一甲基吡啶在农药上的应用

吡啶类化合物是农药生产中十分重要的原料和中间体，其中的一甲基吡啶是吡啶类化合物中的重要品种。一甲基吡啶主要为3-甲基吡啶，此外还有2-甲基吡啶和4-甲基吡啶。在以丙烯醛和氨为原料合成3-甲基吡啶中，有40%～50%为3-甲基吡啶，还有5%左右的2-甲基吡啶和8%左右的4-甲基吡啶。以一甲基吡啶为原料开发的农药品种中，尤以3-甲基吡啶的最多。以下分别对2-甲基吡啶、3-甲基吡啶和4-甲基吡啶在农药合成中应用情况分别予以介绍。

12-甲基吡啶在农药中的应用

以2-甲基吡啶为原料合成的农药主要有：杀虫剂Pyriprole，杀菌剂啶氧菌酯，除草剂氟吡酰草胺、二氯吡啶酸、氨氯吡啶酸、氯氨吡啶酸和三氯甲基吡啶等。

1.1杀虫剂Pyriprole

杀虫剂Pyriprole的化学结构：

该剂为日本三菱化学公司研制的苯基吡唑类杀虫剂，为著名杀虫剂氟虫腈的同系物。主要用于水稻防治半翅目和鞘翅目害虫，属r-氨基丁酸抑制剂。此杀虫剂对水生生物毒性较高。它于2001年7月30日申请专利。

此杀虫剂的合成路线：

而2-氯甲基吡啶可由2-甲基吡啶经氯化制取。

1.2杀菌剂啶氧菌酯（picoxystrobin）

杀菌剂啶氧菌酯（picoxystrobin）的化学结构：

啶氧菌酯是先正达公司开发的甲氧丙烯酸酯类杀菌剂，为线粒体呼吸抑制剂。主要用于麦类防治叶枯病、锈病、颖枯病、褐斑病、白粉病等病害。1988年1月14日申请专利（2008年1月14日化合物专利到期），2001年上市。2003年销售额为0.48亿美元，2005年为0.60亿美元，2007年为0.50亿美元，2009年为1.45亿美元。

啶氧菌酯合成路线：

其吡啶中间体的合成路线：

1.3除草剂氟吡酰草胺（picolinafen）

除草剂氟吡酰草胺（picolinafen）的化学结构：

该除草剂为原美国氰胺公司（现为巴斯夫公司）所开发，属胡萝卜素合成抑制剂。其主要用于麦田防除猪殃殃、田堇菜、婆婆纳、宝盖草等杂草。该剂1990年3月16日申请专利（2010年3月16日化合物专利到期），2002年上市。2003年销售额0.08亿美元，2005年＼

氟吡酰草胺的合成路线：

1.4除草剂二氯吡啶酸（clopyralid）

除草剂二氯吡啶酸（clopyralid）的化学结构：

二氯吡啶酸系由陶氏益农公司所开发，现印度联合磷化生产，为选择性内吸除草剂。该剂主要用于油菜、麦类、玉米、十字花科蔬菜等作物除阔叶杂草。该除草剂无专利问题，产品于1975年上市。2003年的销售额为1.05亿美元，2005年为1.00亿美元，2007年为1.20亿美元，2009年为1.55亿美元。

二氯吡啶酸的合成方法有多种，其中以2-甲基吡啶为原料的方法较为传统，合成路线：

1.5除草剂氨氯吡啶酸（picloram）

除草剂氨氯吡啶酸（picloram）的化学结构：

氨氯吡啶酸为陶氏益农公司所开发。该剂主要 用于林地、空地、小麦、玉米、高粱等防除阔叶杂草。该除草剂无专利问题，产品在1963年即已上市。2003年的销售额达1.50亿美元，2005年为1.85亿美元，2007年为2.30亿美元，2009年为2.20亿美元。

氨氯吡啶酸的合成路线：

1.6除草剂氯氨吡啶酸（aminopyralid）

除草剂氯氨吡啶酸（aminopyralid）化学结构：

除草剂氯氨吡啶酸由陶农科公司所开发，主要用于牧草田，其对菊科、豆科杂草十分有效。它于2001年1月12日申请专利，产品于2006年上市。2007年销售额为0.53亿美元，2009年为1.00亿美元。

