中間體噻蟲(chóng)嗪中間體

1、中間體“嗯二嗪”的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開(kāi)發(fā)申報(bào)材料山東省農(nóng)藥研究所2010年5月10日、課題名稱：中間體“嗯二嗪”的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開(kāi)發(fā)二、課題所屬類別高效、低毒、低殘留農(nóng)藥品種和關(guān)鍵中間體的清潔生產(chǎn)工藝三、申報(bào)單位名稱聯(lián)系方式山東省農(nóng)藥研究所四、課題目標(biāo)和考核指標(biāo)1、“嗯二嗪”的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)高于98.0%；2、在保證“嗯二嗪”質(zhì)量百分?jǐn)?shù)高于98.0%的前提下，“嗯二嗪”的總收率 N80%、原料成本降至3-3.3萬(wàn)元/噸折百原藥。五、研究?jī)?nèi)容1、“嗯二嗪”的合成、分離技術(shù)中間體“嗯二嗪”3 -甲基-4-硝基亞胺基全氫-1,3,5-嗯二嗪是合成噻蟲(chóng)嗪、 噻蟲(chóng)胺的關(guān)鍵。研究?jī)?nèi)容包括：每步反應(yīng)的體系（包括反應(yīng)溫度、投

2、料次序比例、 反應(yīng)時(shí)間以及催化劑體系等）篩選、優(yōu)化、確定；“嗯二嗪”及相關(guān)中間體的分離 方法，考慮工業(yè)化的設(shè)備及成本，所以需要探索、建立簡(jiǎn)便高效的分離方法。2、“嗯二嗪”及中間體的分析技術(shù)“嗯二嗪”及其合成中各步反應(yīng)的中間體都具有紫外吸收，因而選取液相色 譜（紫外檢測(cè)器）采用反相色譜法進(jìn)行分析，研究過(guò)程中，探索流動(dòng)相組成和分析 波長(zhǎng)，并建立簡(jiǎn)便、可靠的分析方法。六、課題的技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)路線1、技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)硝基胍與甲胺水溶液反應(yīng)生成N-甲基-N -硝基胍，N-甲基-N-硝基胍再與甲 醛水溶液反應(yīng)生成“嗯二嗪”等步驟是本項(xiàng)目的關(guān)鍵和難點(diǎn)。硝基胍與甲胺水溶液反應(yīng)，底物很難反應(yīng)徹底

3、；N-甲基-N-硝基胍不穩(wěn)定，不可烘干，必須帶水與多聚甲醛反應(yīng)，是本步反 應(yīng)的關(guān)鍵；N-甲基-N-硝基胍含水，與多聚甲醛反應(yīng)不充分，是課題的另一個(gè)難點(diǎn)。2、創(chuàng)新點(diǎn)硝基胍與甲胺水溶液反應(yīng)生成N-甲基-N-硝基胍時(shí)，通過(guò)使用緩沖溶液控制 反應(yīng)體系pH值，使反應(yīng)進(jìn)行徹底；硝基胍與甲胺水溶液反應(yīng)時(shí)，甲胺水溶液過(guò)量，反應(yīng)產(chǎn)生大量低濃度甲胺水 溶液，調(diào)節(jié)比例重復(fù)利用，并利用N-甲基-N -硝基胍在水中有一定溶解度的特 性提高收率；分離出的N-甲基-N-硝基胍含有水和甲胺，通過(guò)物理方法處理掉甲胺，從而 抑制下一步反應(yīng)由于甲胺的存在產(chǎn)生的副產(chǎn)物；N-甲基-N-硝基胍與多聚甲醛反應(yīng)時(shí)，引入脫水劑，使N-甲基-N

4、-硝基胍徹 底反應(yīng)；N-甲基-N-硝基胍與多聚甲醛反應(yīng)后，冷卻，過(guò)濾，母液循環(huán)利用，避免了 過(guò)量的多聚甲醛產(chǎn)生污染。3、技術(shù)路線硝基胍與甲胺水溶液，經(jīng)甲基化反應(yīng)生成N-甲基-N-硝基胍H2NNHMeH2N6=NNO2 + CH3NH2 H2N一C=NNO2N-甲基-N -硝基胍和多聚甲醛進(jìn)行環(huán)化，生成3-甲基-4-硝基亞胺基全氫 -1,3,5-嗯二嗪NHMeH2NC =nno2+ (HCHO)nHNNMeNNO2七、課題相關(guān)趨勢(shì)于現(xiàn)狀、與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)分析農(nóng)藥在防治病蟲(chóng)草害、保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的作用有目共睹、不可替代。殺蟲(chóng) 劑是農(nóng)藥一個(gè)大的類別，全球年銷售額超過(guò)90億美元。新煙堿類殺蟲(chóng)劑為

