❶ 吡啶三氧化硫與吡咯反應
吡咯(1-氮雜-2,4-環戊二烯),雜環化合物之一。分子式C4H5N,分子量:67.09,CAS號109-97-7。熔點-23℃,沸點129-131℃,密度0.967g/cm3。多個吡咯環可以形成更大的環系,如血紅蛋白中的卟啉環,葉綠素中的卟吩環和維生素B12中的咕啉環。
歷史
1857年,它從骨頭的熱解物中分離出來。它的名字來自希臘的pyrrhos(πυρρός,「微紅,火熱」),來自用來檢測它的反應—當它被鹽酸浸濕後賦予木材紅色。
理化特性
吡咯及其甲基取代的同系物存在於骨焦油內。無色液體。沸點130~131℃,相對密度0.9691(20/4℃)。微溶於水,易溶於乙醇、乙醚等有機溶劑。吡咯在微量氧的作用下就可變黑;松片反應給出紅色;在鹽酸作用下聚合成為吡咯紅;對氧化劑一般不穩定。它可以發生取代反應,主要在2位或5位上取代 。在15℃時,吡咯在乙酸酐中用硝酸硝化,得到2-硝基吡咯,產量不高,一部分變為樹脂狀物質。吡咯形式上是一個二級胺,但在稀酸中溶解得很慢;環上的氫被烷基取代後鹼性增強,可形成不溶解的鹽。吡咯可與苦味酸形成鹽;還可還原成二氫和四氫吡咯。
吡咯可用1,4 -二羰基化合物與氨反應製取,工業上吡咯由丁炔二醇與氨通過催化作用制備。吡咯與苯並聯的化合物稱為吲哚,是一個重要的化合物。有些吡咯的衍生物具有重要的生理作用, 例如,葉綠素、血紅素都是由4個吡咯環形成的卟啉環系的衍生物。四氫吡咯是一個重要的試劑,它與酮反應失水形成烯胺,即氨基旁有一個碳 -碳雙鍵。例如環己酮與四氫吡咯形成的烯胺在有機合成中有多種用途。一般而言,用吡咯為原料進行實驗之前,要重新蒸餾後再使用,因為吡咯長時間暴露在空氣中易聚合生成聚吡咯(黑色固體)。
酸性比較:乙酸>苯酚> 吡咯 >環己醇
反應
酸鹼性
吡咯鹼性較其它胺類弱,其共軛酸的pKaH約為–1到–2。這是因為氮原子上的一對電子與兩個雙鍵上的電子形成離域體系(Π56)。正因為如此,吡咯有芳香性,形成共軛酸後芳香體系被破壞,故吡咯氮不易結合質子。
吡咯有微弱酸性,其pKa為16.5。用正丁基鋰和氫化鈉之類的強鹼處理吡咯得其負離子,與親電試劑如碘甲烷反應得N-甲基吡咯。
芳香性
與苯和其它五元雜環化合物比較,親電取代反應活性吡咯>呋喃>噻吩>苯。吡咯親電取代反應反應活性非常高,例如吡咯在氫氧化鈉作用下與碘反應生成四碘吡咯。這是由於吡咯π電子雲密度高於苯,且碳正離子中間體非常穩定。吡咯硝化不宜直接使用硝酸,因易被氧化,常使用溫和的非質子試劑硝酸乙醯酯;磺化也避免使用硫酸,常用吡啶與三氧化硫加合物作磺化試劑。
[吡咯的共振式]
吡咯親電取代反應α位活性更高,可通過曼尼希反應或Vilsmeier-Haack反應從吡咯制備α位上有取代基的衍生物。
[吡咯的Vilsmeier-Haack反應其中巰基作為保護基,可在蘭尼鎳催化下加氫脫去。]
吡咯與醛縮合得卟啉環,如苯甲醛與吡咯反應,冷凝得四苯基卟啉。對於取代吡咯,如已有基團為鄰對位定位基,第二個基團進入相鄰α位;如為間位定位基,則進入間位α位。
聚合
吡咯在濃酸中樹脂化,在冷的稀酸或三氯化鐵的甲醇溶液中聚合,得到導電化合物聚吡咯。[3]
nC4H4NH + 2FeCl3 → (C4H2NH)n + 2 FeCl2 + 2 HCl
氧化
與其它胺一樣,吡咯在空氣中和光照下氧化變黑,生成聚吡咯和多種胺氧化物。因此吡咯使用前需要蒸餾。
D-A反應
吡咯在一定條件下例如路易斯酸催化,或加熱,高壓而作為雙烯體參與D-A反應。
主要用途
其衍生物廣泛用作有機合成、醫葯、農葯、香料、橡膠硫化促進劑、環氧樹脂固化劑等的原喊冊圓料。用作色譜分析標准物質,也用於有機合成及制葯工業。
危險危害
健康危害: 吸入蒸氣可致麻醉,並可引起體溫持續增高。
燃爆危險: 本品易燃,具刺激性。
