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摘要:从化学的角度分析一种复杂的化学生产过程都是需要采用其他的化学产品作为原料进行一定的化学反应生成的,农药作为实际生产中的一种重要物质就是通过吡啶类化合物合成的化学物质。在农业中常用的除草剂和杀虫剂多数都是利用吡啶合成的,随着农业生产的需求不断提高,因此对于农药的开发工作也在不断推进,但吡啶始终是农药合成的一种重要原料,其应用前景广阔。本文主要对甲基吡啶及其衍生物在农药合成中的应用进行探究。
关键词:甲基吡啶;衍生物;农药;合成;应用
1、甲基吡啶及其衍生物介绍
以甲基吡啶为起始原料,可合成十余种衍生产品,其中包括3-吡啶甲胺,3-吡啶甲醇以及5-氯烟酸等,且这些产品都属于高附加值 的精细化工中间体,是农药生产中的重要材料。此外,甲基吡啶在氧化后可再经氯化途径生成2-氯-5-甲基吡啶、2-氯-5-三氯甲基吡啶、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-3-三氟甲基吡啶等众多氯化物。就目前来看,随着近年来国内外市场对于烟酸和烟酰胺需求量的逐渐增加,甲基吡啶及其衍生物已经形成了一套全面的产品体系,且具有十分广阔的市场发展前景。具体来说,目前甲基吡啶及其衍生物已经在世界吡啶市场中占有了约27% 的消费比例,且这一比例预计在未来几年将持续上升至29%左右。
2、甲基吡啶及其衍生物在不同农药产品合成中的作用
2.1毒死蜱产品的合成中吡啶及其衍生物的作用
现有的杀虫剂共有三种主要的品种,其中毒死蜱是位于全球杀虫剂市场中的前三位,这种毒死蜱也是我国发布对五种高毒性杀虫剂的禁令后成为市场主要销售的杀虫剂。这种毒死蜱主要替代了原有的高毒性杀虫剂,需求量急剧增加,2011年当年的产量就达到4.19万吨,这种毒死蜱使用三氯吡啶酚钠和乙基氯化物合成,其中作为主要原料的三氯吡啶酚钠的生产方式有一定的差异性,主要是两种不同的合成工艺,一种工艺是将吡啶氯化,首先合成四氯吡啶,再通过化学反应生成三氯吡啶酚钠。还有一种工艺被称作环合法,这种工艺路线是选用三氯乙酰氯和丙烯腈进行环化反应直接生成三氯吡啶酚钠。国内外对这两种合成工艺有所区分,目前国内主要采用环合法进行三氯吡啶酚鈉的合成,而国外则多数选用第一种工艺。这种区别主要是由于两种合成方法在排污上存在很大差异,环合法属于对环境污染严重的方法,不符合未来的环保理念和整个社会的需求。而第一种工艺则具有废水排放量降低的能力,是一种更加环保的生产工艺,因此在国外被普遍采用,由于我国最初的生产模式并没有注重对环境和资源的影响,简单粗暴的发展模式使得环境承受了巨大的压力,随着我国环保理念的加强和可持续发展战略的提升,这种污染度较高的生产工艺逐渐从我国的杀虫剂生产市场被淘汰出局,生产企业开始不断研究和关注环保技术的应用,因此在这一领域的生产也将逐步形成环保为主的技术创新时代。
2.2.农药扩展领域市场应用的拓展
实际上在农药生产过程中还会出现很多中间产物,这些中间产物在一定程度上也是具有一定应用价值的,因此属于农药扩展领域。前文描述的毒死蜱杀虫剂在合成的过程中有一种中间产物叫做四氯吡啶,在进行合成反应时还同时会出现另一种吡啶衍生物2,3-二氯吡啶,这种中间产物具有一定得额使用价值,可以用来生产另一种杀虫剂,即氯虫苯甲酰胺。氯虫苯甲酰胺是一种新型杀虫剂,由杜邦公司的研发人员精心研制成功,在市场销售的大多数是20%悬浮剂,俗称“康宽”。随着近年来这种新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺需求量激增,占据了广阔的应用市场,其未来发展预期也广泛受到业内关注,将逐步发展成为农药市场的一种重要产品。鉴于吡啶及其衍生物不仅在农药生产中的重要作用还有其具有更加广泛的研发前景,我国已经将这方面的研究工作列入了科学发展规划之中,并加强了吡啶及其衍生物定向氯化和氟化技术等研究项目的投入,期望通过一系列的研发工作推进我国农药工业的发展和完善,培养出该领域的研发科研人才,形成一批具有市场潜力的企业和产品。在发展农药企业的同时,保护好人类赖以生存的环境,实现我国的可持续发展战略目标。
