Разработка технологичных методов синтеза пиретроида этофенпрокса и его аналогов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Введение

Глава 1 ' СИНТЕТИЧЕСКИЙ ПИРЕТРОИД НОВОГО 7 ПОКОЛЕНИЯ - ЭТОФЕНПРОКС И ЕГО АНАЛОГИ (Литературный обзор)

1.1. Природные пиретрины и синтетические пиретроиды

1.2. Этофенпрокс - новый синтетический пиретроид

1.2.1. Инсектицидная активность этофенпрокса

1.2.2. Токсичность и безопасность

1.2.3. Области применения этофенпрокса

1.2.4. Синтез этофенпрокса

1.3. Синтез аналогов этофенпрокса 23 1.3.1. Аналоги этофенпрокса с ге.м-диметильной группой 23 1.3.2 Аналоги этофенпрокса, не содержащие гемдиметильную группу

1.3.3. Аналоги этофенпрокса, не содержащие эфирную 28 группу

1.3.4. Аналоги этофенпрокса, не содержащие 34 ароматического фрагмента

Глава 2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧНЫХ МЕТОДОВ 37 СИНТЕЗА ИНСЕКТИЦИДА ЭТОФЕНПРОКСА И ЕГО АНАЛОГОВ (Обсуждение результатов)

2.1. Получение этофенпрокса

2.1.1. Синтез 2-(4-этоксифенил)-2-метилпропилового спирта

2.1.2. Синтез 2-(4-этоксифенил)-2-метилпропилхлорида 40 2.1.2.1. Получение гидропероксида п-(/3-хлор-трет-бутил)

2.1.2.2.

2.1.2.3.

2.1.2.4.

2.1.2.5. 2.1.3.

2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.3.

Глава

3.1.1.

3.1.2.

3.1.2.1.

3.1.2.2.

3.1.2.3.

3.1.3. изопропилбензола.

Распад гидропероксида я-(/?-хлор-га/?ега-бутил)изопропилбензола.

Окисление я-(/?-хлор-га/?ега-бутил)изопропилбензола 49 в присутствии стеарата натрия и окиси кальция Катализируемое сернойкислотой разложение гидро- 50 пероксида я-(6-хлор-га/?ет-бутил)изопропилбензола Этилирование и-(/?-хлор-га/?ет-бутил)фенола

Синтез этофенпрокса (образование простой эфирной 53 связи)

Синтез аналогов этофенпрокса

Синтез 3-феноксибензильных производных

Синтез а-циан-3-феноксибензильных производных 61 Синтез оксирановых производных

Инсектицидные свойства некоторых аналогов этофенпрокса

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Синтез этофенпрокса

Синтез 2-(4-этоксифенил)-2-метилпропилого спирта

Синтез 2-(4-этоксифенил)-2-метилпропилхлорида

Получение гидропероксида я-(/?-хлор-т/>ет-бутил)- 73 изопропилбензола

Катализируемое серной кислотой разложение гидро- 74 пероксида я-(/?-хлор-/??/?ет-бутил)изопропилбензола

Этилирование я-(/?-хлор-га/>ет-бутил)фенола

Синтез этофенпрокса (образование простой эфирной 76 связи)

3.2. Синтез аналогов этофенпрокса

3.2.1. Синтез 3-феноксибензильных производных

3.2.2. Синтез а-циан-3-феноксибензильных производных

3.2.3. Синтез оксирановых производных

ВЫВОДЫ

Синтетические пиретроиды являются аналогами природных инсектицидов - пиретринов, содержащихся в далматской ромашке и являющихся активным началом препарата пиретрум, используемого для борьбы с бытовыми насекомыми. Пиретрины быстро разлагаются и поэтому не нашли применения в сельском хозяйстве. Более стабильные синтетические пиретроиды, обладающие высокой эффективностью в сочетании с малой токсичностью для людей и теплокровных животных и экологической безопасностью для окружающей среды, являются одним из наиболее эффективных средств контроля численности широкого круга вредных насекомых. Пиретроиды широко используются в сельском хозяйстве, ветеринарии, медицине и в быту. К основным недостаткам синтетических пиретроидов следует отнести высокую токсичность для рыб и высокую стоимость, связанную со сложностью их производства. Этих недостатков лишены пиретроиды нового типа - этофенпрокс и его аналоги, которые в отличие от других синтетических пиретроидов не содержат сложноэфирную группировку. Поэтому разработка оригинальных и экономичных методов получения этофенпрокса и его аналогов из доступного сырья с использованием стандартных технологичных схем представляется актуальной.

Целью настоящей работы является разработка технологичных методов получения этофенпрокса и поиск новых его аналогов на основе доступных исходных соединений и полупродуктов в синтезе пиретроидов.

Выполнено целенаправленное исследование в области синтеза этофенпрокса и его модифицированных аналогов и проведена оценка их биологической активности. Осуществлен поиск технологичных схем синтеза этофенпрокса на основе доступного сырья и с использованием известных методологических приемов. Разработана оригинальная схема 6 получения /7-гидроксинеофилхлорида - ключевого полупродукта в синтезе этофенпрокса, основанная на реакции жидкофазного окисления молекулярным кислородом л-изопропилнеофилхлорида. Изучены кинетические закономерности стадий жидкофазного окисления и разложения полученного гидропероксида. Установлено, что добавление в реакционную массу веществ, обладающих основными свойствами, повышает селективность процесса и выход продукта окисления. Показано, что ультразвуковое облучение реакции конденсации 3-феноксибензилового спирта с арилалкилхлоридами позволяет сократить время процесса образования простых эфиров.

Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории карбенов и малых циклов ИОХ им. Н. Д. Зелинского РАН, сотрудникам лаборатории окислительных процессов и лаборатории тонкого органического синтеза ИОХ УНЦ РАН за помощь при выполнении диссертационной работы.

ВЫВОДЫ

1. Выполнен цикл исследований в области синтеза пиретроида этофенпрокса и его аналогов на основе доступного нефтехимического сырья, оптимизированы стадии получения я-гидрокси-неофилхлорида и его последующего превращения в этофенпрокс.

2. Разработана оригинальная схема получения я-гидрокси-неофилхлорида - ключевого полупродукта в синтезе этофенпрокса, основанная на реакции жидкофазного окисления я-изопропил-неофилхлорида молекулярным кислородом.

3. Изучены кинетические закономерности стадий получения и разложения гидропероксида я-изопропилнеофилхлорида, образование которого протекает через максимум накопления.

4. Установлено, что селективность реакции жидкофазного окисления я-изопропилнеофилхлорида существенно повышается при добавлении в реакционную массу веществ, обладающих основными свойствами.

5. Показано, что ультразвуковое облучение реакции конденсации 3-феноксибензилового спирта с арилалкилхлоридами позволяет сократить время процесса образования и повысить выход простых эфиров.

6. Осуществлен синтез ряда простых эфиров с 3-феноксибензильными, а-циан-3-феноксибензильными и цианоксирановыми фрагментами — аналогов этофенпрокса.