频哪酮的应用与合成

频哪酮，又称3,3-二甲基-2-丁酮，是一种非常重要的有机精细化工中间体，主要应用于农药、医药、橡胶等精细化学品的合成。由频呐酮合成的三唑类农药目前已有数十种。

频哪酮的应用

频哪酮衍生物品种繁多，在农药、染料、助剂等各方面都有重要的应用价值。频哪酮最主要应用是作为生产农药的原料合成一系列的杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂等，如三唑醇、多效唑、苄氯三唑醇、烯效唑、烯唑醇等。部分衍生物信息见表1.2。

一氯频哪酮

一氯频哪酮又称为1-氯-3,3-二甲基-2-丁酮，由频哪酮经氯化后制得，是生产农药、染料的重要原料。一氯频哪酮性质活泼，能够进行缩合反应制备农药、医药产品。国内生产一氯频那酮以液相氯化法为主，反应溶剂主要选用甲醇。因为反应条件控制及原料纯度的差异，一氯频哪酮的收率在85%~93%之间。其反应式如下：

α-三唑基频哪酮

α-三唑基频哪酮又称1-(1H-1,2,4三唑-1-基)-3,3-二甲基-2-丁酮，其性质活泼能够与多种物质进行反应得到结构多样，活性高的化合物，如结构中的羰基可进行反应得到醇、醚、肟等物质，羰基α位碳原子具有较高活性，可发生缩合、烷基化等反应，同时α-三唑基频哪酮具有良好的生物活性，是重要的农药中间体，广泛应用于杀菌剂和植物生长调节剂的生产中。例如可以用于生产烯唑醇、烯效唑、多效唑等农药新品种。α-三唑基频哪酮是以lH-1,2,4-三氮唑和一氯频哪酮为原料在碱中发生缩合反应而生成，其反应式为:

多效唑

多效唑即(2RS,3RS)-1-对氯苯基-2-(1,2,4三唑-1-基)-4,4-1二甲基-戊-3-醇，是一种高效低毒植物生长延缓剂和广谱性杀菌剂。对于延缓植物茎叶生长，促进植物分枝、分孽和根系的形成具有较好的效果。除此之外，还具有增强植物抗旱、抗病等抗逆能力，并能使多种作物明显地提高产量和品质。目前它已在水稻、小麦、果树、棉花、油菜等多种作物上广泛推广应用。

多效唑的合成方法通常是以一氯频哪酮为原料在碱性条件下制得α-三唑频哪酮，再与对氯氯苄进行缩合得到氯唑酮，最后将氯唑酮进行还原生成多效唑。其反应式如下：

烯效唑

烯效唑属于广谱、低毒、高效的植物生长调节剂，具有杀菌和除草作用，促进侧芽生长和花芽形成，控制营养生长，缩短节间、抑制细胞生长、矮化植株，增进抗逆性，可广泛应用于花卉、烟草、果树、农作物等众多植物。烯效唑活性较高，但在土壤中的残留量很少，因此其在农业中的应用很广泛，植物可通过种子、根、芽、叶吸收。适用于水稻、小麦，增加分蘖，控制株高，提高抗倒伏能力。用于果树控制营养生长的树形，观赏植物控制株形，促进花芽分化和多开花等。烯效唑是继多效唑之后的一种高效植物生长调节剂和杀菌剂。作为-种高效的植物生长调节剂，其活性远远高于多效唑。在增强矮化植物抗倒伏方面具有显著效果。其合成路线如下图所示：

烯唑醇

烯唑醇即(E)-(RS)-1-(2,4-二氯苯基)-4,4-二甲基-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)戊-1-烯_3-醇，是80年代早期开发的N-乙烯基三唑类杀菌剂，具有低毒、高效、广谱的特点。对小麦白粉病、锈病、芦笋茎枯病、黑穗醋栗白粉病、甜菜褐斑病等植物病均有良好的预防及治疗效果。同时对于植物生长的调节具有较好的效果能够延缓衰老、改变根冠比、植物矮化、叶色变绿、增加植物的抗逆能力等，从而使作物增产，提高作物的营养含量。

