毒死蜱中間體三氯吡啶酚

毒死蜱中間體三氯吡啶酚第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)藥市場農(nóng)藥的使用是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要因素，是解決世界上60億人口溫飽問題的有力措施。近年來中國農(nóng)藥工業(yè)發(fā)展十分迅速，在10年左右的時間里，農(nóng)藥產(chǎn)量幾乎翻了一番，農(nóng)藥品種成倍增長。然而中國農(nóng)藥機(jī)遇與風(fēng)險共存，中國龐大的農(nóng)藥市場使外國大公司斥巨資進(jìn)入，競爭將更加激烈。未來中國可能會成為全球的主要化工原料及制劑生產(chǎn)基地，農(nóng)藥進(jìn)出口貿(mào)易將急劇增長。2006年，全國化學(xué)農(nóng)藥原藥累計(jì)產(chǎn)量（折100%）129.6萬噸，同比增長20.2%，增幅基本與上年持平。其中，殺蟲劑產(chǎn)量50.5萬噸，同比增長10%；殺菌劑產(chǎn)量11.2萬噸，同比增長11.7%；除草劑產(chǎn)量38.7萬噸，同比增長29%，增幅較上年提高4.2個百分點(diǎn)。2007年1月1日起，中國將全面禁止甲胺磷等5種高毒農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)上的使用，預(yù)計(jì)2007年，全國殺蟲劑、殺菌劑需求總量約為7.55萬噸和14.51萬噸，需求同比基本持平；除草劑需求將保持一定增幅，需求總量為7.28萬噸，將比2006年增長5.11%；植物生長調(diào)節(jié)劑、殺鼠劑的需求也將保持持續(xù)增加，需求量分別為2938噸和769.59噸。到2010年，高毒農(nóng)藥退出將給市場留下100億元的缺口。隨著全球生物技術(shù)熱浪的興起，無公害、無污染、無殘留、成本低且不易產(chǎn)生抗性的優(yōu)點(diǎn)使中國生物農(nóng)藥重獲青睞，并以年銷售額增長10%-20%的速度迅速發(fā)展。農(nóng)藥制造行業(yè)是關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要農(nóng)資產(chǎn)品制造行業(yè)，在化工行業(yè)中占據(jù)重要地位。第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計(jì)局中國石油和化工行業(yè)協(xié)會石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院中國農(nóng)藥行業(yè)協(xié)會校正數(shù)據(jù)第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月我國農(nóng)藥行業(yè)的進(jìn)口與出口我國農(nóng)藥行業(yè)具有很強(qiáng)的外向性，出口產(chǎn)品占總產(chǎn)量比例在40%以上。2005年我國農(nóng)藥出口量42.5萬噸，出口金額14億美元，年增長率分別為9.5%和18.1%。2005年我國農(nóng)藥進(jìn)口量僅3.7萬噸，進(jìn)口金額1.82億元，基本保持平穩(wěn)。從出口的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，殺蟲劑、除草劑和殺菌劑的比例分別占數(shù)量的31%、48%和15%，占金額的34%、42%和19%。從進(jìn)口的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，殺蟲劑、除草劑和殺菌劑所占比例為數(shù)量的21%、48%和31%，占金額的24%、40%和34%，殺菌劑進(jìn)口保持較快增長。我國農(nóng)藥出口到150多個國家和地區(qū)，基本覆蓋了全球農(nóng)藥市場，但主要以原藥為主，大約占出口總量的60%左右。亞洲的發(fā)展中國家是我國最大的出口市場，占我國出口總量的51%，其次為拉丁美洲，占出口總量的22%，再次是歐洲，占9%，非洲只占7.5%。巴基斯坦、泰國、美國、阿根廷和巴拉圭是我國前五大出口市場。第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月殺蟲市場

2006年殺蟲劑需求總量約為14.25萬噸，高毒有機(jī)磷農(nóng)藥占?xì)⑾x劑市場的10%以上。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，自2007年1月1日起，甲胺磷等5種高毒農(nóng)藥原藥除保留部分出口外，將被全面禁止在國內(nèi)銷售和使用。因此2007年高毒農(nóng)藥禁售以后，將會空出10%以上的市場。第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月毒死蜱市場毒死蜱是一種廣譜、高效、低殘留、低污染的有機(jī)磷殺蟲劑，是一種國際上普遍使用、替代高毒農(nóng)藥的殺蟲劑品種，是目前全球應(yīng)用最廣泛的五種殺蟲劑之一。在高毒農(nóng)藥退市后，毒死蜱的每年的市場需求應(yīng)在1.5-2萬噸左右，但目前毒死蜱的年需求量只在1～2千噸左右。造成這種情況的原因一是高毒農(nóng)藥目前還在繼續(xù)使用，更重要的是生產(chǎn)毒死蜱的成本較高，市場競爭力較低。