危險特性: 其蒸氣與空氣可形成爆炸性混姿棚合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑可發生反應。高溫時分解,釋出劇毒的氮氧化物氣體。流速過快,容易產生積聚靜電。容易自聚,聚合反應隨著溫度的上升而急驟加劇。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當鄭塌遠的地方,遇火源會著火回燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。
❷ 食品水分測定有哪幾種方法
一、常採用的水份測定方法:
1、熱乾燥法:
①常壓乾燥法(此法用的廣泛);
②真空乾燥法(有的樣品加熱分解時用);
③紅外線乾燥法(此法用的廣泛);
④真空器乾燥法(乾燥劑法);
2、蒸餾法
3、卡爾費休法
4、水分活度AW的測定
二、熱乾燥法
1、常壓乾燥法
(1)特點與原理
特點:此法應用最廣泛,操作以及設備都簡單,而且有相當高的精確度。
原理:食品中水分一般指在大氣壓下,100℃左右加熱所失去的物質。但實際上在此溫度下所失去的是揮發性物質的總量,而不完全是水。
(2)乾燥法必須符合下列條件(對食品而言):
水分是唯一揮發成分
水分揮發要完全
食品中其它成分由於受熱而引起的化學變化可以忽略不計。
高糖高脂肪食品不適應
只看符合上面三點就可採用烘箱乾燥法。烘箱乾燥法一般是在100~105℃下進行乾燥。
(3)烘箱乾燥法的測定要點
取樣(稱樣):注意防止水分的變化
乾燥條件的選擇三個因素:①溫度;②壓力(常壓、真空)乾燥;③時間。
(一般是溫度對熱不穩定的食品可採用70~105℃;溫度對熱穩定的食品採用120~135℃。)
(4)操作方法
清洗稱量皿→烘至恆重→稱取樣品→放入調好溫度的烘箱(100~105℃)→烘1.5小時→於乾燥器冷卻→稱重→再烘0.5小時→稱至恆重(兩次重量差不超過0.002g即為恆重)
計算:水分=G2-G1/W
固形物(%)=100-水分%
G1——恆重後稱量皿重量(g)
G2——恆重後稱量皿和樣品重量(g)
W——樣品重量(g)
(5)烘箱乾燥法產生誤差的原因
樣品中含有非水分易揮發性物質(酒精、醋酸、香精油、磷脂等);
樣品中的某些成分和水分的結合,使測的結果偏低(如蔗糖水解為二分子單糖),主要是限制水分揮發;
食品中的脂肪與空氣中的氧發生氧化,使樣品重量增重;
在高溫條件下物質的分解(果糖對熱敏感);
被測樣品表面產生硬殼,妨礙水分的擴散;尤其是對於富含糖分和澱粉的樣品;
烘乾到結束樣品重新吸水。
2、真空乾燥法
(1)原理:利用較低溫度,在減壓下進行乾燥以排除水分,樣品中被減少的量為樣品的水分含量。
本法適用於在100℃以上加熱容易變質及含有不易除去結合水的食品。其測定結果比較接近真正水分。
(2)操作方法
准確稱2.00~5.00g樣品→於烘至恆重的稱量皿→至真空烘箱→70℃、真空度93.3~98.6KPa(700~740mmHg)→烘5小時→於乾燥皿冷卻→稱至恆重
計算:水分=G/W
G——樣品中乾燥後的失重(g)
W——樣品重量(g)
真空乾燥法測水分,一般用於100℃以上容易變質、破壞或不易除去結合水的樣品,如糖漿、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果醬和脫水蔬菜等樣品都可採用真空乾燥法測定水分。
二、蒸餾法測定水分(迪安—斯達克)
蒸餾發出現在二十世紀初,當時它採用沸騰的有機液體,將樣品中水分分離出來,此法直到如今仍在適用。
(1)原理:把不溶於水的有機溶劑和樣品放入蒸餾式水分測定裝置中加熱,試樣中的水分與溶劑蒸汽一起蒸發,把這樣的蒸汽在冷凝管中冷凝,由水分的容量而得到樣品的水分含量。
(2)步驟
准確稱2.00~5.00g樣品→於250ml水分測定蒸餾瓶中→加入約50~75ml有機溶劑→接蒸餾裝置→徐徐加熱蒸餾→至水分大部分蒸出後→在加快蒸餾速度→至刻度管水量不在增加→讀數
(3)計算:
水分=V/W
V——刻度管中水層的容量ml
W——樣品的重量(g)
(4)常用的有機溶劑及選擇依據
常用的有機溶劑有比水清的,也有比水重的。
苯甲苯二甲苯CCl4
密度0.880.860.861.59
