高效杀菌剂农药咪鲜胺铜盐的绿色合成工艺
2024-05-14戚晶晶
王 莹,张 明,阮 华,戚晶晶
(安道麦辉丰(江苏)有限公司,江苏 大丰 224100)
高效、低毒、安全是当今农药研究的主题[1]。咪唑类化合物应为高效、广谱的生物活性而在农业领域扮演着十分重要角色,咪鲜胺是咪唑类杀菌剂农药重要组成部分,由于其含有多个N原子的存在,使其能与多种过度金属元素配位成稳定的络合物。它能更有效防治大田作物、水果、蔬菜及观赏植物上的多种病害[2-3]。
本文对咪鲜胺与氯化铜的络合物合成路线的探讨和研究,咪鲜胺铜盐(图1)比咪鲜胺更具有杀菌活性,由于与铜盐的络合使得其在农药制剂方面有更广阔的前景,可以用于悬浮剂、悬浮种衣剂等绿色、环保制剂剂型的开发。
图1 咪鲜胺铜盐分子式
本文开展了合成工艺的研究,进行了反应条件的探索和优化,在反应物的配比、溶剂的选择、结晶终点温度等方面进行了研究,最终收率提高到98.0%。以咪鲜胺为起始原材料,经过络合、结晶、过滤、烘干得到咪鲜胺铜盐。合成路线如下:
1 实验
1.1 试剂与仪器
1.1.1 试剂 咪鲜胺:含量≥97.0%,二水合氯化铜:含量≥97.0%,甲苯:含量≥99.0%,二甲苯:含量≥98.5%,乙醇:含量≥99.0%,二氯乙烷:含量≥99.0%,以上均为工业品。
1.1.2 仪器 四口烧瓶;JJ-1 电动搅拌器;SHB-B95A 真空泵;DC-2006 低温恒温槽;HHWO 型恒温油浴锅;Agilent 气相色谱仪:具氢火焰离子化检测器;Agilent 液相色谱仪:VWD 检测器等。
1.2 合成方法
1.2.1 络合工艺 向装有温度计、搅拌装置、导热管、冷凝器的500 mL 四口烧瓶中,分别加入咪鲜胺原药100 g、甲苯200 g、二水合氯化铜11.6 g,升温控制真空度-0.035 Mpa~-0.060 Mpa,温度70℃~100℃之间进行切水至甲苯澄清透明无明显水珠。
1.2.2 结晶工艺 切水完成后,自然降温至70℃,然后打开冷媒以15℃/h 的降温速度进行降温结晶,在60℃时加入0.2 kg 晶种,继续降温至20℃,停止降温继续搅拌30 min。
1.2.3 过滤及干燥 将结晶物料转移至布氏漏斗进行抽滤,抽滤后样品,采用负压干燥,控制真空-0.06 Mpa 以上,68℃烘干2 h,最终得到咪鲜胺铜盐样品,收率98.0%,纯度98.5%。
2 结果与讨论
2.1 反应物配比对收率的影响 反应物配比对收率的影响,在其它条件相同时,考察了反应物配比对收率的影响(表1),从表中可以看出,当配比<1∶0.26 时,产物收率低,随着反应物配比的增加,收率增加,当物质量的配比为1∶0.26,收率最大,继续增加物料比,反应收率并没有明显提高,所以我们选择物质的量之比为1∶0.26。
表1 反应物配比对收率的影响
2.2 结晶终点温度对收率的影响 结晶终点温度对收率的影响,在其它条件相同时,考察结晶终点温度对收率的影响(表2),从表中可以看出,当终点温度到20℃,收率到达最大,再次降低结晶终点温度,对产品收率并没有明显提高,所以我们最终选择结晶终点温度为20℃。
表2 结晶终点温度对收率的影响
2.3 反应溶剂对收率的影响 反应溶剂对收率的影响,在其它条件相同时,考察反应溶剂对收率的影响(表3),从表中可以看出,溶剂为甲苯时,收率到达最大且甲苯属于化工反应常用的溶剂体系,所以我们最终选择甲苯作为反应溶剂。
表3 反应溶剂对收率的影响
2.4 实验验证 采用上述2.1、2.2、2.3中确认的最终 反应条件,重新进行3批次实验,最终结果如下(表4)。
表4 产品收率及质量数据
3 结论
3.1 以咪鲜胺为起始原材料,经过络合、结晶、过滤、干燥等工艺过程得到目标化合物。
3.2 对工艺过程中的工艺进行了优化,讨论了不同物料比、结晶终点温度、溶剂对收率的影响,最终选定以甲苯作为溶剂,结晶终点温度控制为20℃,咪鲜胺和二水合氯化铜的物料比为1∶0.26的最佳生产工艺。
3.3 咪鲜胺铜盐纯度达到98.5%,收率98.0%,产品质量及工艺合成过程达到行业领先水平。