第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1、三氯乙酰氯路線 2、吡啶路線 3、三氯乙酸苯酯路線 4、丙烯酰氯路線

毒死蜱是1965年由美國道化學(xué)公司開發(fā)成功的一種高效有機(jī)磷殺蟲劑，目前，毒死蜱是世界上產(chǎn)量最大的農(nóng)藥品種之一，已在許多國家得到廣泛應(yīng)用。30年來國內(nèi)外對它的合成給予了極大的關(guān)注，特別是其必備中間體3，5，6-三氯吡啶-2-酚（簡稱吡啶酚）的合成，國外一直在進(jìn)行深入研究。

第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1、三氯乙酰氯路線

分步法：總收率為62.7～75%一鍋法：總收率最高可達(dá)97%，但一般只能達(dá)到50～70%

第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2、吡啶路線97.5%96.1%96.7%第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3、三氯乙酸苯酯路線無水環(huán)丁砜

53.7％

三氯乙酯苯酯路線法需要大量的貴重溶劑環(huán)丁砜以及甲基叔丁基醚和干燥的氯化氫，溶劑回收困難，生產(chǎn)中又有大量的副產(chǎn)苯酚要回收，苯酚的性質(zhì)與三氯吡啶酚相近，回收困難更大，再則該條路線法合成的總收率不高，只有53.7％，又需先制備三氯乙酸苯酯，因此很難工業(yè)化。

第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月4、丙烯酰氯路線丙烯酰氯路線法，需要制備丙烯酰氯和三氯乙腈，反應(yīng)步驟更多，工藝流程更長，又需要有機(jī)錫、有機(jī)磷等昂貴催化劑和較貴重的溶劑，生產(chǎn)上不宜采用。

第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月三氯乙酰氯路線與吡啶路線的對比

目前進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的工藝只有三氯乙酰氯路線與吡啶路線。三氯乙酰氯路線工藝復(fù)雜，但設(shè)備簡單。該路線操作條件苛刻，吡啶酚收率較低，國內(nèi)約為65%左右，生產(chǎn)成本較高，而且在生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量廢水和廢渣，同時，作為原料的三氯乙酰氯本身毒性也大，因此，易對環(huán)境造成較大污染。吡啶路線工藝路線較長，但操作容易，吡啶酚收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本較低，對環(huán)境污染較小。是一條具有競爭力的生產(chǎn)路線。第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月吡啶催化氯化第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)溫度的影響反應(yīng)條件：催化劑HX-A110ml,

N2流量為9.5升/小時,

Cl2流量為1.6升/小時，Cl2/吡啶=14(摩爾比)

第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月催化劑的影響

表6不同催化劑對氯化反應(yīng)結(jié)果的比較催化劑產(chǎn)物組成*2,3,5,6-四氯吡啶五氯吡啶HX-A136.4%62.6%HX-A23.7%96.1%HX-AZ35.4%62.9%活性碳—98.2%*產(chǎn)物中含有少量的非吡啶類衍生物反應(yīng)條件：催化劑用量10ml(40～80目)，反應(yīng)溫度330℃，N2流量為9.5升/小時，Cl2流量為1.6升/小時，Cl2/吡啶=14(摩爾比)。

第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月三步反應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)果氯化反應(yīng)：催化劑10ml,N2流量為9.5升/小時，Cl2流量為1.6升/小時，Cl2/吡啶=14(摩爾比)。反應(yīng)溫度330℃。五氯吡啶＋四氯吡啶收率96.5%，其中四氯吡啶的收率可達(dá)到48%左右。還原反應(yīng)：Zn/五氯吡啶＝1:1(摩爾比)，乙腈溶劑，反應(yīng)溫度78℃，反應(yīng)時間6小時。四氯吡啶的收率95.6%。水解反應(yīng)：反應(yīng)溫度127～132℃，反應(yīng)時間3小時。三氯吡啶酚的收率92%。

第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月三氯吡啶酚單位原料成本估算生成一噸3,5,6-三氯吡啶-2酚的成本估算(96.5％×95.6％×91.9％)名稱規(guī)格消耗（kg）單價（元/T）金額（元）備注吡啶99％4505300023850

氯氣99％2400180043201：5mol鋅粉90％280125003500

氯化銨99％609600365

鹽酸30％994500497

氫氧化鈉95％5801500870

硫酸98％388500194

合計(jì)

33596

第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月還需要進(jìn)一步的工作①

催化體系的優(yōu)化;通過催化體系的優(yōu)化進(jìn)一步提高催化劑的活性和氯化物中的四氯吡啶的選擇性，改善催化性的使用壽命。第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月②

