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绿色氯化技术在农药中间体合成中的应用

2022-06-05于海林

速读·上旬 2022年4期
关键词:双氧水盐酸

于海林

◆摘  要:在芳胺的亲电氯化操作过程中,能够使用酸盐-双氧水形式,对液氯等物质进行替代,可以在合成农药中间体的过程中突出盐酸-双氧水的有效性。在使用双碳酸酯等物质的过程中,能够对氯化剂予以替代,并且可以将其应用于农药中间体的合成过程中,且通常是以菊酰氯、苯甲酰氯、苯磺酰氯、氯代亚胺等物质为主。上述两种乳化方法其中所含有的E因子数量,相较于传统方法来说普遍较少。

◆关键词:氯化;盐酸-双氧水;双碳酸酯;E因子

一、引言

氯化反应在化工单元反应阶段具有重要作用,通过对两种不同类型的绿色氯化工性技术予以分析,并使用盐酸-双氧水和双碳酸酯等物质。对相对应的氯化剂进行替代,将其应用于农药中间体合成阶段,对相关技术予以重点研发,以此来达到减排、降耗以及节能的效果。

二、盐酸-双氧水氯化法

在芳环的亲电氯化操作过程中,通常需要借助精细化工等单元的反应操作,且此类方式在农药的合成过程中具有广泛性的应用效果。对于常用的操作方法来说,通常需要使用液氯等物质,在路易斯酸催化作用下形成反应效果。除此之外,由于液氯等物质具有剧毒特性,并且具有较强的腐蚀性和氧化等特性,属于易挥发的物质类型,所以在开展运输、存储和使用等项目时,对此类物质提出了较为严格的限制性要求,并且容易在工业生产阶段形成危险性因素。

在芳环的亲电氯化作业中,经常会涉及到硫酰氯、N-氯代丁二酰亚胺等物质,并且能够在操作阶段减少危险隐患。然而,由于上述物质并不具备原子经济性特点,所以无法实现对原料成本的合理把控。在芳环亲电氯化的反应过程中,应借助氯正离子等活性子,通过对绿色合成技术的全面分析,明确掌握氯正离子的筛选要点,确保氯正离子源筛选作业的适宜性与合理性。通过将盐酸-双氧水氯化法与液氯法进行对比,可以看出前者在使用过程中,能够保障原料、溶剂以及副产物的安全性,并且在设备投资阶段所需用的成本相对较少,最终产品回收率相对较高,且盐酸-双氧水氯化法的E因子只有0.5,所以突显出了此类方法的清洁性特点。

三、双碳酸酯氯化法

使用氯原子亲核对羟基等物质进行取代,突显出此类氯化反应的广泛用途特性,并且可以将其应用于部分中间体的合成过程中,例如:羧酰氯、磺酰氯以及氯代亚胺等,为农药合成作业的开展提供便利性支持。对常用的氯化剂予以分析,可以看出包括三氯氧磷、五氯化磷和三氯化磷等多种类型,且上述物质有刺激性、腐蚀性以及毒性等多样化的特点,并且具有一定的危险特性。在运输、储存以及使用等工序当中,由于上述物質具有特殊性质,所以容易出现安全隐患。在反应过后,实际所产生的副产物当中,存在二氧化硫、磷酸以及亚磷酸,在后续处理工作的实施过程中,为相关操作带来了困难。

双碳酸酯属于白色的结晶固体物质,实际的熔点能够保持在79℃~83℃的区间范围内,并且具有不溶于水的特性,可以在多数有机溶剂当中突显出双碳酸酯的融合性质,并且能够保障储存、运输以及使用过程中的安全性。在使用双碳酸酯的过程中,可以将其作为氯化剂,在合成羧酰氯、磺酰氯和氯代亚胺等物质时,为此类中间体的顺利合成点点给了基础,所产生的副产物通常是以氯化氢以及二氧化碳为主。氯化氢、二氧化碳并不会溶于反应体系,并且会出现气化溢出的情况,且氯化氢能够被水吸收,进一步配置出高纯度的盐酸,且二氧化碳由于难以融入到盐酸中,可以直接对其放空。

(一)取代环丙甲酰氯的合成

拟除虫菊酯类等杀虫剂,在农药研发作业当中具有重要作用,此类农药的品种具有多样性,实际的生产总量相对较大。在大多数杀虫剂的生产过程中,应对取代环丙甲酰氯予以合成处理,使取代环丙甲酸与氯化亚砜能够充分反应,并产生了二氧化硫、氯化氢混合尾气,在实际的治理过程中具有较大的难度。可以使用双碳酸酯及时替代环丙甲酸,借助催化剂的作用,充分反应并生成取代环丙甲酰氯,从而有效解决了治理难题。对于常用的环丙甲酰氯等质来说,可以借助溶剂、温度、催化剂等多种反应条件,对实际的反应流程予以优化和完善,使收率能够保持在90%~95%的区间范围内,确保产品的纯度能够维持在98%以上,且E因子的下降率可以被控制在80%左右。

(二)芳基磺酰氯的合成

在使用芳基磺酰氯的过程中,能够在磺酰胺以及磺酸酯类农药的合成过程中,成为关键中间体进行使用,例如:安磺灵、磺菌胺、杀螨酯和吡唑特等等。另外,在氨解操作的过程中,能够得到芳基磺酰胺,应将其放置于磺酰脲类除草剂的合成阶段。除此之外,对于硫粉、二硫化物、砜等多种不同类型中间体来说,还应借助芳基磺酰氯等物质,为合成作业的顺利落实奠定基础。利用芳基磺酸中的钠盐、钾盐或者氨盐等物质,使其能够与双碳酸酯进行反应之后,从而形成了芳基磺酰氯,实际的收率能够处于85%~91%的区间范围内,且最终的产品纯度能够保持在97%以上。

(三)取代苯甲酰氯的合成

在开展农药合成作业的过程中,为取代苯甲酰氯等物质的应用提供了广泛的空间支持。常见的取代苯甲酰氯类型有酰胺类杀菌剂和三酮类除草剂,通过细致划分可以将前者分为灭锈胺、氟酰胺、环菌胺,后者能够分为磺草酮、甲基磺草酮等。其中,对于三酮类的除草剂来说,由于实际的应用阶段具有高效性和安全性的优势,所以在农药合成环节受到了高度重视。为此,可以在研发双碳酸酯法的过程中,对关键中间体的合成工艺进行优化,并将其与氯化亚砜法予以对比,可以看出在实际的生产阶段,可以有效减少二氧化硫等尾气问题,还可以确保E因子数量得以下降,实际的下降率能够维持在80%以上,进一步改善了产品品质,且一次的产品收率和纯度得到上升,且处于98%以上,最终的产品色泽相较于氯化亚砜法来说更加优良。

四、结束语

在使用盐酸-双氧水铝化法和双碳酸酯氯法的过程中,能够具备环境友好型的特点,可以针对环境恶劣型原料进行替代,避免使用有毒、有害的原料,且副产物同样不具备毒性,能够符合绿色化学研究原理。在研究重要农药中间体合成工艺的过程中,上述两种方法的收率相对较高,且获得的产品质量较为优良,能够有效降低E因子总量,可以将其作为绿色氯化共性技术,在农药合成过程中获得良好的推广和应用优势。

参考文献

[1]吴剑,李钟华.农药中间体产业发展历程(三)[J].中国农药,2021,(04):9-10.

[2]姜政圻.农药,医药及其中间体生产废水处理技术的阐述[J].皮革制作与环保科技,2021,(08):2-3.

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