氯氨吡啶酸的合成路线：

1.7三氯甲基吡啶（nitrapyrin）

三氯甲基吡啶（nitrapyrin）的化学结构：

该药剂亦为陶农科公司所开发。其作为抑制土壤中氨硝化细菌的硝化抑制剂使用，从而防止大气中因温室效应使气体N20的浓度增大。该剂早在1974年即上市，无专利问题，合成路线：

24-甲基吡啶在农药中的应用

由4-甲基吡啶合成的主要农药品种有：植物生长调节剂抗倒胺、除草剂啶磺草胺。

2.1植物生长调节剂抗倒胺（inabenfide）

植物生长调节剂抗倒胺（inabenfide）的化学结 构：

抗倒胺为日本中外制药公司开发的植物生长调节剂。其通过抑制植物赤霉素的合成，而呈现抗倒伏活性。该剂主要用于水稻。抗倒胺的专利申请日为1980年9月30日，现专利已到期。产品于1987年上市，2003年销售额为＼

抗倒胺的合成路线：

2.2除草剂啶磺草胺（pyroxsulam）

除草剂啶磺草胺（Pyroxsulam）的化学结构：

该除草剂为陶农科开发的磺酰胺类除草剂。该剂适用于麦类作物田防除一年生禾本科和阔叶杂草，为乙酰乳酸合成酶抑制剂。该剂于2001年11月2日申请专利，产品于2007年上市。2009年的销售额为0.87亿美元。

啶磺草胺的合成路线：

33-甲基吡啶在农药中的应用

由3-甲基吡啶制备的农药品种甚多，主要可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂三大类。

3.1杀虫剂

3.1.1吡虫啉（imidacloprid）

吡虫啉（imidacloprid）的化学结构：

吡虫啉为第一个新烟碱类杀虫剂，其为拜耳公司所开发。它属烟碱型乙酰胆碱受体作用剂，可用于众多作物，主要防治刺吸性害虫，如蚜虫、飞虱、叶蝉等。该杀虫剂于1985年1月17日申请专利，现专利已到期。产品于1991年上市。2003年销售额为6.65亿美元，2005年为8.30亿美元，2007年为8.40亿美元，2009年为9.50亿美元。

该杀虫剂以3-甲基吡啶为原料的合成路线：

其中间体2-氯-5-氯甲基吡啶也可由3-甲基吡啶：

3.1.2啶虫脒（acetamiprid）

啶虫脒（acetamiprid）的化学结构：

啶虫脒由日本曹达公司所开发。其作用机制、防治对象同吡虫啉，但其对鳞翅目害虫亦有效，药效优于吡虫啉。该杀虫剂于1990年10月4日申请专利，产品于1996年上市。2003年其销售额为0.60亿美元，2005年为0.95亿美元，2007年为1.30亿美元，2009年为1.85亿美元。

它以2-氯-5-氯甲基吡啶为原料的合成路线：

有关2-氯-5-氯甲基吡啶的合成方法可见吡虫啉。

3.1.3噻虫啉（thiacloprid）

噻虫啉（thiacloprid）的化学结构：

噻虫啉为拜耳公司开发的新烟碱类杀虫剂，其作用机制同吡虫啉。除对刺吸性害虫有效外，该剂对一些鳞翅目害虫亦有效。其可用于众多作物。噻虫啉于1987年2月24日申请专利，产品2000年上市。2003年其销售额为0.3亿美元，2005年为0.55亿美元，2007年为0.80亿美元，2009年为1.05亿美元。

噻虫啉的合成路线：

其中间体2-氯-5-氯甲基吡啶合成方法见吡虫啉。

3.1.4烯啶虫胺（nitenpyram）

烯啶虫胺（nitenpyram）的化学结构：

烯啶虫胺是由日本武田农药（现属住友化学）公司开发的新烟碱类杀虫剂。其主要用于水稻、蔬菜、果树和茶树等。作用机制同吡虫啉。烯啶虫胺于1988年7月28日申请专利。2003年销售额为0.45亿美元，2005年＼

