溴虫氟苯双酰胺是由日本三井农药化学有限公司研究发现, 与德国 BASF 公司联合开发的新型双酰胺类杀虫剂,试验代号 MCI-8007, CAS 登录号1207727-04-5, IUPAC 化学名称为 N-(2-溴-4-(全氟丙烷-2-基)-6-三氟甲基)苯基-2-氟-3-(N-甲基苯甲酰胺基)苯甲酰胺。 溴虫氟苯双酰胺被归为 IRAC 作用机制分类 Group30, 也是目前此组中唯一的化合物。
溴虫氟苯双酰胺通过作用于昆虫神经细胞中的 GABA 受体, 别构抑制 GABA 激活的氯通道, 抑制氯离子向神经细胞传递, 引起昆虫过度兴奋和抽搐, 最后实现快速杀虫。
溴虫氟苯双酰胺不仅具有广谱、 高效、 内吸性强等特点, 且能有效防治抗性害虫, 解决了害虫对氯虫苯甲酰胺、 氟虫腈等杀虫剂的抗性问题。 溴虫氟苯双酰胺可用于农作物领域鳞翅目 (如小菜蛾、 斜纹夜蛾、 甜菜夜蛾、 棉铃虫、 草地贪夜蛾等)、 鞘翅目 (如黄曲跳甲、 小猿叶甲等) 以及蓟马 (棕榈蓟马、 葱蓟马/烟蓟马等) 等主要靶标害虫的有效防治, 还可用于生活环境领域蟑螂科 (如白蚁、 蟑螂等)、 蝇科(如苍蝇、 蚊子等) 的有效防护与治理。 其在卫生害虫领域、 农业害虫领域、 木材防护等领域的应用开发仍在不断取得新进展, 溴虫氟苯双酰胺基于其独特的活性特点与作用机理有望成为杀虫剂抗性管理(IRM)中有价值的新工具之一。
溴虫氟苯双酰胺害虫防治谱颇广, 国内关于其用于防治鳞翅目害虫如甘蓝小菜蛾和菜青虫等、鞘翅目害虫如跳甲等以及蓟马科害虫如西瓜蓟马等也多有报道; 溴虫氟苯双酰胺用于防治黑刺粉虱和小贯小绿叶蝉等害虫的报道也不难找到。 基于调研, 溴虫氟虫双酰胺对水稻稻飞虱发生无明显影响, 不能用于水稻稻飞虱的有效防治; 关于溴虫氟苯双酰胺用于防治蚜虫未见报道。
路线一:基于 2-氯-3-硝基苯甲酸中酸酯化、氯氟化、 硝基还原、 胺基甲醛缩合还原甲基化、苯甲酰化得到 2-氟-3-(N-甲基苯甲酰) 胺基苯甲酸甲酯, 再经酯水解成酸、酸酰氯化、与 2-溴-4-(全氟丙烷-2-基)-6-三氟甲基苯胺酰胺化共 8 步反应得到溴虫氟苯双酰胺。
路线二:基于 2-氟-3-硝基苯甲酸甲酯中硝基还原、 胺基甲醛缩合还原甲基化、 苯甲酰化得到 2-氟-3-(N-甲基苯甲酰)胺基苯甲酸甲酯, 再经酯水解成酸、 酸酰氯化、与 2-溴-4-(全氟丙烷-2-基)苯胺酰胺化、 最后实现 6-三氟甲基化共 7 步合成溴虫氟苯双酰胺:
路线三:基于 2-氯-3-硝基苯甲酸中酸酰氯化、 与2-溴-4-(全氟丙烷-2-基)-6-三氟甲基) 苯胺酰胺化、 氯氟化、 硝基还原、 胺基甲醛缩合还原甲基化、 苯甲酰化共 6 步得到溴虫氟苯双酰胺:
路线四:以 2-氟-3-硝基苯甲酸为起始原料, 通过最后上七氟异丙基和溴, 经过 7 步反应得到溴虫氟苯双酰胺:
路线五:2-氟-3-硝基苯甲酸为原料, 经酸酰氯化、还原、 二步酰胺化、 甲基化共 5 步反应得到溴虫氟苯双酰胺, 同时还得到其甲基化副产物:
福州大学陈芬儿院士团队提出微填充床反应器(μPBRs)-微管反应器(μTRs)混合流动系统的创新策略,并成功应用于溴虫氟苯双酰胺的八步流动合成,(期刊:JACS Au, 2025, 5, 4114−4122;DOI:10.1021/jacsau.5c00771)。本文中提出了一种创新的连续流合成策略,通过结合微填充床反应器(μPBRs)和微管式反应器(μTRs),成功解决了多步连续流合成中反应条件不兼容的关键难题。该系统在无需中间体分离的情况下,高效合成了N-酰基-N-烷基苯胺类关键药效团,并进一步实现了两种高效杀虫剂Cyproflanilide和Broflanilide的八步全连续流合成。该研究不仅提升了反应效率和安全性,还显著降低了溶剂毒性和废弃物生成,体现了绿色合成和连续制药的先进理念。
Figure 1. Introduction of N-acyl-N-alkyl anilines and the hybrid flow system:介绍了N-酰基-N-烷基苯胺类化合物在药物和农药中的广泛存在,并展示了其通用的三步合成路径(硝基还原、还原胺化、酰胺偶联)。同时提出了μPBR/μTR混合流动系统的设计理念,突出了其在解决反应兼容性、催化剂固定化和溶剂适应性方面的优势:
Figure 2. Four-step telescoped multistep flow synthesis of meta-aminobenzoic acids:详细展示了通过四步连续流反应(硝基还原、还原胺化、酰胺偶联、酯水解)高效合成关键中间体5a和5b的流程。系统在极短时间(15.5分钟和13.8分钟)内分别实现了87%和84%的高产率,体现了流动化学在反应加速和过程强化方面的显著优势:
Figure 3. Flow Syntheses of Cyproflanilide and Broflanilide:该图展示了从中间体5和6出发,通过酰胺偶联反应最终合成Cyproflanilide和Broflanilide的流动化学路径。特别强调了在流动条件下实现的高效、安全、可放大的合成策略,包括双相磺化脱卤反应和绿色溶剂替代传统有毒溶剂DMF的成功案例:
Table 1. Screening for Steps 7 and 8 in the Flow Synthesis of Cyproflanilide:该表格系统筛选了酰氯生成和酰胺偶联两步反应在流动条件下的最优温度与停留时间组合。最终在130°C下酰氯生成配合90°C下酰胺偶联,实现了90%的高产率,展示了流动系统中精准控制反应参数的重要性。
Table 2. Comparisons between Our Flow Protocol and the Reported Batch Protocol:该对比表格全面展示了流动合成策略在反应效率、时间、溶剂可持续性和安全性方面相较于传统批次合成的显著优势。流动系统在更短的时间内实现了更高产率,避免了有毒溶剂的使用,并显著提升了过程安全性,体现了其在连续制药和绿色化学中的巨大潜力。
该文构建了“μPBR+μTR”杂化连续流平台,把 Broflanilide 传统 8 步批式工艺压缩为 16 min 级联流式反应,收率、安全性、绿色度全面提升,为 meta-diamide 类杀虫剂的大规模连续制造提供了可直接移植的工艺蓝图。
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参考资料:溴虫氟苯双酰胺(Broflanilide)的合成与生物活性:《精细化工中间体》,2020年12月,第50卷第6期,作者柳爱平等。