沸點80℃80℃140℃76.8℃
(5)選擇依據:對熱不穩定的食品,一般不採用二甲苯,因為它的沸點高,常選用低沸點的有機溶劑,如苯。對於一些含有糖分,可分解釋放出水分的樣品,如脫水洋蔥和脫水大蒜可採用苯,要根據樣品的性質來選擇有機溶劑。
(6)蒸餾法的優缺點
優點:熱交換充分;受熱後發生化學反應比重量法少;設備簡單,管理方便
缺點:水與有機溶劑易發生乳化現象;樣品中水分可能完全沒有揮發出來;水分有時附在冷凝管壁上,造成讀數誤差;對分層不理想,造成讀數誤差,可加少量戊醇或異丁醇防止出現乳濁液。
三、卡爾—費休法---國家標准測微量水分
(1)原理:在水存在時,即樣品中的水與卡爾費休試劑中的SO2與I2產生氧化還原反應。
但該反應是個可逆反應,當硫酸濃度達到0.05%以上時,即能發生逆反應。如果我們讓反應按照一個正方向進行,需要加入適當的鹼性物質以中和反應過程中生成的酸。經實驗證明,在體系中加入吡啶,這樣就可使反應向右進行。
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH2氫碘酸吡啶+甲基硫酸吡啶
I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10
(2)卡爾費休試劑的配製與標定
若以甲醇作溶劑,則試劑中I2、SO2、C5H5N(含水量在0.05%以下)三者的克分子數比例為I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10
這種試劑有效濃度取決於碘的濃度。新配製的試劑其有效濃度不斷降低,其原因是由於試劑中各組分本身也含有一些水分,但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應引起的,較高消耗了一部分碘。
(3)配製:
稱85gI2→於乾燥的有塞棕色燒瓶中→加670ml無水CH3OH→塞上瓶塞→振搖使I2全部溶解→加270ml吡啶→混勻→於冰水浴冷卻→通乾燥的SO2氣體60g→塞上瓶塞→於暗處24小時後標定使用
(4)標定:
先加50ml無水甲醇→於反應器中→接通電源→啟動電磁攪拌器→用KF試劑滴入甲醇中使甲醇中尚殘留的痕量水分與試劑達到終點(即指針到達一定刻度,不記錄KF試劑用量)→保持一分鍾→用10μl注射器從反應器加料口注入10μl蒸餾水(相當於0.01g水)→電流表指針接近零點→用KF試劑滴定到原定終點→記錄
F=G*100/V
F——KF試劑的水當量(mg/ml)
V——KF滴定消耗試劑的體積(ml)
G——水的重量(g)
(5)步驟
對於固體樣,如糖果必須預先粉碎,稱0.30~0.50g樣於稱樣瓶中
取50ml甲醇→於反應器中,所加甲醇要能淹沒電極,用KF試劑滴定50ml甲醇中痕量水→滴至指針與標定時相當並且保持1min不變時→打開加料口→將稱好的試樣立即加入→塞上皮塞→攪拌→用KF試劑滴至終點保持1min不變→記錄
計算:
水分=FV/W
F——KF試劑的水當量(mg/ml)
V——滴定所消耗的卡爾費休試劑(ml)
W——樣品重量(g)
註:
①此法適用於食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脫水果蔬類等樣品;
②樣品中有強還原性物料,包括維生素C的樣品不能測定;
③卡爾費休法不僅可測得樣品中的自由水,而且可測出結合水,即此法測得結果更客觀地反映出樣品中總水分含量。
④固體樣品細度以40目為宜,最好用粉碎機而不用研磨,防止水分損失。
四、水分活度值的測定
食品中水分活度的檢驗方法很多,如蒸汽壓力法、電濕度計法、附感敏器的濕動儀法、溶劑萃取法、擴散法、水分活度測定儀法和近似計演算法等。一般常用的是水分活度測定儀法(AW測定儀法)、溶劑萃取法和擴散法。水分活度測定儀法操作簡便,能在較短時間得到結果。
1、AW測定儀法
⑴原理:在一定溫度下主要利用AW測定儀中的感測器根據食品中水的蒸汽壓力的變化,從儀器的表頭上讀出指針所示的水分活度。在樣品測定前需用氯化鋇和溶液校正AW測定儀的AW為9.000。
