的用量為2.0-3.0摩爾；溶劑量為1-10摩爾；催化劑量為0.005-0.2摩爾。對1摩爾百菌清，3個Cl被F取代時，KF的用量為3.2-4.5摩爾；溶劑量為1-10摩爾；催化劑量為0.005-0.2摩爾。對1摩爾百菌清，4個Cl被F取代時，KF的用量為4.0-7.0摩爾；溶劑量為1-10摩爾；催化劑量為0.005-0.2摩爾。
反應溫度不作具體規定，一般為100-220℃。
反應時間不作具體規定，一般為1-10小時。
產率不做明確規定，通常為43-80％。
2)胺化反應式(III)化合物與NH3或NH3·H2O進行胺化反應，只能在CN基的O-或P-位上，可以一個或兩個F被胺化；百菌清直接與NH3或NH3·H2O進行胺化反應，只能在CN基的O-或P-位上，可以一個Cl被胺化。反應是放熱反應，但還比較溫和，容易做到的，可以使用氨氣或28-30％的氨水，容易做到。結果生成了式(IV)化合物。使用的溶劑，可以按需選擇，如乙二醇二甲醚，THF，DMF，95％乙醇，甲苯，乙腈等。
用量對1摩爾(III)來講，NH3或NH3·H2O常為1-20摩爾，但不作具體規定。
溶劑用量不做明確規定，一般是一份(III)化合物用1-10份溶劑。
反應溫度不做明確規定，通常為-30-60℃，最好在-10℃-室溫。
反應時間不做明確規定，通常為2-8小時。
收率52-88％。
純度98％。
3)水解脫羧式(IV)化合物與濃硫酸進行反應，兩個腈基同時脫去。使用溶劑為60-85％的硫酸溶液。結果生成了式(V)化合物。
用量對1摩爾的(IV)來講，硫酸為5-15摩爾。但不作具體規定。
溫度不作具體規定。常為130-160℃。
反應時間不作具體規定。但常為2-12小時。
收率不作具體規定。但常為70-88％。
純度98％。
4)鄰鹵代苯腈的水解式(VI)化合物與濃硫酸進行反應，反應停留在酰胺階段，結果生成了式(VII)化合物。使用溶劑為85-98％的硫酸溶液。常為98％的硫酸。
用量對1摩爾的(VI)來講，硫酸為2-10摩爾。但不作具體規定。
溫度不作具體規定。常為20-100℃。
反應時間不作具體規定。但常為2-12小時。
收率不作具體規定。但常為80-87％。
純度98％。
5)苯酰胺的異氰酸酯化反應式(VII)化合物與草酰氯反應得式(II)化合物，使用溶劑為非質性溶劑如(1，2-二氯乙烷，甲苯等)。
用量對1摩爾的(VII)來講，草酰氯為1-3摩爾。但不作具體規定。
溶劑用量不做明確規定，一般是一份(VII)化合物用1-10份溶劑。
溫度不作具體規定。常為0-100℃。
反應時間不作具體規定。但常為3-24小時。
收率不作具體規定。但常為66-94％。
純度98％。
6)酰化反應式(II)化合物與式(V)進行酰化反應，使用溶劑可按需選擇如二氯乙烷，三氯甲烷，甲苯等。
用量對1摩爾(II)來講，(V)為1.0-1.3摩爾。
溶劑用量不做明確規定，一般是一份(II)用2-10份溶劑。
溫度不作具體規定。一般為-10-140℃。
反應時間不做明確規定，一般為5-24小時。
收率90％以上。
純度98％。
本發明與現有技術比較具有以下積極效果本發明選用以一種云南易得的原料百菌清(2，4，5，6-四氯-1，3-苯二腈)作為苯基部分的起始原料，對其結構進行修飾合成，得到一系列全新的苯甲酰基脲類衍生物。本發明的新穎性在于苯基4位無鹵素。其生測結果表明，活性同樣甚至更高，這在理論方面有重要意義。在實際運用方面，開辟了一條制備苯甲酰基脲的實用路線。且合成路線短，反應條件溫和，產率高，特別適宜工業化生產，成本低。由于苯甲酰基脲類衍生物引入了殺菌劑百菌清作為母體，因此，與已知的類似化合物相比，具有更高的殺蟲殺卵作用；又由于對魚類和哺乳動物有極度低的毒性而減少了對環境的危害，因此它可以有效地根除或阻止家庭害蟲、動植物寄生害蟲及森林害蟲，實驗證明它具有高效的殺蟲作用，特別是對幼蟲的蛻皮抑制作用更為有效。其方法是使害蟲直接接觸或吸收本發明的化合物即可。在整個生產工藝過程中，具有原料易得、合成路線簡潔、操作簡便、產率高的優點，大大降低民生產成本，特別適合工業化開發。
具體實施例方式
實施例1制取N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲稱取0.1摩爾剛制備的苯甲酰異氰酸酯(II-2)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀釋在配有攪拌器的燒瓶中；另稱取0.1摩爾的苯胺衍生物V-1，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后攪拌下緩緩滴到上述用冰塊冷卻的反應瓶，立即析出白色固體，待放熱完畢后，室溫繼續反應3～4小時后，加熱回流水1小時，冷卻，抽濾得固體。用乙酸乙酯重結晶得白色針狀結晶體N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲(I-1)35.2克，產率92.6％。
