主要含氟农药中间体及市场前景

2020-07-01尹凯

世界农药 2020年6期

尹凯

(浙江南郊化学有限公司，浙江绍兴 312369)

1 概述

1.1 含氟农药

含氟农药具有生物活性高、使用量少、毒性低和使用效果突出等优点，目前已成为世界农药工业发展的重点之一。当前，已经开发应用的含氟杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂以及植物生长调节剂等已有上百个品种，含氟农药已经成为高端品种和新农药的创制主体，成为世界农药发展的重点，具有良好应用前景和较高附加值[1-3]。

在2015-2019年专利过期农药中，含氟农药14个，占51.9%，特别是杀虫剂，含氟的化合物占80%。在新的农药化合物中，含氟物质占比相当高[4](表1)。

表1 2015-2019年专利过期农药中含氟农药占比

1.2 含氟农药中间体

我国含氟精细化学品的年总产能约16万t，产量约6.2万t，含氟精细化学品的消费情况大致为氟农药30%、氟医药25%、电子气体20%、氟表面活性剂10%、其他15%[5]。可见，含氟农药已经成为我国含氟精细化学品的重点领域。含氟中间体作为含氟农药的合成原料，近年来发展突飞猛进，已成为各科研院所和企业重点研究的方向。含氟中间体主要可分为3大类：脂肪族氟化物、含氟杂环化合物和芳香族含氟中间体。我国已开发的含氟中间体数量达数百种，具有一些骨干生产企业，这些企业主要集中在浙江、江苏、辽宁和江西等地，山东、河南等地也有少量生产企业。国内主要含氟中间体的年产能及产量情况如下：芳香族含氟中间体产能12万t，产量5万t；脂肪族含氟中间体产能2万t，产量1万t；杂环含氟化合物产能0.3万t，产量0.2万t[6]。由此可见，芳香族含氟中间体是最主要的含氟中间体类别。

芳香族含氟中间体又可细分为苯系列和甲苯系列。苯系列主要有氟苯、2,4-二氯氟苯、对氟苯酚、对氟苯甲酰氯、3-氯-4-氟苯胺、4-溴-2-氟苯胺、4-氯-4-氟苯甲酮等；甲苯系列主要有三氟甲基苯胺、对三氟甲氧基苯胺等。这些都是近几年比较畅销的中间体，它们的市场前景较好。

2 重要含氟农药中间体

2.1 脂肪族氟化物

国内常用且具有开发前景的脂肪族氟化物有三氟乙醇、三氟乙酸、三氯三氟乙烷、二氟氯甲烷、三氟乙酰乙酸乙酯和二氟乙酸乙酯等，其结构如图1所示。

图1 常见脂肪族氟化物

这些脂肪族氟化物可以广泛应用于合成含氟农药原药，如三氯三氟乙烷用以生产三氟氯氰菊酯、七氟菊酯和联苯菊酯等；二氟氯甲烷用于生产氟氰戊菊酯、氟嘧磺隆等；三氟乙酰乙酸乙酯用于生产噻草啶；二氟乙酸乙酯用于生产氟唑菌酰胺和联苯吡菌胺等。相应含氟农药如图2所示。

2.2 含氟杂环化合物

含氟杂环化合物是含氟农药中间体的重要组成部分，常见的含氟杂环化合物有3-三氟甲基吡啶、2-氟-6-三氟甲基吡啶、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶、2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶、2-甲氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶等，其结构如图3所示。

这些含氟杂环化合物可以广泛用于合成含氟农药，如3-三氟甲基吡啶用于生产吡氟禾草灵；2-氟-6-三氟甲基吡啶用于生产啶氧菌酯；2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶用于生产吡虫隆、氟吡氯禾灵等；2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶用于生产氟啶胺；2-甲氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶用于生产我国自主研发的苯甲酰胺类杀菌剂氟醚菌酰胺(fluopimomide)[7-8]，相应含氟农药如图4所示。

图2 脂肪族氟化物对应含氟农药

图3 常见含氟杂环化合物

图4 含氟杂环化合物对应含氟农药

2.3 芳香族含氟中间体

芳香族含氟中间体种类较多，广泛应用于农药、医药、液晶和染料等各行业。笔者主要针对农药领域选择了几种应用范围较广、前景看好的芳香族含氟中间体进行介绍。

2.3.1 对氟硝基苯

对氟硝基苯可以生成对氟苯胺和对氟苯酚，是重要农药中间体，应用范围广泛，也是重要的医药、液晶中间体，其结构式如图5。其主要由对硝基氯苯经氟化或再进行加氢还原、重氮水解所得。其下游农药原药主要有杀菌剂苯噻菌胺、苯氧喹啉、氟氯菌核利，杀虫剂吡丙醚，除草剂氟吡酰草胺、氟噻草胺、吡草醚、环戊噁草酮和氟胺草酯等(图6)。近年来，由于受安全、环保等影响，该中间体供应紧张，目前国内主要的生产厂家有浙江林江化工股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司、常州市武进庙桥合成化工有限公司和浙江解氏新材料股份有限公司等。