⑵步驟
①儀器校正
兩張濾紙→浸於氯化鋇飽和液中→用小夾子輕輕地把它放在儀器的樣品盒內→然後將感測器的表頭放在樣品盒上,輕輕地擰緊→於20℃恆溫烘箱→加熱恆溫3小時後→將校正螺絲校正AW為9.00
②樣品測定
取樣→於15~25℃恆溫後→(果蔬樣品迅速搗碎取湯汁與固形物按比例取樣→肉和魚等固體試樣需適當切細)→於容器樣品盒內→將感測器的表頭置於樣品盒上輕輕地擰緊→於20℃恆溫烘箱中→加熱2小時後→不斷觀察表頭儀器指針的變化情況→等指針恆定不變時→所指的數值即為此溫度下試樣的AW值
2、溶劑萃取法
⑴原理:食品中的水可用不混溶的溶劑苯來萃取。苯在一定溫度下其萃取的水量隨樣品中水分活度而變化,即萃取的水量與水相中的水分活度成比例,其結果與同溫度下測定的苯中飽和溶解水值與水相中的水的比值即為該樣品的水分活度。
⑵步驟
稱樣1.00g→於250ml磨口三角燒瓶→加100ml苯→塞上瓶塞→振搖1小時→靜置10分鍾→吸50ml→於卡爾費休水分測定器中→加無水甲醇70ml→混合→用KF試劑滴至微紅色→置電
流指針再不變即為終點→記錄
求苯中飽和溶解水值:
取蒸餾水10ml代替樣品→加苯100ml→振搖2分鍾→靜置5分鍾→同上樣品測定
⑶計算
AW=[H2O]n×10/[H2O]0
AW——樣品中水分活度值
[H2O]n——從食品中萃取的水量,即從KF試劑滴定度乘滴定樣品消耗KF試劑毫升數
[H2O]0——測定純水中萃取水量
3、擴散法
樣品在康威氏微量擴散皿密封和恆溫下,分別在較高和較低的標准飽和溶液中擴散平衡後,根據樣品重量的增加和減少的量,求出樣品中AW值。
五、其它測定水分方法
1、化學乾燥法
化學乾燥法就是將某種對於水蒸汽具有強烈吸附作用的化學葯品與含水樣品同裝入一個乾燥器(玻璃或真空乾燥器),通過等溫擴散及吸附作用而使樣品達到乾燥恆重,然後根據乾燥前後樣品的失重即可計算出其水分含量,此法在室溫下乾燥,需要較長時間,幾天、幾十天甚至幾個月。
乾燥劑有五氧化二磷、氧化鋇、高氯酸鎂、氫氧化鋅、硅膠、氧化氯等。
2、微波法
微波是指頻率范圍為103~3×105MHZ的電磁波。當微波通過含水樣品時,因水分引起的能量損耗遠遠大於干物質所引起的損耗,所以測量微波能量的損耗就可以求出樣品含水量。
3、紅外吸收光譜法
紅外線屬於電磁波,波長0.75~1000μm的光。紅外波段可分三部分:
①近紅外區0.75~2.5μm;
②中紅外區2.5~25μm;
③遠紅外區25~1000μm。
根據水分對某一波長的紅外光的吸收程度與其在樣品中含量存在一定的關系的事實即建立了紅外光譜測定水分方法。
1、食品檢測技術
(一)食品相關產品的致病性微生物、農葯殘留、獸葯殘留、重金屬。
(二)食品添加劑的品種、使用范圍、用量。
(三)專供嬰幼兒的主輔食品的營養成分要求。
(四)對於營養有關的標簽、標識、說明書的要求。
(五)與食品安全有關的質量要求。
(六)食品檢驗方法與規程。
(七)其他需要制定為食品安全標準的內容。
(八)食品中所有的添加劑必須詳細列出。
(九)食品中禁止使用的非法添加的化學物質。
1、食品檢測技術_網路
2、食品安全_網路
❸ 氟蟲腈在家禽上的應用誰知道,具體傳授一下。
我國目前已經成為全球主要農葯生產與消費國家之一,但是生產品種主要以傳統和仿製的中低檔品種為主。我國農葯生產與開發與發達國家和地區相比存在相當的差距,尤其是技術開發水平低,新農葯的創制與開發本身難度大、周期長、投入大;盡管經過多年研究與開發,我國已經開發出部分擁有自主知識產權的創制農葯,但是真正走入市場的並不多;面對如此局面,我國農葯除加大創制研發力度外,還應高度重視開發一些具有市場前景的專利過期或即將過期的重要農葯品種。本文將主要介紹一些專利過期不久或即將過期的一些重要農葯品種及其合成所需中間體開發與生產情況,為國內開發與生產這些農葯及中間體提供參考。
1 氟蟲腈(fipronil)