3、甲基吡啶及其衍生物在农药合成中的具体应用
3.1杀虫剂
3.1.1 吡啶甲胺类杀虫剂
吡啶甲胺类杀虫剂是最常用一种的由甲基吡啶及其衍生物合成的杀虫剂,具体可分为吡虫啉、吡虫氰以及TI-304三种。首先,吡虫 啉是由拜耳公司开发的一种全新结构超高效杀虫剂,具有内吸性强、有效期长、杀虫效果高等特点,可根治叶蝉、飞虱、稻叶虫等多种害虫,由甲基吡啶经二次氯化后合成;其次,吡虫氰是由日本曹达公司开发的一种具有强内吸性和高杀虫效果的与吡虫啉类似的杀虫剂,其主要可防治棉蚜 、菜蚜等害虫,且有效期长达13-22d;TI-304是日本武田制药公司开发的一种主要用于水稻及各种大棚作物的杀虫剂,该杀虫剂可对飞虱、叶蝉起到良好的防治效果,其致死率高达100%。
3.1.2 苯甲酰脲类杀虫剂
该类杀虫剂主要为IKI-7899,也就是定虫隆,是由日本石原产业公司开发的一种可以对多种鳞翅目害虫起到防治作用的高效杀虫剂。
3.1.3 哒嗪酮类杀虫剂
该类杀虫剂主要包括哒幼酮和NC-184 两种,其中哒幼酮是由日本化药公司开发的一种具有较好活性的杀虫剂,可导致昆虫无法正常完成蜕皮;另外,NC-184是日产化学公司在N C-170也就是哒幼酮的基础上开发的一种具有更高生物活性的杀虫剂,该杀虫剂对鳞翅目害虫有着非常高的防治效果。
3.2杀菌剂
利用甲基吡啶及其衍生物合成杀菌剂主要表现为氯啶氨、啶斑肟以及BC-723三种,其中,氯啶氨是一种可对单轴霉菌、黑星菌等多种细菌起到良好防治效果的杀菌剂,且具有一定的杀螨作用;而啶斑 肟是由日本化药公司开发的一种具有较好保护和治疗作用的内吸性杀菌剂,主要可防治香蕉、葡萄、花生及各种观赏植物果实上的病原菌,尤其是可防治花生的叶斑病 ;BC-723属于酰胺类杀菌剂,主要用于防治小麦锈病和水稻立枯病。
3.3 除草剂
除草剂同样也是甲基吡啶及其衍生物在农药合成 中的一种应用,主要包括二苯醚类除草剂、吡氯草胺以及磺酰脲类除草剂三种 ,其中以二苯醚类除草剂使用最为广泛,例如由日本石原产业公司开发的稳杀得、由美国陶氏化学公司开发的盖草能以及由美国Srauffer公司开发的羟戊禾灵三种,都具有非常好的除草效果,且可以适用于多种杂草。
4、甲基吡啶及其衍生物在不同农药产品合成中的建议
4.1.应该予以吡啶及其衍生物更多关注
在农药产品的合成过程是复杂的化学反应过程,反应不会一步到位,很多中间反应出现很多吡啶衍生物,这些衍生物应该被关注和利用,它们往往会成为新产品的重要原料,可以说是大自然给予人类创新的提醒,通过对这些衍生物的研究,可以充分利用现有资源进行更多新产品的开发工作,推进农药产品种类的丰富和性能的改善。
4.2.国内企业应该加强关键工艺技术的了解
我国在进行农药生产时,往往都没有掌握合成过程的关键工艺技术,尤其是在制备中间反应产物时,对于影响中间产物品质和产量以及成本的关键技术都没有清晰的了解和认识,因此在这个中间产物的生产环节中存在一定的知识疏漏,需要加强学习和研究,才能转化为巨大的生产推动力。
4.3.扩展对相关产业的涉足
吡啶及其衍生物具有特殊的化学性质,那么除了应用于农药合成领域,是否在其他领域也可以得到有效的利用,这就要求原料制备企业扩展思路,寻找各种机会,并加大研发和创新的投入力度,扩展市场,将吡啶及其衍生物逐渐推广到其他领域,促进自身产业的长足发展。
5、结语
近年来含有甲基吡啶及其衍生物的农药发展非常迅速,基于此,有关农药合成研究专家更应该提高对于含有吡啶基因化学物的重视,尤其是应加大对于甲基吡啶及其衍生物的重视,并结合实际情况开发出更多高效的农药产品,进而有效促进农药合成行业的发展与进步。
参考文献:
[1]郭逍.试论有机合成在农药中的应用.山东工业技术,2015,21.
