李文箐,李文滟
(禾友農(nóng)藥有限責任公司, 黑龍江 鶴崗 154101)
禾草靈合成新工藝
李文箐,李文滟
(禾友農(nóng)藥有限責任公司, 黑龍江 鶴崗 154101)
禾草靈是一種高效、安全的化學除草劑。禾草靈老工藝的各步反應沒有中控手段和分離措施,只能生產(chǎn)質(zhì)量分數(shù)為50%~60%的禾草靈二甲苯溶液, 產(chǎn)品收率36%,雜質(zhì)含量高,外觀呈焦油狀。新工藝增加了中控監(jiān)測和分離措施,并采用硫酸二甲酯甲基化工藝替代甲醇酯化,w(禾草靈原藥)≥95%,w(水)≤1%,w(禾草靈酸)≤2%,w(其他雜質(zhì))≤2%,產(chǎn)品收率達到60%。
禾草靈; 除草劑; 合成新工藝
禾草靈是西德赫斯特公司20世紀70年代研制成功的芳氧羧酸類除草劑。主要用于小麥、大豆等田間除草,對防除惡性雜草野燕麥有特效。國內(nèi)外需求量很大。由于當時生產(chǎn)工藝較落后,產(chǎn)品質(zhì)量差、收率低、遠遠達不到國際標準。限制了該產(chǎn)品的發(fā)展。禾友農(nóng)藥有限責任公司通過實驗研究,吸取先進的技術(shù),最終優(yōu)選出一條最佳的工藝路線,新工藝提高了產(chǎn)品質(zhì)量、將產(chǎn)品的各項指標均達到甚至超過國際先進水平,達到了出口標準。并經(jīng)小試、中試擴大到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
中文通用名稱:禾草靈,其它名稱:伊洛克桑禾草除、苯氧醚。禾草靈結(jié)構(gòu)式如下:
禾草靈是選擇性葉面處理劑,可被植物根、莖、葉吸收,只能局部內(nèi)吸,體內(nèi)傳導性差。其主要作用部位在分生組織,藥劑在生長點越多,防治效果越高。主要用于麥類、大豆、花生、油菜等作物田防治禾本科雜草,對野燕麥,稗草,蟋蟀草,牛毛草,看麥糧,宿根高粱,馬唐和狗尾巴草等均有效果。
禾草靈合成工藝路線見圖1。
圖1 禾草靈合成工藝路線簡圖Fig.1 Synthesis route diagram of diclofop
3.1 禾草靈新老工藝簡介
(1)禾草靈原工藝是從除草醚出發(fā)經(jīng)還原、成鹽、重氮化、水解、綜合、酸化、甲醇酯化,而制得禾草靈粗品,中間無任何中控手段和分離措施,經(jīng)脫溶而直接配制乳油,產(chǎn)品雜質(zhì)多、外觀及流動性極差、產(chǎn)品收率低、產(chǎn)品收率以胺計36%。
(2)禾草靈新工藝也從除草醚出發(fā),經(jīng)還原、成鹽(加中間控制)、重氮化、水解、縮合、結(jié)晶,并采用國外先進工藝用硫酸二甲酯甲基化制得的粗品禾草靈原藥,再經(jīng)重結(jié)晶,而制得精品禾草靈原藥,經(jīng)配制而制得28%乳油。產(chǎn)品收率以胺計60%以上。
反應化學方程式:
第1步:還原反應:2,4-二氯苯氧基苯胺的合成;
第2步:重氮化、水解反應: 2,4-二氯苯氧基苯酚的合成;
第3步:氯化反應:а-氯代丙酸的合成;
第4步:縮合反應: 2,4-二氯苯氧基丙酸鈉的合成;
第5步:新工藝禾草靈的合成:甲基化反應;
老工藝禾草靈的合成:酯化反應:
3.2 禾草靈新工藝優(yōu)與老工藝的探討
(1)原工藝重氮化反應過程中成鹽不徹底只有60%~80%,而改造后的新工藝,改變了胺的分析方法,增加了中控手段,使胺成鹽率達98%以上,大大降低了副反應,提高了收率。
(2)原工藝水解反應前期是在不能保證酸性條件下,進行水解,不符合反應機理,副反應增加,穩(wěn)定性差,收率低,酚含量 6%~17%;改造后的新工藝為水解創(chuàng)造了酸性條件,穩(wěn)定了最佳反應溫度,保證了水解反應的正常進行,減少了副反應,使收率提高了20%,且酚含量穩(wěn)定在16%~18%。
(3)原工藝水解反應時間為8 h,改造后縮短到5 h,比原工藝縮短1/3時間,大大提高了生產(chǎn)效率,降低了成本。
(4)新工藝水解產(chǎn)物苯氧基苯酚中雜質(zhì)含量比原工藝雜質(zhì)含量降低40%~50%。