由法國羅納-普朗克公司開發,獲中國專利授權(CN86108643),該化合物專利在2006年12月19日到期;同時,拜耳公司對氟蟲腈及其中間體的制備方法也在我國獲得專利授權(CN95100789.0),此項專利的有效期將持續到2015年。
氟蟲腈是一種苯基吡唑類廣譜殺蟲劑,主要是阻礙昆蟲γ-氨基丁酸控制的氟化物代謝,具有觸殺、胃毒和中度內吸作用,對鱗翅目、蠅類和鞘翅目等一系列害蟲具有很高的殺蟲活性,與現有殺蟲劑無交互抗性。氟蟲腈2005年全球銷售額為4.2億美元,在殺蟲劑品種銷售額排名第4。
目前氟蟲腈工業化生產合成路線主要有兩條,一是以2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺為原料,經過重氮化得到重氮鹽,再與2,3-二氰基丙酸乙酯反應得到;二是以2,6-二氯-4-三氟甲基苯肼為原料與富馬腈反應,再氧化得到產品。
1.1 2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺
2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺主要合成路線有三條:①對三氟甲基苯胺法。對三氟甲基苯胺在溶劑中直接氯化得到2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺。該法簡單方便,但是對三氟甲基苯胺價格較貴,生產成本比較高,國外主要採用該法生產。②對氯三氟甲苯法。對氯三氟甲苯與二甲基甲醯胺和NaNH2在一定溫度和壓力下反應得到N,N-二甲基對三氟甲基苯胺,然後在光照下氯化,脫甲基並環上氯化得到目的產品。該法步驟較長,''三廢''量較大。③3,4-二氯三氟甲苯法。以3,4-二氯三氟甲基苯胺為原料,與二甲基甲醯胺及氫氧化鈉在壓力釜中反應,在光照條件下氯化脫甲基並環上氯化得到產品。目前國內多家科研機構研究與開發此路線。此路線更趨於合理,產品質量高,''三廢''量有一定減少。
1.2 2,6-二氯-4-三氟甲基苯肼
目前研究主要方向是以對氯三氟甲基苯為原料,在三氯化鐵存在下深度氯化得到3,4,5-三氯三氟甲苯,然後與水合肼反應得到2,6-二氯-4-三氟甲基苯肼。
1.3 2,3-二氰基丙酸乙酯
2,3-二氰基丙酸乙酯合成方法,主要有分步法和一步法兩種。分步法生產過程較為繁瑣,生產過程中產生對人體有害的劇毒品且''三廢''量比較大,因此目前主要採用一步法生產。一步法合成工藝為:將氰化鈉和溶劑無水乙醇混合,充分溶解後,加入多聚甲醛,溶解後接著加入氰乙酸乙酯,氰化鈉、多聚甲醛、氰乙酸乙酯投料比例為1:1:0.91(m:m)。然後使用鹽酸酸化後,再經過萃取水洗得到粗品,最後精餾去除溶劑得到產品。目前國內泰州天源化工有限公司等數家企業採用該法生產2,3-二氰基丙酸乙酯。
2 溴蟲腈(chlorfenapyr)
由美國氰胺公司開發,獲中國專利授權(CN88106516.1),該專利將在2008年7月28日到期。德國巴斯夫公司在中國獲得蟲蟎腈原葯和10%蟲蟎腈懸浮劑臨時登記。目前國內江蘇龍燈化學有限公司和廣東德利生物科技公司有相關登記。
溴蟲腈是一種新型吡咯類廣譜殺蟲殺蟎劑,在植物表面滲透性強,有一定內吸活性,兼有胃毒和觸殺作用,可以防治多種鱗翅目、雙翅目、鞘翅目、半翅目害蟲和蟎類,並可有效防治對氨基甲酸酯類、有機磷類和擬除蟲菊酯類殺蟲劑產生抗性的昆蟲。
溴蟲腈的合成方法主要有:①2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈在光照下與溴反應,再與乙醇鈉反應得到;②芳基吡咯腈在叔丁醇鉀作用下,在四氫呋喃中與氯甲基乙基醚反應;③芳基吡咯腈在DMF、三氯氧磷、三乙胺存在下與二乙氧基甲烷反應得到。其中主要中間體為芳基吡咯腈,國內外研究主要集中以2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈為原料的路線上。2.1 2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈
有關芳基吡咯-3-腈專利報道比較多,國外公司一般採用2-對氯苯基甘氨酸為原料,三氟乙酸酐為三氟乙醯化劑,並關環成4-對氨基苯基-2-三氟甲基吡唑啉-5-酮,再與2-氯丙烯腈反應生成2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。國外在我國申請不少專利,如有三氯化磷和三乙胺存在下用三氟乙酸進行三氟乙醯化,或用三氟乙醯氯代替三氟乙酸反應的,也有選擇合適的極性溶劑和鹼等。
國外也有研究人員採用對氯苯基三氟乙醯胺基腈為原料,在酸存在下與醯鹵反應生成惡唑胺的醯化衍生物,繼而在鹼性條件下與2-氯丙烯腈反應得到2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。
國內許多科研機構也進行了大量研究,如鄭州大學和大連理工大學,以對氯苄胺為基礎原料,在三氯化磷存在下與三氯乙酸反應,三氟乙醯化得到N-對氯苄基三氟乙醯胺;然後在三氯氧磷存在下通過氯化得到對氯苄基氯三氟乙醯亞胺;在鹼的存在下對氯苄基氯三氟乙醯亞胺與氯代丙烯腈發生1,3偶極環加成反應,區域定向性地得到2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。該路線盡管步驟比較多,但是原料價廉易得,國此具有較高的應用開發價值。
國內還有一些文獻報道以對氯苯基氨基丙烯腈經過溴化後與三氟甲基丙酮環合得到2-對氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈,盡管該法簡單,但是原料來源比較困難。
3 四氟苯菊酯(transfluthrin)
該品種由拜耳公司開發,獲中國專利授權(CN88100834),該專利將在2008年2月11日到期。拜耳公司在我國獲得拜奧靈原葯的臨時登記,國內相關登記企業有江蘇常州康泰化工有限公司和揚農化工股份有限公司。四氟苯菊酯是一種高效、低毒的衛生用擬除蟲菊酯殺蟲劑,具有吸入、觸殺和驅避活性,對蚊蟲具有快速擊倒作用,用作多種蚊香、驅蚊片的原料,也可以有效防治蒼蠅、蟑螂和白粉虱,其葯效遠高於烯丙菊酯。由於常溫下的飽和蒸氣壓比較高,四氟苯菊酯還可用於制備野外和旅遊用的殺蟲產品,從而將衛生殺蟲劑的應用從室內拓展到室外。
四氟苯菊酯合成主要是以2,3,5,6-四氟苄醇為原料,在甲苯作為溶劑的情況下與吡啶和二氯菊醯氯進行反應製得。其中四氟苄醇為關鍵的中間體,二氯菊醯氯則為多種擬除蟲菊酯通用型中間體,國內山東大成農葯化工股份有限公司等多家企業已經生產,因此主要介紹關鍵中間體四氟苄醇的合成。
四氟苄醇合成難度比較大,國外文獻報道主要有兩條路線生產:①採用四氟苯甲酸或者四氟苯甲醛為原料合成四氟苄醇,如歐洲專利介紹,以1,2,4,5-四氟苯與正丁基鋰反應,然後與二氧化碳作用制備2,3,5,6-四氟苯甲酸,再利用LiAlH4還原制備2,3,5,6-四氟苄醇。該法過程相對比較簡單,但是反應條件苛刻,原料來源比較困難;②日本和國內一些專利文獻報道則採用2,3,5,6-四氯對苯二腈為原料合成四氟苄醇。具體過程以二甲基甲醯胺以為溶劑,四氯對苯二腈與無水氟化鉀進行親核取代反應,生成2,3,5,6-四氟苯腈;然後在80%濃硫酸存在下,四氟苯腈進行水解反應得到四氟對苯二甲酸;四氟對苯二甲醇在三丁胺和氫氧化鈉存在下發生脫羧反應得到四氟苯甲酸;四氟苯甲酸在甲苯作為溶劑的情況下,與氯化亞碸發生醯氯化反應得到四氟苯甲醯氯,在四氫呋喃作為溶劑的情況下,四氟苯甲醯氯與硼氫化鈉催化還原得到四氟苄醇。
目前國內江蘇揚農化工股份有限公司和江蘇激素研究所等能夠生產四氟苄醇。
4 唑蟎酯(fenpyfoximate)
該品種由日本農葯株式會社開發,獲中國專利授權(CN86108691),此專利於2006年12月26日到期。日本農葯株式會社還在中國獲得唑蟎酯原葯、13%炔蟎•唑蟎水乳劑等多種產品登記。國內山東棲霞通達化工有限公司和江蘇龍燈化學有限公司也有制劑登記。