烯啶虫胺以中间体2-氯-5-氯甲基吡啶的合成路线：

3.1.5氟啶脲（chlorfluazuron）

氟啶脲（chlorfluazuron）的化学结构：

氟啶脲是由日本石原产业和先正达公司开发的苯甲酰脲类杀虫剂。该杀虫剂主要用于棉花、蔬菜、水果、马铃薯、茶树及观赏植物。为几丁质合成抑制剂。

氟啶脲于1978月4月28日申请专利，1989年上市。2003年销售额为＼

氟啶脲的合成路线：

3.1.6啶虫丙醚（pyridalyl）

啶虫丙醚（pyridalyl）的化学结构：

啶虫丙醚是由日本住友化学公司所开发的具有新颖作用机制的杀虫剂。它可用于蔬菜、棉花、果树等作物防治鳞翅目、蓟马等害虫。

该剂于1995年10月12日申请专利，于2004年上市。2005年销售额＼

啶虫丙醚的合成路线：

3.1.7吡蚜酮（pymetrozine）

吡蚜酮（pymetrozine）的化学结构：

该剂由原诺华（现属先正达）公司开发。它通过阻塞刺吸性害虫口针而致效。可用于蔬菜、园艺作物、大田作物、棉花、落叶果树等防治蚜虫、粉虱、叶蝉、飞虱等害虫。

吡蚜酮于1988年10月17日申请专利，于1994年上市。2003年销售额为0.35亿美元，2005年0.45亿美元，2007年＼

吡蚜酮的合成路线：

3.1.8氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）

氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）的化学结构：

该剂为杜邦公司开发的鱼尼汀受体作用剂类杀虫剂，可用于大多数作物防治以鳞翅目害虫为主的多种害虫。

该杀虫剂于2002年8月31日申请专利，2008年上市。2009年其销售额为2.2亿美元。

氯虫苯甲酰胺的合成路线甚多，其中，以3-甲基吡啶为原料的合成路线如下：

3.1.9溴氰虫酰胺（cyantraniliprople）

溴氰虫酰胺（cyantraniliprople）的化学结构：

该剂亦为杜邦公司开发的鱼尼汀受体作用剂，作用对象同氯虫苯甲酰胺。其主要用于蔬菜和果树防治鳞翅目、双翅目害虫及果蝇、甲虫等各种害虫，具内吸性。

该剂拟于2012年上市，现正在中国登记。2004年1月21日申请专利。计划将来市场达10亿-15亿美元。

其含吡啶中间体合成方法同氯虫苯甲酰胺。

3.1.10Pyifluquinazon

Pyifluquinazon的化学结构：

该剂由日本农药公司所开发，主要用于蔬菜、果树和茶树等作物防治半翅目、缨翅目害虫。其主要通过抑制害虫进食而致效。该杀虫剂于2000年11月2日申请专利。

其合成中所用中间体同吡蚜酮，即以烟醛-3为起始物，pyifluquinazon合成路线：

3.2杀菌剂

3.2.1啶酰菌胺（boscalid）

啶酰菌胺（boscalid）的化学结构：

该杀菌剂系由巴斯夫公司所开发，为琥珀酸辅酶Q还原酶抑制剂。它可用于众多作物防治白粉病、灰霉病及各种腐烂病。

该剂1992年11月7日申请专利，2003年上市。2005年销售额为1.05亿美元，2007年为1.70亿美元，2009年2.80亿美元，增长速度极快。

啶酰菌胺的合成路线：

3.2.2氟啶胺（fluazinam）

氟啶胺（fluazinam）的化学结构：

氟啶胺系由日本石原产业研制，原ICI（现属先正达）公司开发，为线粒体氧化磷酰化解偶联剂。它可用于众多作物防治灰霉病、霜霉病、白粉病、炭疽病、疫病等众多病害，杀菌谱广，且对食植性螨类有效。

该剂于1980年12月3日申请专利，1988年上市。其2003年销售额0.85亿美元，2005年1.10亿美元，2007年1.30亿美元，2009年1.05亿美元。

它的中间体与氟啶脲一样，均为2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶。合成路线：

3.2.3氟啶酰菌胺（fluopicolide）

氟啶酰菌胺（fluopicolide）的化学结构：

该剂系由拜耳公司所开发，可用于多种作物防治霜霉病、疫病、灰霉病、白粉病、稻瘟病等病害。

该杀菌剂于1999年2月16日申请专利，2006年上市。2007年其销售额不足0.10亿美元，2009年接近0.30亿美元。

它与氟啶胺、氟啶脲为同一中间体。其合成路线如下：

3.2.4啶斑肟（pyrifenox）

啶斑肟（pyfifenox）的化学结构：

本剂是由Dr.R Maag公司所开发（现属先正达公司）的麦角甾醇生物合成抑制剂。可用于果树、蔬菜、花生、观赏植物防治白粉病、叶斑病等多种病害。

其于1980年10月10日申请专利，1986年上市。2003年销售额0.12亿美元，2005年0.15亿美元，2007年0.10亿美元，2009年不足0.10亿美元。

