本發(fā)明涉及農(nóng)藥制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體的制備方法及其用途。
背景技術(shù)：
聯(lián)苯菊酯是一種擬除蟲菊酯類殺蟲殺螨劑，具有觸殺、胃毒作用，無(wú)內(nèi)吸、熏蒸作用，殺蟲譜廣，作用迅速。主要用于棉花、茶樹(shù)、果樹(shù)、蔬菜，谷類等作物，防治多種害蟲，性質(zhì)穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。聯(lián)苯菊酯是八十年代初期開(kāi)發(fā)的一種高效殺蟲劑，在國(guó)際上主要由美國(guó)FMC公司生產(chǎn)。自開(kāi)發(fā)面市以來(lái)，市場(chǎng)上生產(chǎn)和銷售的聯(lián)苯菊酯產(chǎn)品主要是其外消旋體的混合物。
聯(lián)苯菊酯的非對(duì)映立體異構(gòu)體包括R-聯(lián)苯菊酯和S-聯(lián)苯菊酯，其為具有下列化學(xué)結(jié)構(gòu)式的化合物：
對(duì)分離的聯(lián)苯菊酯非對(duì)映立體異構(gòu)體R-聯(lián)苯菊酯和S-聯(lián)苯菊酯的生測(cè)結(jié)果顯示：R-聯(lián)苯菊酯比普通外消旋體的殺蟲活性約高2倍，R-聯(lián)苯菊酯比S-聯(lián)苯菊酯的殺蟲活性高超過(guò)300倍。
中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103319345A涉及一種制備聯(lián)苯菊酯的方法，該方法是由三氟氯菊酰氯與聯(lián)苯醇在堿金屬化合物或堿土金屬化合物作縛酸劑的條件下縮合得到聯(lián)苯菊酯。該方法不以吡啶作縛酸劑，而采用堿金屬化合物或堿土金屬化合物代替有機(jī)胺類化合物作縛酸劑，其目的在于減少現(xiàn)有聯(lián)苯菊酯生產(chǎn)對(duì)人和環(huán)境的危害，并降低了原材料消耗。
中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN102827003A涉及一種聯(lián)苯菊酯的提純方法，該方法將聯(lián)苯菊酯原油，有機(jī)溶劑、水按比例投入攪拌釜中，在加熱的條件下，先充分溶解聯(lián)苯菊酯原油，然后降溫，采用高速剪切、冷卻、過(guò)濾、干燥提純到高純度的聯(lián)苯菊酯粒狀晶體。
上述文獻(xiàn)均未涉及聯(lián)苯菊酯消旋體的拆分。直至目前，聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體的工業(yè)化制備和用途尚無(wú)具體報(bào)道。
綜上，本領(lǐng)域中需要一種能夠經(jīng)濟(jì)且高效地拆分聯(lián)苯菊酯外消旋體，以獲得具有更優(yōu)殺蟲活性的R-聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體的可工業(yè)化生產(chǎn)的制備方法，從而減少農(nóng)藥使用量，降低農(nóng)藥使用成本，提高殺蟲效果，且對(duì)環(huán)境更加友好。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究和試驗(yàn)，得到了能夠高效拆分聯(lián)苯菊酯外消旋體混合物的方法，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明采用了模擬移動(dòng)床的方法來(lái)拆分聯(lián)苯菊酯的外消旋體混合物。
模擬移動(dòng)床是一種利用吸附原理進(jìn)行液體分離操作的傳質(zhì)設(shè)備。它是以逆流連續(xù)操作方式，通過(guò)變換固定床吸咐設(shè)備的物料進(jìn)出口位置，產(chǎn)生相當(dāng)于吸附劑連續(xù)向下移動(dòng)，而物料連續(xù)向上移動(dòng)的效果。這種設(shè)備的生產(chǎn)能力和分離效率比固定吸附床高，又可避免移動(dòng)床吸附劑磨損、碎片或粉塵堵塞設(shè)備或管道以及固體顆?？p間的溝流。