唑蟎酯是一種苯氧吡唑類殺蟎劑,高劑量時可以直接殺死蟎類,低劑量可以抑制類蛻皮或者產卵,具有擊倒和抑制蛻皮作用,無內吸作用,可以防治多種蟎類,尤其是多種果樹上的葉蟎和紅蜘蛛,對幼蟎和若蟎具有優良活性,對天敵比較安全,對蜜蜂無不良影響,對家蠶有拒食作用。
唑蟎酯合成主要以1,3-二甲基吡唑酮-5為原料,經過1,3-二甲基-5-氯吡唑甲醛-5、1,3-二甲基-5-苯氧基吡唑甲醛-5得到1,3-二甲基-5-苯氧基吡唑肟-5,然後與中間體對氯甲基苯甲酸叔丁酯進行反應得到唑蟎酯。其中重要的中間體為1,3-二甲基吡唑酮-5和對氯甲基苯甲酸叔丁酯。
4.1 1.3-二甲基吡唑酮-5
國內外文獻報道吡唑酮合成主要採用無水甲基肼,並以無水乙醇或甲醇作為溶劑進行吡唑酮的環化反應。由於無水甲基肼價格昂貴,且運輸和使用也極不安全,國內研究人員選用了甲基肼水溶液為起始原料合成1,3-二甲基吡唑酮-5,具體過程為:40%甲基肼水溶液與乙醯乙酸乙酯在75℃下進行環化反應得到粗1,3 -二甲吡唑酮-5,產物經過乙醚重結晶純化。
國外專利文獻也介紹了1,3-二甲基吡唑酮-5的其他合成方法:①以水為反應介質,用氫氧化鈉的水溶液中和硫酸甲基肼,不分離出中和產生的硫酸鈉副產物,直接和乙醯乙酸乙酯反應,得到產物;但是收率比較低;②以乙醇為反應介質,用氫氧化鈉的乙醇溶液中和硫酸甲基肼,不分離副產物,直接與乙醯乙酸乙酯反應,得到1,3-二甲基吡唑酮-5,收率比較高。
4.2 對氯甲基苯甲酸叔丁酯
該中間體合成相對比較簡單,工業化生產一般以叔丁醇為原料,與吡啶和對氯甲基苯甲醯氯在室溫下進行反應,反應後加入一定量的水,然後用甲苯萃取有機相,分離出有機層後進行蒸餾脫去甲苯,得到對氯甲基苯甲酸叔丁酯,進一步純化得到精製產品。
5 嘧菌酯(azoxystrobin)
該品種是由先正達開發,獲中國專利授權(CN1047286),該專利將於2010年2月8日到期。在美國、歐洲、日本等數十個國家有登記和銷售,嘧菌酯2005年全球銷售額達到6.35億美元。
嘧菌酯是模仿天然產物Strobilurin A化學結構而產生的新型高效廣譜甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,嘧菌酯對幾乎所有各真菌綱病害如白粉病、銹病、穎枯病、網斑病、黑星病、霜霉病、稻瘟病等數十種病害均具有很好的活性。具有保護、治療、鏟除、滲透和內吸活性,適宜於禾穀類、水稻、多種果樹和蔬菜殺菌抗菌,對地下水和環境安全。
嘧菌酯合成路線主要分為兩種:①先合成中間體(E)-3-甲氧基-2-(2-羥基苯基)丙烯酸甲酯,然後分別與4,6-二氯嘧啶、水楊腈反應生成最終產物;②4,6-二氯嘧啶先與水楊腈反應後再與(E)-3-甲氧基-2-(2-羥基苯基)丙烯酸甲酯反應得到嘧菌酯。兩種方法中(E)-3-甲氧基-2-(2-羥基苯基)丙烯酸甲酯是合成嘧菌酯的關鍵中間體。
文獻報道(E)-3-甲氧基-2-(2-羥基苯基)丙烯酸甲酯的合成路線比較多,但是常用、具有工業化前景的主要是鄰羥基苯乙酸為原料經過3步反應得到丙烯酸甲酯的路線,具體工藝過程為:將鄰羥基苯乙酸、乙酸酐先進行反應,然後在氮氣保護下,與原甲酸三甲酯反應,分離出低沸點物質,將剩下混合物加入甲醇後,加熱迴流然後冷卻結晶得到中間產物3-(α-甲氧基)亞甲基苯並呋喃-2(3H)-酮(Ⅰ);將甲醇鈉、四氫呋喃和甲醇混合後冷卻,在氮氣保護下分批加入上述反應得到的化合物Ⅰ中,然後進行成環反應得到(E)-3-甲氧基-2-(2-羥基苯基)丙烯酸甲酯。有的文獻報道合成(E)-3-甲氧基-2- (2-羥基苯基)丙烯酸甲酯可以選用乙酸甲酯、N,N-二甲基甲醯胺等溶劑。
6 煙嘧磺隆(nicosulfuron)
該品種由日本石原產業株式會社開發,獲得中國專利授權(CN87100436),該專利於2007年1月27日到期。日本石原產業株式會社在中國獲煙嘧磺隆原葯和多種制劑的登記,國內相關登記企業有浙江金牛農葯有限公司(80%煙嘧磺隆可濕性粉劑、40g/L煙嘧磺隆懸浮劑)和天津中農化農業生產資料有限公司(40g/L煙嘧磺隆懸浮劑)。