實施例2制取N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲稱取0.1摩爾剛制備的苯甲酰異氰酸酯(II-1)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀釋在配有攪拌器的燒瓶中；另稱取0.1摩爾的苯胺衍生物V-1，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后攪拌下緩緩滴到上述用冰塊冷卻的反應瓶，立即析出白色固體，待放熱完畢后，室溫繼續反應3～4小時后，加熱回流水1小時，冷卻，抽濾得固體。用乙酸乙酯重結晶得白色針狀結晶體N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲(I-2)34.7克，產率91.8％。
實施例3制取N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲稱取0.1摩爾剛制備的苯甲酰異氰酸酯(II-3)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀釋在配有攪拌器的燒瓶中；另稱取0.1摩爾的苯胺衍生物V-1，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后攪拌下緩緩滴到上述用冰塊冷卻的反應瓶，立即析出白色固體，待放熱完畢后，室溫繼續反應3～4小時后，加熱回流水1小時，冷卻，抽濾得固體。用乙酸乙酯重結晶得白色針狀結晶體N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2，3，5-三氯苯基)脲(I-3)37.4克，產率90.7％。
實施例4制取N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲稱取0.1摩爾剛制備的苯甲酰異氰酸酯(II-2)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀釋在配有攪拌器的燒瓶中；另稱取0.11摩爾的苯胺衍生物V-2，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后攪拌下緩緩滴到上述用冰塊冷卻的反應瓶，立即析出白色固體，待放熱完畢后，室溫繼續反應3～4小時后，加熱回流水1小時，冷卻，抽濾得固體。用乙酸乙酯重結晶得白色針狀結晶體N-(2，6-二氟苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲(I-4)32.1克，產率92.6％。
實施例5制取N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲稱取0.1摩爾剛制備的苯甲酰異氰酸酯(II-3)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀釋在配有攪拌器的燒瓶中；另稱取0.11摩爾的苯胺衍生物V-2，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后攪拌下緩緩滴到上述用冰塊冷卻的反應瓶，立即析出白色固體，待放熱完畢后，室溫繼續反應3～4小時后，加熱回流水1小時，冷卻，抽濾得固體。用乙酸乙酯重結晶得白色針狀結晶體N-(2，6-二氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲(I-5)34.2克，產率90.1％。
實施例6制取N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲稱取0.1摩爾剛制備的苯甲酰異氰酸酯(II-1)，用干燥1，2-二氯乙烷使其溶解稀釋在配有攪拌器的燒瓶中；另稱取0.1摩爾的苯胺衍生物V-2，也用干燥的1，2-二氯乙烷使其溶解成溶液，然后攪拌下緩緩滴到上述用冰塊冷卻的反應瓶，立即析出白色固體，待放熱完畢后，室溫繼續反應3～4小時后，加熱回流水1小時，冷卻，抽濾得固體。用乙酸乙酯重結晶得白色針狀結晶體N-(2-氯苯甲酰基)-N’-(2-氯-3，5-二氟苯基)脲(I-6)32.6克，產率94.5％。
下面以含有苯甲酰基脲類化合物制劑的室內殺蟲藥效實例說明苯甲酰基脲類化合物制劑的殺蟲效果。
(1).苯甲酰基脲類化合物(I)對小菜蛾幼蟲的防治效果實施例1將苯甲酰基脲類化合物(I-1)制劑稀釋成100ppm，50ppm，10ppm作濃度處理，對象作物為團棵期的甘藍，供試蟲源為小菜蛾1-2齡幼蟲，采用葉碟法，每個濃度做四次重復.在藥后3天，5天，7天分別調查小菜蛾幼蟲存活數。統計四次重復結果并取平均值。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-1)100ppm施藥后3天，死亡率為51.3％。施藥后5天，死亡率為97.4％。施藥后7天，死亡率為100.0％；50ppm施藥后3天，死亡率在50.3％。施藥后5天，死亡率為97.4％。施藥后7天，死亡率為100.0％；10ppm施藥后3天，死亡率為48.7％。施藥后5天，死亡率為89.7％。施藥后7天，死亡率為100.0％。