本發(fā)明拆分聯(lián)苯菊酯非對(duì)映異構(gòu)體的模擬移動(dòng)床方法，其特征是采用模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)，填料為纖維素3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯或三苯基氨基甲酸酯纖維素，以正己烷和乙醇為流動(dòng)相，從聯(lián)苯菊酯的外消旋體中拆分出高純度的R-聯(lián)苯菊酯和S-聯(lián)苯菊酯。本發(fā)明運(yùn)用模擬移動(dòng)床制備技術(shù)，對(duì)于指導(dǎo)綠色農(nóng)藥工業(yè)化生產(chǎn)，用高活性立體異構(gòu)體取代外消旋農(nóng)藥，減少農(nóng)藥的使用量，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)和增加農(nóng)藥使用安全性方面都具有重要意義。另外，模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)能夠進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn),自動(dòng)化程度高,生產(chǎn)效率高。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體的制備方法，所述制備方法采用模擬移動(dòng)床對(duì)聯(lián)苯菊酯外消旋體進(jìn)行拆分，并包括以下步驟：
(1)將聯(lián)苯菊酯外消旋體用流動(dòng)相溶解，溶解后的濃度為1-100mg/ml，并由進(jìn)樣泵進(jìn)入模擬移動(dòng)床的色譜系統(tǒng)，填料為纖維素3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯或三苯基氨基甲酸酯纖維素，
色譜系統(tǒng)分成四個(gè)區(qū)，其中一區(qū)位于洗脫液入口與提取液出口之間，在此區(qū)實(shí)現(xiàn)S-聯(lián)苯菊酯的解吸；二區(qū)位于提取液出口與進(jìn)樣口之間，在此區(qū)使S-聯(lián)苯菊酯反復(fù)吸附、解吸、濃縮；三區(qū)位于進(jìn)樣口與提余液出口之間，在此區(qū)得到R-聯(lián)苯菊酯；四區(qū)位于提余液出口與洗脫液入口之間，一方面三區(qū)的洗脫液進(jìn)入到該區(qū)可循環(huán)利用，另一方面將三區(qū)與一區(qū)隔離開(kāi)以防止提余液中的R-聯(lián)苯菊酯進(jìn)入到一區(qū)；
(2)將獲得的R-聯(lián)苯菊酯和S-聯(lián)苯菊酯進(jìn)行濃縮精制，獲得純度為98％以上的產(chǎn)品。
進(jìn)一步地，步驟(1)中所述流動(dòng)相為正己烷和乙醇任意配比的混合物，即兩者體積配比(V:V)為正己烷:乙醇＝(0-100):(0-100)，進(jìn)一步優(yōu)選正己烷:乙醇(V:V)＝(5-12):1，更優(yōu)選正己烷:乙醇(V:V)＝9:1。
進(jìn)一步地，步驟(1)中聯(lián)苯菊酯外消旋體用流動(dòng)相溶解后的濃度為50-85mg/ml，進(jìn)一步優(yōu)選為65-80mg/ml。
進(jìn)一步地，所述的模擬移動(dòng)床的色譜系統(tǒng)的操作溫度為0-50℃，進(jìn)一步優(yōu)選為25-40℃。
進(jìn)一步地，所述模擬移動(dòng)床的色譜系統(tǒng)中色譜柱數(shù)目為8-12根。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體R-聯(lián)苯菊酯，所述R-聯(lián)苯菊酯通過(guò)本發(fā)明的聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體的制備方法獲得。
本發(fā)明的再一個(gè)方面提供了聯(lián)苯菊酯立體異構(gòu)體R-聯(lián)苯菊酯作為殺蟲劑的應(yīng)用。