(5)原禾草靈合成工藝是由縮合、酸化、甲醇酯化,在一個反應釜中進行,無中控手段和分離措施,游離酚8%左右,亦無法解決以致造成由水解、縮合、酯化副反應所生成的雜質(zhì)富集在一起無法分離,質(zhì)量極差,無法保證,收率極低。
(6)改造后的新工藝,縮合后不經(jīng)酸化,采取中控分析合格后進入結(jié)晶工段分離中間體,由原來收率 30%~60%,提高到 75%,通過結(jié)晶不僅把大量雜質(zhì)分離去,又可從母液中回收苯氧基羧酸85%。
(7)原酯化工藝是采用甲醇與苯氧基羧酸反應合成禾草靈,此反應是可逆反應,收率只能達到 80%,同時甲醇投入量是理論量的10倍,甲醇耗量大,回收甲醇含水量2%~3%,達不到酯化要求,無法套用。
(8)改造后的新工藝采用國處先進的甲基化工藝,用硫酸二甲酯替代甲醇酯化,反應是不可逆的,反應徹底,收率可達 95%~98%,可比甲醇酯化降低成本70%。
(9)原工藝只能生產(chǎn)50%~60%的禾草靈二甲苯溶液,雜質(zhì)含量高,外觀呈焦油狀;新工藝可生產(chǎn)95%以上禾草靈原藥,達到及超過了西德赫斯特所提供的樣品技術(shù)指標。
(1)禾草靈新工藝得到的禾草靈收率以胺計為60%以上,內(nèi)在質(zhì)量、外觀顏色,達到了西德赫斯特公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品水平,達到了出口標準。
(2)依據(jù)小試條件,進行中試,取得了與小試產(chǎn)品質(zhì)量相同,收率相同的結(jié)果,最終大生產(chǎn)取得成功,并成功地裝備了300 t/a禾草靈原藥新工藝裝置,此新工藝裝置榮獲“省科學技術(shù)進步一等獎”。產(chǎn)品遠銷澳大利亞等國家。
(3)新工藝生產(chǎn)的禾草靈產(chǎn)品質(zhì)量比原工藝生產(chǎn)出的禾草靈產(chǎn)品質(zhì)量高,成本低,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
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A New Synthesis Process of Diclofop
LI Wen-qing, LI Wen-yan(HeYou pesticide Co.,Ltd.,Heilongjiang Hegang 154101,China)
Diclofop-methyl is an efficient, safe chemical herbicide. There are not control means and separation measures for each steps in old diclofop synthesis process , so the process can only produce 50%~60% (mass fraction ) diclofop xylene solution, the product yield can only reach 36%, impurity content is also high. The new process added control means and separation measures,and dimethyl sulfate methylation was used to replace methanol esterification process. The results show thatw(diclofop TC)≥95%,w(water) ≤1%, diclofop acid≤2%, other impurities≤2%, yield can reach 60%.
Diclofop; Herbicide; New synthesis technology
TQ 314.255
A
1671-0460(2011)03-0317-02
2010-12-27
李文箐,女,工程師,黑龍江鶴崗人,畢業(yè)于哈爾濱市化工醫(yī)藥職工大學化工工藝專業(yè),從事農(nóng)藥技術(shù)管理與新產(chǎn)品開發(fā)工作。E-mail:lwq966@126.com。