實施例2將苯甲酰基脲類化合物(I-2)制劑稀釋成100ppm，50ppm，10ppm作濃度處理，對象作物為團棵期的甘藍，供試蟲源為小菜蛾1-2齡幼蟲，采用葉碟法，每個濃度做四次重復。在藥后3天，5天，7天分別調查小菜蛾幼蟲存活數。統計四次重復結果并取平均值。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-2)100ppm施藥后3天，死亡率為72.9％。施藥后5天，死亡率為97.1％。施藥后7天，死亡率為100.0％；50ppm施藥后3天，死亡率在73.0％。施藥后5天，死亡率為97.6％。施藥后7天，死亡率為100.0％；10ppm施藥后3天，死亡率為73.0％。施藥后5天，死亡率為90.4％。施藥后7天，死亡率為100.0％。
實施例3將苯甲酰基脲類化合物(I-3)制劑稀釋成100ppm，50ppm，10ppm作濃度處理，對象作物為團棵期的甘藍，供試蟲源為小菜蛾1-2齡幼蟲，采用葉碟法，每個濃度做四次重復。在藥后3天，5天，7天分別調查小菜蛾幼蟲存活數。統計四次重復結果并取平均值。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-3)100ppm施藥后3天，死亡率為51.3％。施藥后5天，死亡率為97.4％。施藥后7天，死亡率為100.0％；50ppm施藥后3天，死亡率在51.2％。施藥后5天，死亡率為92.1％。施藥后7天，死亡率為100.0％；10ppm施藥后3天，死亡率為51.3％。施藥后5天，死亡率為97.4％。施藥后7天，死亡率為100.0％。
實施例4將苯甲酰基脲類化合物(I-4)制劑稀釋成100ppm，50ppm，10ppm作濃度處理，對象作物為團棵期的甘藍，供試蟲源為小菜蛾1-2齡幼蟲，采用葉碟法，每個濃度做四次重復。在藥后3天，5天，7天分別調查小菜蛾幼蟲存活數。統計四次重復結果并取平均值。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-6)100ppm施藥后3天，死亡率為52.0％。施藥后5天，死亡率為94.9％。施藥后7天，死亡率為97.6％；50ppm施藥后3天，死亡率在20.5％。施藥后5天，死亡率為89.5％。施藥后7天，死亡率為97.3％；10ppm施藥后3天，死亡率為17.9％。施藥后5天，死亡率為78.8％。施藥后7天，死亡率為97.1％。
(2)苯甲酰基脲類化合物(I)對粘幼蟲的毒殺作用實施例1將(I-1)用丙酮溶解成200ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀成所需濃度。對象作物為苗期玉米葉，供試蟲源為4齡粘蟲，采用浸葉法，在藥后24小時、48小時、72小時、96小時、觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲死亡標準。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-1)200ppm死亡率為100％；100ppm死亡率為100％；50ppm死亡率為100％；10ppm死亡率為100％；5ppm死亡率為95％，2.5ppm死亡率為80％。
實施例2將(I-2)用丙酮溶解成200ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀成所需濃度。對象作物為苗期玉米葉，供試蟲源為4齡粘蟲，采用浸葉法，在藥后24小時、48小時、72小時、96小時、觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲死亡標準。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-2)200ppm死亡率為100％；100ppm死亡率為100％；50ppm死亡率為95％；10ppm死亡率為85％；5ppm死亡率為65％。
實施例3將(I-3)用丙酮溶解成200ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀成所需濃度。對象作物為苗期玉米葉，供試蟲源為4齡粘蟲，采用浸葉法，在藥后24小時、48小時、72小時、96小時、觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲死亡標準。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-3)200ppm死亡率為100％；100ppm死亡率為100％；50ppm死亡率為100％；10ppm死亡率為75％。