5、當(dāng)前 全球最大的一類植物源殺蟲(chóng)劑，也是近年來(lái)增長(zhǎng)最快的一類殺蟲(chóng)劑，其中毗蟲(chóng)琳 是銷量額全球第一的殺蟲(chóng)劑，噻蟲(chóng)嗪、噻蟲(chóng)胺則是增長(zhǎng)速度最快的新煙堿類殺蟲(chóng) 劑品種；隨著害蟲(chóng)對(duì)毗蟲(chóng)琳抗性的日益增強(qiáng)，噻蟲(chóng)嗪、噻蟲(chóng)胺的市場(chǎng)容量將繼續(xù) 快速增大。3-甲基-4-硝基亞胺基全氫-1,3,5-嗯二嗪（簡(jiǎn)稱“嗯二嗪”）是合成噻蟲(chóng)嗪的 中間體，也是“嗯二嗪”路線合成噻蟲(chóng)胺的中間體。噻蟲(chóng)嗪（thiamethoxam ）是1991年先正達(dá)（原瑞士氣巴-嘉吉公司）開(kāi)發(fā)的新 二代煙堿類殺蟲(chóng)劑，不僅具有觸殺、胃毒、內(nèi)吸活性，而且比毗蟲(chóng)啉具有更高的 活性、更好的安全性、更廣的殺蟲(chóng)譜、更快的作用速度、更長(zhǎng)的持效期。第二代 新煙堿類

6、殺蟲(chóng)劑的另一重要品種噻蟲(chóng)胺（clothianidin），由日本住友化學(xué)株式會(huì) 社（原武田農(nóng)藥）發(fā)現(xiàn)，對(duì)刺吸式口器害蟲(chóng)和其他害蟲(chóng)均有效，2003-2007年的 年均增長(zhǎng)率135.9%。噻蟲(chóng)嗪專利保護(hù)期將于2013年7月屆滿；噻蟲(chóng)胺的專利保護(hù)期已于2009 年12月26日屆滿。鑒于噻蟲(chóng)嗪、噻蟲(chóng)胺優(yōu)異的性能、迅速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，項(xiàng) 目申請(qǐng)單位組織科研人員在山東省攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（“農(nóng)藥中間體3-甲基-4-硝基 亞胺基全氫-1,3,5-嗯二嗪研制”）的基礎(chǔ)上對(duì)“嗯二嗪”的進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)在進(jìn)行“嗯二嗪”試生產(chǎn)，但是，收率偏低（總收率68%左右）、 生產(chǎn)設(shè)備利用率低，造成原料成本較高、產(chǎn)量很

7、小缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，并且產(chǎn)生大量的 廢水（含甲胺和甲醛），污染環(huán)境，此類問(wèn)題的根源在于“嗯二嗪”合成技術(shù)有 待突破。八、課題研究基礎(chǔ)項(xiàng)目申請(qǐng)單位是專業(yè)農(nóng)藥研究機(jī)構(gòu)、省化學(xué)農(nóng)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托單位、省農(nóng) 藥行業(yè)技術(shù)中心掛靠單位，研發(fā)實(shí)力雄厚、多次承擔(dān)國(guó)家級(jí)和省級(jí)科研項(xiàng)目，并 取得驕人的成績(jī)，數(shù)次獲得國(guó)家級(jí)和省級(jí)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)；項(xiàng)目申請(qǐng)單位儀器設(shè)備先進(jìn)， 配套齊全，完全有能力承擔(dān)并順利完成此項(xiàng)課題。項(xiàng)目申請(qǐng)單位課題組熟悉新煙堿的開(kāi)發(fā)過(guò)程、技術(shù)進(jìn)展，并多年致力于新煙 堿類殺蟲(chóng)劑的品種工藝開(kāi)發(fā)。項(xiàng)目預(yù)研結(jié)果：3-甲基-4-硝基亞胺基全氫-1,3,5-嗯二嗪的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)優(yōu)于 98%； “嗯二嗪”的總收率N80%。九、預(yù)期成果