工藝條件改進(jìn)吡啶氯化是強(qiáng)放熱反應(yīng)，加入氮?dú)饪梢蕴岣呖账?，增加散熱，避免催化劑床層過熱，影響催化性能。但加入氮?dú)夂蠼o尾氣中的氯的回收造成困難。用溶劑取代氮?dú)膺M(jìn)行氯化反應(yīng)，尾氣處理中，溶劑通過冷凝同尾氣分離，便于回收氯氣。第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月③尾氣的綜合利用在尾氣中，除含有氯氣外，還有氯化氫氣體以及不凝氣如氮?dú)?，氯氣需要進(jìn)行回收才能再用于生產(chǎn)五氯吡啶。吡啶的低氯代反應(yīng)容易進(jìn)行，將尾氣直接用于吡啶的低氯代混產(chǎn)物的合成，再將低氯代混產(chǎn)物作為原料進(jìn)行氯化反應(yīng)生產(chǎn)五氯吡啶，可以減少氯氣的回收強(qiáng)度，提高綜合效益第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1、D-2-(4-羥基苯氧基)丙酸甲酯合成工藝20世紀(jì)70年代，隨著立體化學(xué)的發(fā)展，農(nóng)藥研究已深人到分子立體異構(gòu)領(lǐng)域。單一手性體農(nóng)藥不斷在國際市場出現(xiàn)。在手性農(nóng)藥中，最重要的是手性殺蟲劑，其次是手性除草劑。手性除草劑主要為芳氧基苯氧基丙酸類，8種商業(yè)化品種的7種是單一立體異構(gòu)體。第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)前手性農(nóng)藥受到人們廣泛的關(guān)注，其主要原因是在消旋體的農(nóng)藥中，其中一半可能是沒有活性的，如用于農(nóng)田，將影響環(huán)境的保護(hù)，同時也浪費(fèi)資源。更重要的是單一的光學(xué)異構(gòu)體在生命科學(xué)應(yīng)用中有特殊的意義，因?yàn)樵谝粚τ丑w中，通常其生物活性存在于其中一個對映體，手性已成為生命科學(xué)的一個關(guān)鍵因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前商業(yè)用途的650種農(nóng)藥中，其中有173個農(nóng)藥具有手性，而其有商業(yè)性的單一異構(gòu)體農(nóng)藥僅幾十個。由于單一手性農(nóng)藥的藥效高、用藥量省、三廢少、對作物和環(huán)境生態(tài)更安全、相對成本低、市場競爭力強(qiáng)，成為2l世紀(jì)農(nóng)藥發(fā)展的主要方向之一。第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)藥手性中間體是制備手性農(nóng)藥的基礎(chǔ)，D-2-(4-羥基苯氧基)丙酸酯是合成芳氧基苯氧基丙酸酯類除草劑如D-穩(wěn)殺得、D-喹禾靈、D-蓋草能的關(guān)鍵中間體，手性中心在丙酸酯的α位，D-構(gòu)型除草劑的活性比L-高幾百倍。手性除草劑藥效高，用量小，具有良好的發(fā)展前景。第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前合成D-2-(4-羥基苯氧基)丙酸酯的工藝路線主要有兩種：第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1、由L－氯丙酸或酯為原料L－氯丙酸或酯反應(yīng)活性高，產(chǎn)物的收率好，手性選擇性高。由此工藝得到的D-2-(4-羥基苯氧基)丙酸酯的光學(xué)純度可達(dá)到99%。但原料L－氯丙酸的成本較高，不利于生產(chǎn)。第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2、由L-乳酸酯為原料第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3反應(yīng)過程及初步結(jié)果第一步、磺酰化反應(yīng)粗產(chǎn)物收率92%第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月第二步、醚化反應(yīng)收率70%，光學(xué)純度D：L＝96:4第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月第三步酯化反應(yīng)收率90%第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4、主要原料消耗成本醚化物折百主要原料成本第30頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月6-氯-2-羥基喹喔啉加氫工藝

精喹禾靈屬雜環(huán)氧基苯氧基丙酸類內(nèi)吸傳導(dǎo)型選擇性莖葉處理的低毒除草劑，抑制禾本科雜草分生組織的細(xì)胞脂肪酸合成，破壞分生組織生長，使雜草壞死，適用于大豆、花生、油菜、棉花、甜菜、甘藍(lán)、白菜、芝麻、麻類、西瓜、番茄、馬鈴薯、煙草等作物，可有效防除大部分一年生和多年生禾本科雜草，如：稗草、牛筋草、馬唐、狗尾草、看麥娘、畫眉草、早熟禾、千金子、狗牙根、蘆葦、白茅、假高梁等。用藥量為30-60克有效成分/公頃，施藥方法為莖葉噴霧。第31頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月精喹禾靈自1995年在我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來經(jīng)過多年的發(fā)展生產(chǎn)工藝日趨完善，原料成本大幅度降低、原藥質(zhì)量大大提高