實施例4將(I-4)用丙酮溶解成200ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀成所需濃度。對象作物為苗期玉米葉，供試蟲源為4齡粘蟲，采用浸葉法，在藥后24小時、48小時、72小時、96小時、觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲死亡標準。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-4)200ppm死亡率為100％；100ppm死亡率為90％。
實施例5將(I-5)用丙酮溶解成200ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀成所需濃度。對象作物為苗期玉米葉，供試蟲源為4齡粘蟲，采用浸葉法，在藥后24小時、48小時、72小時、96小時、觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲死亡標準。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-5)200ppm死亡率為100％；100ppm死亡率為100％；50ppm死亡率為95％。
實施例6將(I-6)用丙酮溶解成200ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀成所需濃度。對象作物為苗期玉米葉，供試蟲源為4齡粘蟲，采用浸葉法，在藥后24小時、48小時、72小時、96小時、觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲死亡標準。藥效結果表明苯甲酰基脲類化合物(I-6)200ppm死亡率為100％；100ppm死亡率為100％；50ppm死亡率為95％。
(3)苯甲酰基脲類化合物(I)對蚊幼蟲的毒殺作用實施例1粘蟲采用浸葉法，將苯甲酰基脲類化合物(I-1)樣品用丙酮溶解配制成5ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀釋成所需濃度。浸漬苗期玉米葉，晾干后放入7cm培養皿中，接入4齡幼蟲10頭，每濃度重復2次~4次。對照用丙酮溶液浸漬玉米葉飼養幼蟲。24小時后取出幼蟲未吃完的處理葉片，添加新鮮的玉米葉片。以后24小時、48小時、72小時、96小時觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。以粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲的死亡標準。濃度為0.05ppm時，死亡率為100％；濃度為0.005ppm時，死亡率為100％；0.001ppm時，死亡率為100％。
實施例2粘蟲采用浸葉法，將苯甲酰基脲類化合物(I-2)樣品用丙酮溶解配制成5ppm濃度的溶液，再根據殺蟲效果用丙酮稀釋成所需濃度。浸漬苗期玉米葉，晾干后放入7cm培養皿中，接入4齡幼蟲10頭，每濃度重復2次~4次。對照用丙酮溶液浸漬玉米葉飼養幼蟲。24小時后取出幼蟲未吃完的處理葉片，添加新鮮的玉米葉片。以后24小時、48小時、72小時、96小時觀察試驗結果，隨時添加新鮮玉米葉片，直至對照幼蟲正常脫皮變成5齡。以粘蟲幼蟲完全死亡，即觸之不動為幼蟲的死亡標準。濃度為0.05ppm時，死亡率為100％；濃度為0.005ppm時，死亡率為100％；濃度為0.001ppm時，死亡率為100％。
權利要求
1.一種新型苯甲酰基脲類化合物，其特征在于其結構式如下 式中，基團R1，R3，R5可為氟原子或氯原子；R2可為氟原子或氯原子或氨基；R4可為氫原子，氯原子或氟原子。
2.根據權利要求1所述的式(I)化合物的合成方法，其特征在于將百菌清進行氟化反應生成式(III)化合物，然后將百菌清和式(III)化合物分別再與氨氣或氨水進行胺化反應，反應得式(IV)化合物，再將式(IV)化合物在硫酸溶液中進行一步法水解脫羧，結果兩個腈基被脫去，得式(V)化合物；另一方面，將式(VI)化合物在硫酸溶液中進行水解反應并停留在酰胺階段，得式(VII)化合物，然后將式(VII)化合物與草酰氯反應得式(II)化合物，此時再將式(V)化合物與異氰酸酯式(II)化合物反應得式(I)新型苯甲酰基脲類化合物。
3.根椐權利要求2所述的合成方法，其特征在于式(I)化合物的合成路線為
4.根據權利要求2或3所述的合成方法，其特征在于百菌清用KF進行氟交換反應，Cl被F交換，交換只能在CN基的O-或P-位，結果得到式(III)化合物，百菌清和式(III)化合物分別再用NH3或NH3.H2O進行胺化反應，只能在CN基的O-或P-位上，可以一個或兩個F或一個氯被胺化，得到式(IV)化合物，(IV)化合物再在硫酸溶液中一步法水解脫羧，結果兩個腈基被水解脫掉，得式(V)化合物。