[2]孙克.农药合成与分析技术.分析化学,2015,2.
(作者单位:河南省产品质量监督检验院)
关键词:甲基吡啶;衍生物;农药;合成;应用
1、甲基吡啶及其衍生物介绍
以甲基吡啶为起始原料,可合成十余种衍生产品,其中包括3-吡啶甲胺,3-吡啶甲醇以及5-氯烟酸等,且这些产品都属于高附加值 的精细化工中间体,是农药生产中的重要材料。此外,甲基吡啶在氧化后可再经氯化途径生成2-氯-5-甲基吡啶、2-氯-5-三氯甲基吡啶、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-3-三氟甲基吡啶等众多氯化物。就目前来看,随着近年来国内外市场对于烟酸和烟酰胺需求量的逐渐增加,甲基吡啶及其衍生物已经形成了一套全面的产品体系,且具有十分广阔的市场发展前景。具体来说,目前甲基吡啶及其衍生物已经在世界吡啶市场中占有了约27% 的消费比例,且这一比例预计在未来几年将持续上升至29%左右。
2、甲基吡啶及其衍生物在不同农药产品合成中的作用
2.1毒死蜱产品的合成中吡啶及其衍生物的作用
现有的杀虫剂共有三种主要的品种,其中毒死蜱是位于全球杀虫剂市场中的前三位,这种毒死蜱也是我国发布对五种高毒性杀虫剂的禁令后成为市场主要销售的杀虫剂。这种毒死蜱主要替代了原有的高毒性杀虫剂,需求量急剧增加,2011年当年的产量就达到4.19万吨,这种毒死蜱使用三氯吡啶酚钠和乙基氯化物合成,其中作为主要原料的三氯吡啶酚钠的生产方式有一定的差异性,主要是两种不同的合成工艺,一种工艺是将吡啶氯化,首先合成四氯吡啶,再通过化学反应生成三氯吡啶酚钠。还有一种工艺被称作环合法,这种工艺路线是选用三氯乙酰氯和丙烯腈进行环化反应直接生成三氯吡啶酚钠。国内外对这两种合成工艺有所区分,目前国内主要采用环合法进行三氯吡啶酚鈉的合成,而国外则多数选用第一种工艺。这种区别主要是由于两种合成方法在排污上存在很大差异,环合法属于对环境污染严重的方法,不符合未来的环保理念和整个社会的需求。而第一种工艺则具有废水排放量降低的能力,是一种更加环保的生产工艺,因此在国外被普遍采用,由于我国最初的生产模式并没有注重对环境和资源的影响,简单粗暴的发展模式使得环境承受了巨大的压力,随着我国环保理念的加强和可持续发展战略的提升,这种污染度较高的生产工艺逐渐从我国的杀虫剂生产市场被淘汰出局,生产企业开始不断研究和关注环保技术的应用,因此在这一领域的生产也将逐步形成环保为主的技术创新时代。
2.2.农药扩展领域市场应用的拓展
实际上在农药生产过程中还会出现很多中间产物,这些中间产物在一定程度上也是具有一定应用价值的,因此属于农药扩展领域。前文描述的毒死蜱杀虫剂在合成的过程中有一种中间产物叫做四氯吡啶,在进行合成反应时还同时会出现另一种吡啶衍生物2,3-二氯吡啶,这种中间产物具有一定得额使用价值,可以用来生产另一种杀虫剂,即氯虫苯甲酰胺。氯虫苯甲酰胺是一种新型杀虫剂,由杜邦公司的研发人员精心研制成功,在市场销售的大多数是20%悬浮剂,俗称“康宽”。随着近年来这种新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺需求量激增,占据了广阔的应用市场,其未来发展预期也广泛受到业内关注,将逐步发展成为农药市场的一种重要产品。鉴于吡啶及其衍生物不仅在农药生产中的重要作用还有其具有更加广泛的研发前景,我国已经将这方面的研究工作列入了科学发展规划之中,并加强了吡啶及其衍生物定向氯化和氟化技术等研究项目的投入,期望通过一系列的研发工作推进我国农药工业的发展和完善,培养出该领域的研发科研人才,形成一批具有市场潜力的企业和产品。在发展农药企业的同时,保护好人类赖以生存的环境,实现我国的可持续发展战略目标。
3、甲基吡啶及其衍生物在农药合成中的具体应用
