117428-22-5 / 啶氧菌酯的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

啶氧菌酯(picoxystrobin)是先正達公司于1988年率先開發(fā)的新型甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑。2006年杜邦公司從先正達公司收購該產(chǎn)品在全球的使用權(quán)，隨后將該產(chǎn)品在全球登記推廣。由于具有內(nèi)吸活性和熏蒸活性，啶氧菌酯比嘧菌酯和肟菌酯具有更高的治療活性，用于谷物病害防治時不僅具有殺菌作用，還能增產(chǎn)，因而上市以來全球銷售額逐年遞增，2014年達3.5億美元。

理化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)^[1]

啶氧菌酯，英文通用名：picoxystrobin，分子式：C18H16F3NO4，化學(xué)名稱：(E)-3-甲氧-2-[2-[6-(三氟甲基)-2-吡啶氧甲基]苯基]丙烯酸甲酯。啶氧菌酯是線粒體呼吸抑制劑，即通過在細胞色素b和c1間電子轉(zhuǎn)移抑制線粒體的呼吸。防治對14-脫甲基化酶抑制劑、苯甲酰胺類、二羧酰胺類和苯并咪唑類產(chǎn)生抗性的菌株有效。啶氧菌酯為棕色固體,純品為白色結(jié)晶固體，熔點68-69°C,沸點：453.1±45.0°C，相對密度1.275±0.06g/cm（20°C），溶解性：難溶于水，水中溶解度0.128g/L(20℃)，微溶于正辛醇，己烷,易溶于甲苯，丙酮，乙酸乙酯，二氯甲烷,乙腈等。

啶氧菌酯

應(yīng)用^[3]

啶氧菌酯主要用于治療谷物和水果類病害，如防治麥類的葉枯病、葉銹病、潁枯病、褐斑病、白粉病等，它的使用量為250g/hm2；而且在用于大麥和蘋果的病害防治時，對使用嘧菌酯等藥劑防效不高的病害有特效。在谷物上用啶氧菌酯處理后，能得到產(chǎn)量高、質(zhì)量好、顆粒大而飽滿的谷物。

作用機制

啶氧菌酯同其他的甲氧基丙烯酸酯類化合物一致，藥劑進入病菌細胞內(nèi)后，阻斷細胞色素b和細胞色素c1之間的電子傳遞，從而抑制線粒體的呼吸作用，破壞病菌的能量合成及循環(huán)。那么，由于缺乏能量供應(yīng)，病菌孢子萌發(fā)、菌絲生長和孢子的形成都受到抑制。另外，啶氧菌酯一旦被葉片吸收，就會在木質(zhì)部中移動，隨水流在運輸系統(tǒng)中不斷地流動，同時也在葉片表面的氣相中流動并隨著，并從氣相中吸收進人葉片后可以又在木質(zhì)部中流動。無雨條件下用啶氧菌酯［250g(a.i.)／hm2]噴霧處理的作物和將同樣噴霧處理后2小時的作物暴露于降雨量為10mm，長達1小時進行比較，結(jié)果表明兩者對大麥葉枯病的防治效果是一致的。

制備^[2]

路線1：3-異色酮與氯化亞砜反應(yīng)得到鄰氯甲基苯乙酸甲酯，然后經(jīng)醚化、酯縮合、甲基化反應(yīng)得到啶氧菌酯:

路線2：3-異色酮經(jīng)酯縮合、甲基化、開環(huán)、醚化反應(yīng)得到啶氧菌酯:

具體合成方法：

1.鄰甲基苯乙酸甲酯的合成

攪拌下向500mL三頸瓶中依次加入甲醇(200mL)、強酸性離子交換樹脂(1g)、鄰甲基苯乙酸(0.2mol，29.8g)。加熱回流反應(yīng)7h。過濾，蒸餾出甲醇。再減壓蒸出產(chǎn)品得無色透明液體28.6g，收率94.1%。

2.3-羥基-2-鄰甲苯基丙烯酸甲酯的合成

250mL三頸瓶中加入甲苯100mL，攪拌下依次加入60%氫化鈉(0.15mol，6g)、甲酸甲酯(0.2mol，12g)、鄰甲基苯乙酸甲酯(0.1mol，16.3g)，室溫反應(yīng)9h。加入水40mL，攪拌30min。靜置30min，分出水相，氫氧化鈉溶液(10%)洗滌有機相。合并水層，鹽酸調(diào)pH值5，析出紅色油狀物。二氯甲烷萃取，無水硫酸鎂干燥，過濾，蒸餾出二氯甲烷得紅色油狀物17.7g，收率92.0%。其中Z-式85%，E-式15%。

3.3-甲氧基-2-鄰甲苯基丙烯酸甲酯的合成

向250mL三頸瓶中加入水(100mL)，攪拌下加入氫氧化鈉(0.22mol，9g)、四丁基溴化銨(0.2g)。冰浴下加入3-羥基-2-鄰甲苯基丙烯酸甲酯(0.15mol，28.8g)，攪拌降溫。5℃下滴加硫酸二甲酯(0.2mol，25.8g)，1.5h滴加完畢后置于30℃下反應(yīng)8h。冰浴下加水40mL，分出水相，氫氧化鈉溶液(5%)洗滌2次，水洗至中性。甲苯層用無水硫酸鎂干燥，過濾，濾液旋干，得淡黃色液體24.5g，收率79.3%，其中E-式約93%，Z-式約7%。

E-式異構(gòu)體：1HNMR(CDCl3，TMS)δ：7.51(s，1H)，7.35~6.98(m，4H)，3.79(s，3H)，3.68(s，3H)，2.21(s，3H)。Z-式異構(gòu)體：1HNMR(CDCl3，TMS)δ：7.34~6.98(m，4H)，6.50(s，1H)，3.85(s，3H)，3.68(s，3H)，2.21(s，3H)。

4.(E)-3-甲氧基-2-(2-氯甲基苯基)-2-丙烯酸甲酯的合成

向裝有溫度計的250mL三頸瓶中依次加入四氯化碳(30mL)、3-甲氧基-2-鄰甲苯基丙烯酸甲酯(0.04mol，8.24g)、過氧化苯甲酰0.15g、NCS(0.044mol，5.88g)，加熱回流反應(yīng)4h。降至室溫，過濾。濾液旋干，得淡黃色黏稠液體11.1g，收率77.5%，含量90%。

5.啶氧菌酯的合成

向裝有溫度計的250mL三頸瓶中加入70mL丙酮，攪拌下依次加入(E)-3-甲氧基-2-(2-氯甲基苯基)-2-丙烯酸甲酯(0.15mol，42.8g)、2-羥基-6-三氟甲基吡啶(0.15mol，24.5g)、碳酸鉀(0.15mol，20.7g)，加熱回流反應(yīng)7h。冷卻，過濾，濾液旋干得53.7g黏稠液體。用甲醇結(jié)晶，析出類白色固體。過濾，真空干燥箱30℃下烘干。得白色結(jié)晶37.9g，收率83%，含量99%，液相色譜檢測，E-式異構(gòu)體含量99%。

主要參考資料

[1]范文玉, 馬韻升, & 王維. (2005). 廣譜殺菌劑啶氧菌酯. 農(nóng)藥, 44(6), 269-270.

[2] 朱海霞, 楊新安, 張王兵, & 丁振華. (2011). 流動注射化學(xué)發(fā)光法測定啶氧菌酯. 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 28(4), 384-386.

[3] 羅香文, 嚴清平, 陳武瑛, 陳昂, 李宗云, & 楊芳等. (2016). 土壤和水中啶氧菌酯的環(huán)境行為研究. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 35(5), 926-930.