5.根據權利要求1所述的化合物，其特征在于結構通式為 的化合物如下(a)當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；(b)當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；(c)當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為F，R5為F；(d)當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；(e)當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；(f)當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為F，R5為F；(g)當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(h)當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(i)當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為F，R5為F；(j)當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(k)當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(l)當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為F，R5為F；(m)當R1為Cl，R2為NH2，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；(n)當R1為Cl，R2為NH2，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；(o)當R1為Cl，R2為NH2，R3為Cl時，R4為F，R5為F；(p)當R1為Cl，R2為NH2，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(q)當R1為Cl，R2為NH2，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(r)當R1為Cl，R2為NH2，R3為F時，R4為F，R5為F；(s)當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為H，R5為Cl；(t)當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl；(u)當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為F，R5為F。
6.根據權利要求1所述的化合物，其特征在于上述結構通式的化合物為 當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為F，R5為F；當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為H，R5為Cl；當R1為Cl，R2為Cl，R3為Cl時，R4為Cl，R5為Cl；當R1為Cl，R2為F，R3為Cl時，R4為F，R5為F；當R1為Cl，R2為F，R3為F時，R4為F，R5為F；當R1為F，R2為F，R3為F時，R4為H，R5為Cl；當R1為F，R2為NH2，R3為F時，R4為Cl，R5為Cl。
7.根據權利要求1所述的化合物制備苯甲酰基脲類化合物的殺蟲劑，其特征在于其中R1、R3、R5為氟原子或氯原子；R2為氟原子或氨基或氯原子；R4可為氫原子或氯原子或氟原子。
全文摘要
本發明是一種新型苯甲酰基脲類化合物的合成及應用。新型苯甲酰基脲類化合物的合成方法是將百菌清進行氟化反應生成式(III)化合物，然后將百菌清和式(III)化合物分別再與氨氣或氨水進行胺化反應，反應得式(IV)化合物。再將式(IV)化合物在硫酸溶液中進行一步法水解脫羧得式(V)化合物。另一方面，將式(VI)化合物在硫酸溶液中進行水解反應得式(VII)化合物，然后將式(VII)化合物與草酰氯反應得式(II)化合物。此時再將式(V)化合物與異氰酸酯式(II)化合物反應得式(I)新型苯甲酰基脲化合物。本發明的新穎性在于苯基4位雖無鹵素，其生測結果表明，活性同樣甚至更高，這在理論方面有重要意義。在實際運用方面，開辟了一條制備苯甲酰基脲類昆蟲生長調節劑的實用路線。且合成路線短，反應條件溫和，產率高，特別適宜工業化生產，成本低。
文檔編號C07C275/00GK1486974SQ0213387
公開日2004年4月7日 申請日期2002年9月30日 優先權日2002年9月30日
發明者林軍, 嚴勝驕, 楊麗娟, 宗乾收, 徐蓉, 冒德壽, 劉復初, 林 軍 申請人:云南大學