3.1杀虫剂
3.1.1 吡啶甲胺类杀虫剂
吡啶甲胺类杀虫剂是最常用一种的由甲基吡啶及其衍生物合成的杀虫剂,具体可分为吡虫啉、吡虫氰以及TI-304三种。首先,吡虫 啉是由拜耳公司开发的一种全新结构超高效杀虫剂,具有内吸性强、有效期长、杀虫效果高等特点,可根治叶蝉、飞虱、稻叶虫等多种害虫,由甲基吡啶经二次氯化后合成;其次,吡虫氰是由日本曹达公司开发的一种具有强内吸性和高杀虫效果的与吡虫啉类似的杀虫剂,其主要可防治棉蚜 、菜蚜等害虫,且有效期长达13-22d;TI-304是日本武田制药公司开发的一种主要用于水稻及各种大棚作物的杀虫剂,该杀虫剂可对飞虱、叶蝉起到良好的防治效果,其致死率高达100%。
3.1.2 苯甲酰脲类杀虫剂
该类杀虫剂主要为IKI-7899,也就是定虫隆,是由日本石原产业公司开发的一种可以对多种鳞翅目害虫起到防治作用的高效杀虫剂。
3.1.3 哒嗪酮类杀虫剂
该类杀虫剂主要包括哒幼酮和NC-184 两种,其中哒幼酮是由日本化药公司开发的一种具有较好活性的杀虫剂,可导致昆虫无法正常完成蜕皮;另外,NC-184是日产化学公司在N C-170也就是哒幼酮的基础上开发的一种具有更高生物活性的杀虫剂,该杀虫剂对鳞翅目害虫有着非常高的防治效果。
3.2杀菌剂
利用甲基吡啶及其衍生物合成杀菌剂主要表现为氯啶氨、啶斑肟以及BC-723三种,其中,氯啶氨是一种可对单轴霉菌、黑星菌等多种细菌起到良好防治效果的杀菌剂,且具有一定的杀螨作用;而啶斑 肟是由日本化药公司开发的一种具有较好保护和治疗作用的内吸性杀菌剂,主要可防治香蕉、葡萄、花生及各种观赏植物果实上的病原菌,尤其是可防治花生的叶斑病 ;BC-723属于酰胺类杀菌剂,主要用于防治小麦锈病和水稻立枯病。
3.3 除草剂
除草剂同样也是甲基吡啶及其衍生物在农药合成 中的一种应用,主要包括二苯醚类除草剂、吡氯草胺以及磺酰脲类除草剂三种 ,其中以二苯醚类除草剂使用最为广泛,例如由日本石原产业公司开发的稳杀得、由美国陶氏化学公司开发的盖草能以及由美国Srauffer公司开发的羟戊禾灵三种,都具有非常好的除草效果,且可以适用于多种杂草。
4、甲基吡啶及其衍生物在不同农药产品合成中的建议
4.1.应该予以吡啶及其衍生物更多关注
在农药产品的合成过程是复杂的化学反应过程,反应不会一步到位,很多中间反应出现很多吡啶衍生物,这些衍生物应该被关注和利用,它们往往会成为新产品的重要原料,可以说是大自然给予人类创新的提醒,通过对这些衍生物的研究,可以充分利用现有资源进行更多新产品的开发工作,推进农药产品种类的丰富和性能的改善。
4.2.国内企业应该加强关键工艺技术的了解
我国在进行农药生产时,往往都没有掌握合成过程的关键工艺技术,尤其是在制备中间反应产物时,对于影响中间产物品质和产量以及成本的关键技术都没有清晰的了解和认识,因此在这个中间产物的生产环节中存在一定的知识疏漏,需要加强学习和研究,才能转化为巨大的生产推动力。
4.3.扩展对相关产业的涉足
吡啶及其衍生物具有特殊的化学性质,那么除了应用于农药合成领域,是否在其他领域也可以得到有效的利用,这就要求原料制备企业扩展思路,寻找各种机会,并加大研发和创新的投入力度,扩展市场,将吡啶及其衍生物逐渐推广到其他领域,促进自身产业的长足发展。
5、结语
近年来含有甲基吡啶及其衍生物的农药发展非常迅速,基于此,有关农药合成研究专家更应该提高对于含有吡啶基因化学物的重视,尤其是应加大对于甲基吡啶及其衍生物的重视,并结合实际情况开发出更多高效的农药产品,进而有效促进农药合成行业的发展与进步。
参考文献:
[1]郭逍.试论有机合成在农药中的应用.山东工业技术,2015,21.
[2]孙克.农药合成与分析技术.分析化学,2015,2.
(作者单位:河南省产品质量监督检验院)