本發(fā)明的再一個(gè)方面提供了一種殺蟲劑，所述殺蟲劑包括上述R-聯(lián)苯菊酯和混配物，所述混配物包括選自噻蟲嗪、啶蟲脒、吡蟲啉、氯氰菊酯、馬拉硫磷、阿維菌素、炔螨特、噠螨靈、丁醚脲和三唑錫中的至少一種。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了聯(lián)苯菊酯高效殺蟲殺螨立體異構(gòu)體R-聯(lián)苯菊酯的成功分離和可量產(chǎn)工業(yè)化；生測(cè)結(jié)果表明R-聯(lián)苯菊酯以及通過(guò)混配獲得的殺蟲殺螨劑藥效高、用藥量省，對(duì)作物和環(huán)境生態(tài)更安全；相對(duì)防治成本低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，符合當(dāng)前農(nóng)藥發(fā)展的方向。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)了解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
1、設(shè)備及條件選擇
采用的模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)包括洗脫泵、進(jìn)樣泵、萃取泵、色譜柱、電磁閥、單向閥、控溫器和系統(tǒng)控制器及計(jì)算機(jī)等部分。聯(lián)苯菊酯外消旋體樣品溶液和洗脫液分別從樣品液入口和洗脫液入口注入系統(tǒng),聯(lián)苯菊酯的兩個(gè)對(duì)映體分別從提余液和提取液兩個(gè)出口中流出。每隔一定的時(shí)間，樣品液和洗脫液入口、提取液和提余液出口沿流動(dòng)相流動(dòng)的方向切換至下一支色譜柱。
2、色譜柱填料及流動(dòng)相溶劑選擇
填料選擇三苯基氨基甲酸酯纖維素，以正己烷和乙醇(V:V)＝7:1為流動(dòng)相。
3、分離步驟
(1)樣品用流動(dòng)相溶解，溶解后濃度為65mg/ml，由進(jìn)樣泵注入色譜系統(tǒng)，進(jìn)樣濃度的增加有利于提高產(chǎn)量，但其濃度受聯(lián)苯菊酯溶解度的限制。色譜系統(tǒng)由4～24根制備柱組成，分為4個(gè)區(qū)，色譜柱數(shù)目越多分離效果越好，但系統(tǒng)的復(fù)雜度及系統(tǒng)壓力越高，最適合的是8～12根。通過(guò)模擬移動(dòng)床色譜系統(tǒng)的控制器，定期控制電磁閥的開(kāi)閉，使進(jìn)樣口、萃取液出口及殘余液出口沿流動(dòng)相的方向定期變換，使聯(lián)苯菊酯的兩個(gè)對(duì)映體從提取液和提余液兩個(gè)出口流出系統(tǒng)。
(2)將得到的產(chǎn)品溶液經(jīng)過(guò)濃縮精制，得到純度98.5％的合格產(chǎn)品。
實(shí)施例2
將28g純度≥99％的聯(lián)苯菊酯消旋體溶解到5L流動(dòng)相(正己烷和乙醇(V:V)＝9:1)中，調(diào)節(jié)進(jìn)樣液、萃取液、洗脫液流速，在柱溫35℃條件自動(dòng)分離，收集提取液和剩余液分別脫溶重結(jié)晶得S-聯(lián)苯菊酯和R-聯(lián)苯菊酯，S-聯(lián)苯菊酯純度99.3％、R-聯(lián)苯菊酯純度99.5％。
實(shí)施例3
采用浸葉法，測(cè)定了聯(lián)苯菊酯外消旋體、S-聯(lián)苯菊酯、R-聯(lián)苯菊酯對(duì)菜青蟲的綜合毒力。挑取大小一致的新鮮甘藍(lán)葉片，用清水洗凈晾干，然后將葉片放入不同濃度的供試驗(yàn)藥液中浸泡10sec，取出晾干后切成細(xì)絲，每組用10頭3齡菜青蟲幼蟲，在25℃下染毒6h/12h，檢查幼蟲死亡結(jié)果，得出各藥劑的LC50值。
經(jīng)測(cè)定聯(lián)苯菊酯外消旋體及其異構(gòu)體的毒性：R-聯(lián)苯菊酯殺蟲毒力顯著優(yōu)于外消旋體聯(lián)苯菊酯。6h時(shí)R-聯(lián)苯菊酯對(duì)菜青蟲的LC50值1.43mg/L，外消旋體聯(lián)苯菊酯對(duì)菜青蟲的LC50值2.26mg/L，二者毒性相差1.58倍；12h時(shí)R-聯(lián)苯菊酯對(duì)菜青蟲的LC50值0.85mg/L，外消旋體聯(lián)苯菊酯對(duì)菜青蟲的LC50值1.83mg/L，二者毒性相差2.15倍；S-聯(lián)苯菊酯的LC50值均大于300mg/L，與R-聯(lián)苯菊酯比較毒性相差300倍以上。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。