在药效方面，烯唑醇与先前研制的三唑酮类和三唑醇类高效杀菌剂相比，在高杀菌活性方面和应用的广谱性方面均显示出了巨大的优势。近年来由于烯唑醇的高效、低毒、良好的杀菌和植物生长调节作用被广泛的应用于许多国家。其合成过程如下:

三唑酮

三唑酮即3,3-二甲基-1-(4-氯苯氧基)-1-(1,2,4三唑1-基)-2-丁酮，是由德国公司研发并应用的一种农药，有文献报道它是一种低毒性的杀菌剂，对皮肤有轻度刺激作用，在试验剂量内无致癌、致畸、致突变作用，对鱼类毒性中等，对蜜蜂和鸟类无害的一类农药，三唑酮是药效持续期长、吸入性强的三唑类杀菌剂。当植物的各组织吸收后，农药会通过传导而起作用。对许多田间植物的病害：玉米圆斑病、凤梨黑腐病、小麦叶枯病等均有效，对鱼类及鸟类较安全。三唑酮对锈病、白粉病和黑穗病有特效，对玉米、高粱等黑穗病、玉米圆斑病，具有较好的防治效果。其合成路线是以频哪酮为原料氯化得到二氯频哪酮再和对氯苯酚反应，最终制得三唑酮。反应式如下:

三唑醇

三唑醇化学名称为1-(4-氯苯氧基)-3,3-二甲基-1-(1H-1,2,4三唑-l-基)-2-丁醇。三唑醇是德国拜耳公司研发苄氯3 E唑醇后，研发的农药杀菌剂，三唑醇不仅对农作物有保护作用而且还有治疗作用，尤其对小麦白粉病和黑穗病等有特效作用。其合成路线是以频哪酮为原料，按照上述合成三唑酮的方法先制备出三唑酮，然后三唑酮再经NaBH4加氢还原制得三唑醇。合成三唑醇方法较多，除上述方法外，三唑醇亦可由频哪酮为原料，首先制得三唑酮，再分别采用下述方法制备：

1)在催化剂和极性溶剂的存在下通入氢气进行还原。

2)在溶剂中用异丙醇铝进行还原。

3)在极性溶剂中用硼氢化物进行还原。

4)在极性溶剂中用甲脒亚磺酸和碱金属氢氧化物进行还原。

5)甲酸-三乙胺加成物为还原剂进行还原。

其合成反应式如下:

苄氯三唑醇

苄氯三唑醇商品名为Vigil的农药，它是由英国的ICI公司研制的高效、广谱的杀菌剂和植物生长调节剂，该药物具有用量低，但效果、内吸性强等优良特点，尤其是对禾谷类植物的病变有着显著的治疗效果，除此之外，该农药释放于苹果、番茄、香蕉和柑桔上能够防治苹果白粉病、黑星病，葡萄白粉病、咖啡锈病等病变。苄氯三唑醇的合成方法是以频哪酮为原料，先由频哪酮制得-氯频哪酮，再与1,2,4三唑反应制成唑酮，再与2,4-二氯氯苄反应生成苄氯三唑酮，苄氯三唑酮最后用NaBH4加氢还原生成苄氯三唑醇。其反应式如下：

频哪酮合成方法

频哪酮的合成方法很多，主要有特戊酸丙酮催化酮化法，特戊酸乙酸催化酮化法，频哪醇重排法，四甲基环氧乙烷异构重排法，异戊醇法，异戊烯法，叔戊醇法，氧化法，丙酮法，格氏试剂法等。

特戊酸法

特戊酸-丙酮催化酮化法

特戊酸-乙酸催化酮化法

重排法

频哪醇重排法

四甲基环氧乙烷异构重排法

五碳烯及其衍生物合成法

异戊醇法

异戊烯法

叔戊醇法

氧化法

丙酮法

格氏试剂法

参考文献

[1] 顾先涛. 频哪酮绿色合成工艺研究[D]. 东南大学, 2016, 1-12.

[1] 焦蒙蒙. 频呐酮的合成工艺研究[D]. 东南大学, 2017, 1-10.