它的合成路线如下：

3.3除草剂

3.3.1啶嘧磺隆（flazasulfuron）

啶嘧磺隆（flazasulfuron）的化学结构：

该剂是由日本石原产业公司所开发的乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂型除草剂。主要用于草坪除草，它对暖季型草坪十分安全。该剂于1984年12月6日申请专利，产品于1989年上市。2003年销售额为0.20亿美元，2005年为0.25亿美元，2007年为0.35亿美元，2009年为0.30亿美元。

啶嘧磺隆合成路线：

3.3.2烟嘧磺隆（nicosulfuron）

烟嘧磺隆（nicosulfuron）的化学结构：

烟嘧磺隆是由日本石原产业所开发的除草剂，为乙酰乳酸合成酶抑制剂。主要用于玉米田除草剂，防除一年生及部分多年生杂草。但对某些类型玉米（尤其甜玉米）安全性差。该除草剂于1986年1月30日申请专利，产品于1991年上市。2003 年销售额为1.85亿美元，2005年为1.80亿美元，2007年为2.30亿美元，2009年为2.65亿美元。

烟嘧磺隆的合成路线：

3.3.3精吡氟禾草灵（fluazifop-p-butyl）

精吡氟禾草灵（fluazifop-p-butyl）的化学结构：

精吡氟禾草灵（fluazifop-p-butyl）是由日本石原产业公司研发，与先正达公司共同开发。该剂为芳氧苯氧丙酸酯类除草剂，是乙酰辅酶A羧化酶（ACC酶）抑制剂。它可用于大豆、油菜、甜菜、瓜类、花生、果园等防除众多一年生和多年生禾本科杂草。该剂1977年7月21日申请专利，产品于1980年上市。2003年销售额为1.35亿美元，2005年为1.15亿美元，2007年为1.35亿美元，2009年为1.20亿美元。

精吡氟禾草灵（fluazifop-p-butyl）的合成路线：

3.3.4精吡氟甲禾灵（haloxyfop-p-methyl）

精吡氟甲禾灵（haloxyfop-p-methyl）的化学结构：

精吡氟甲禾灵是由陶农科公司开发的除草剂，作用机制同吡氟禾草灵。该剂可用于众多阔叶作物防除一年生和多年生禾本科杂草。1978年3月1日申请专利，产品于1986年上市。2003年销售额为1.15亿美元，2005年为1.30亿美元，2007年为1.35亿美元，2009年为1.10亿美元。

精吡氟甲禾灵的合成路线：

3.3.5吡氟酰草胺（diflufenican）

吡氟酰草胺（diflufenican）的化学结构：

该除草剂为原安万特（现拜耳）公司开发的品种，属类胡萝卜素生物合成抑制剂。它可用于麦类、水稻、胡萝卜、向日葵及豆类作物田防除众多禾本科及阔叶杂草。该剂于1980年11月21日申请专利，产品于1985年上市。2003年销售额为0.80亿美元，2005年为0.90亿美元，2007年为1.20亿美元，2009年为1.20亿美元。

吡氟酰草胺的合成路线：

4建议

4.1必须关注几个重要中间体

在一甲基吡啶中，3-甲基吡啶尤为重要，利用多个以3-甲基吡啶衍生的化合物可以开发多个重要农药品种。故宜以某中间体为龙头，进行多品种农药的开发。下图表示以3-甲基吡啶衍生的农药品种。

4.2掌握某些关键技术

在利用一甲基吡啶进一步制备中间体时，某些关键技术如氯化、氧化、氟化及分离技术至关重要，因为这些技术关系到产品的纯度和成本。

4.3关注在其他行业上的应用

除了农药外，一甲基吡啶在医药、橡胶及其添加剂、胶片感光、兽药、染料等其他领域也有应用，应关注其在这些领域的应用和开发。

毫无疑义，一甲基吡啶有着很好的发展前景，随着我国吡啶行业的发展，吡啶类下游产品的开发也将越来越得到关注。