图5 对氟硝基苯、对氟苯胺和对氟苯酚

图6 对氟硝基苯下游含氟农药

2.3.2 邻氟苯胺

邻氟苯胺(图7)是一种重要的农药中间体，应用范围较广，也是重要的医药中间体，其主要由邻硝基氯苯经氟化精馏所得。邻氟苯胺下游农药原药主要有除草剂噁唑酰草胺(韩秋好)、唑草酮和嗪草酸甲酯等(图8)。该中间体目前供应也较紧张，国内主要的生产厂家有浙江林江化工股份有限公司、浙江解氏新材料股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司和常州市武进庙桥合成化工有限公司等。

图7 邻氟苯胺

图8 邻氟苯胺下游含氟农药

2.3.3 2,4-二氟硝基苯

2,4 -二氯硝基苯是重要的农药、医药中间体，它可以进一步还原为 2,4-二氯苯胺，也可以氟化得到2,4-二氟硝基苯(图9)。2,4-二氯苯胺是除草剂甲磺草胺、吡唑解草酯、解草唑、环丙酰草胺以及杀菌剂亚胺唑的重要中间体；2,4-二氟硝基苯是除草剂丙炔氟草胺、吡氟草胺、三唑酰草胺和杀菌剂苯噻菌胺的重要农药中间体，相应农药原药结构式如图10所示。近年来，对硝化反应等危险工艺进行重点监管，故该中间体供应紧张。目前浙江南郊化学有限公司和浙江林江化工股份有限公司等厂家能长期生产供应。

图9 2,4-二氯硝基苯、2,4-二氟硝基苯和2,4-二氯苯胺

图10 2,4-二氟硝基苯下游含氟农药

2.3.4 3,4,5-三氟溴苯

3,4 ,5 -三氟溴苯是新型SDHI类杀菌剂氟唑菌酰胺的重要中间体，而氟唑菌酰胺市场前景非常看好，已经成为未来几年新农药的焦点产品之一(图11)。该中间体的生产涉及硝化、氯化、氟化、重氮化等重点监管危险工艺，生产难度和准入门槛较高，目前国内生产企业不多，其中浙江林江化工股份有限公司、浙江解氏新材料股份有限公司、浙江永太科技股份有限公司等厂家长期稳定生产供应。

2.3.5 3-氯-4-氟苯胺

3-氯-4-氟苯胺是麦草氟甲酯、麦草氟异丙酯等除草剂的重要中间体，也是氟喹诺酮类抗菌素氟哌酸的重要原料(图12)。3-氯-4-氟苯胺的制备是以对硝基氯苯为原料，经氯化得到 3,4-二氯硝基苯后再氟化、加氢还原所得；也可以由邻二氯苯为原料经硝化、氟化、加氢还原所得。国内 3-氯-4-氟苯胺的生产能力约为1 500 t左右，主要以浙江林江化工股份有限公司和浙江解氏新材料股份有限公司等相关企业生产为主。

图11 3,4,5-三氟溴苯及下游含氟农药

图12 3-氯-4-氟苯胺及下游含氟农药

2.3.6 2,6-二氟苯甲酰胺

2,6 -二氟苯甲酰胺(图13)是合成苯甲酰脲类杀虫剂的关键中间体。苯甲酰脲类杀虫剂属于几丁质合成抑制剂，具有活性高、残留低、杀虫广谱、选择性强、对人畜安全等优点，是一类环境友好的含氟杀虫剂，其代表性品种有伏虫隆、除虫脲、虱螨脲、氟铃脲、氟酰脲、啶虫隆、氟虫脲等(图14)。此外，南开大学汪清民教授等合成了含有磺酸盐、酰胺基和肟醚基以及异噁唑啉和异噁唑的苯甲酰脲化合物，这些化合物对东方黏虫、蚊、小菜蛾、甜菜黏虫和玉米螟具有极好的杀虫活性[9-14]。因此国内对 2,6-二氟苯甲酰胺需求较大，前两年一度出现供应紧缺的情况。目前国内生产厂家主要有扬州天辰精细化工有限公司、盐城世宏化工有限公司和浙江南郊化学有限公司等十几家企业。

图13 2,6-二氟苯甲酰胺

图14 2,6-二氟苯甲酰胺下游含氟农药

2.3.7 三氟甲基苯胺

三氟甲基苯胺是农药工业生产中非常重要的含氟中间体，也是染料、液晶等领域的重要中间体，它有邻、间、对三氟甲基苯胺3种异构体(图15)。含有三氟甲基苯胺的农药已经成为新型农药开发的热点，主要品种有伏草隆、哒草伏、氟虫腈、氟啶胺、氟咯草酮等(图16)。三氟甲基苯胺的合成主要以硝基三氟甲苯为原料经加氢还原得到。目前国内生产三氟甲基苯胺的厂家较多，如浙江迪耳药业有限公司、阜新特种化学品股份有限公司和山东天昊化工集团公司等。

图15 三氟甲基苯胺

图16 三氟甲基苯胺下游含氟农药

2.3.8 对三氟甲氧基苯胺

对三氟甲氧基苯胺(图17)是重要的含氟农药中间体，也是重要的医药、染料、液晶中间体。其下游含氟农药有杀虫剂茚虫威、杀虫隆、氟幼脲和杀菌剂噻氟菌胺等(图18)。对三氟甲氧基苯胺的合成主要以三氟甲氧基苯为起始原料，经硝化、还原得到。国内主要生产厂家有阜新特种化学品股份有限公司和浙江富盛控股集团有限公司等。近年来对三氟甲氧基苯胺的应用日益广泛，前景非常好。