煙嘧磺隆是一高效玉米田選擇性苗後除草劑,是目前磺醯脲類除草劑中銷售額最大的品種,2005年全球銷售額2.38億美元。低劑量苗後使用能有效防除玉米田多種一年生禾本科雜草、闊葉雜草及莎草科雜草,其被葉和根迅速吸收,並通過木質部和韌皮部迅速傳導,玉米對該葯物有較好耐葯性,該葯劑對哺乳動物毒性低。
國外專利報道煙嘧磺隆主要從2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶在三乙胺存在下與光氣反應生成相應的異氰酸酯,再與2-氨磺醯基-N,N-二甲基煙醯胺在乙腈中反應製得。文獻還報道其他多種合成路線,但是多數路線均涉及重要的中間體2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和2-氨磺醯基-N,N-二甲基煙醯胺。
6.1 2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶
2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶是磺醯脲類除草劑的重要中間體,以其為原料除合成煙嘧磺隆外,還用於合成苄嘧磺隆、吡嘧磺隆、嘧啶磺隆、玉嘧磺隆等。該中間體合成主要採用硝(鹽)酸胍與丙二酸二乙酯反應製得。目前國內開發比較成熟的工業技術是採用硝酸胍與丙二酸二乙酯合成。具體工藝過程:在催化劑乙醇鈉存在下,硝酸胍與丙二酸二乙酯反應得到2-氨基-4,6-二羥基嘧啶;2-氨基-4,6-二羥基嘧啶在溶劑存在的情況下,與三氯氧磷反應得到2-氨基- 4,6-二氯嘧啶;二氯嘧啶與甲醇鈉發生甲氧基化反應得到2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶。目前國內有企業採用該法生產,生產過程中產生一定數量的''三廢'',有待進一步改進與完善。
6.2 2-氨磺醯基-N,N-二甲基煙醯胺
2-氨磺醯基-N,N-二甲基煙醯胺國內文獻報道的合成路線主要採用2-氯煙酸為原料合成,也有專利報道以2-羥基-2-氰基吡啶為原料,但是該原料供應緊張,價格昂貴,不適合工業化生產。國外專利報道以2-氯煙酸為原料,用氯氣對2-位的巰基進行氧化後,用Al(CH3)3及NH(CH3)2進行3-位的醯胺化得到目的產物。國內研究人員在此基礎上進行改進,提高收率,目前已具備工業化生產水平。具體工藝過程:2-氯煙酸、氯化亞碸及二甲胺反應得到2-氯-N,N-二甲基煙醯胺(Ⅰ);化合物Ⅰ與Na2S•9H2O及S加熱反應得到2-巰基-3-N,N-二甲基煙醯胺(Ⅱ);化合物Ⅱ溶解於氨水中,然後在酸性條件下與過氧化氫及次氯酸鈉發生反應得到2-氨磺醯基-N,N-二甲基煙醯胺。該工藝以2-氯煙酸為原料經過四步反應合成目的產物,收率可以達到86%以上,反應條件比較溫和,反應中使用的有機溶劑均可回收套用。
7 吡蟎胺(tebufenpyrad)
該品種由日本三菱化成株式會社開發,獲中國專利授權(CN88102427),該專利將於2008年4月23日到期。必蟎立克10%可濕性粉劑曾在中國獲得臨時登記(LS93021)。
吡蟎胺是一種吡唑醯胺類新型殺蟲殺蟎劑,具有獨特的化學性質和新穎的作用方式,對各種蟎類的各生育期均有速效和高效,持效期長、毒性低、無內吸性,具有優異的越層滲透活性,對目標物具有極佳的選擇性,能控制經葯劑處理的植株中未接觸葯劑部位上的害蟎,這是其他殺蟎劑所沒有的功能。與常用的殺蟎劑無交互抗性,對蚜蟲、葉蟬、粉虱及鱗翅目、半翅目害蟲也有一定防治效果。
吡蟎胺主要從吡唑甲醯氯與對叔丁基苄胺反應得到,其中對叔丁基苄胺是關鍵中間體。
有關對叔丁基苄胺的合成文獻報道比較多,主要有:①日本三菱化成公司主要採用對叔丁基苯甲醛與氨在催化劑作用下發生還原反應得到,該法可以製得高純度對叔丁基苄胺,但是反應需要在高壓下進行,對設備要求比較高,投資也比較大;②國內研究人員開發Delepine反應,以對叔丁基苄氯與烏洛托品反應,形成的季銨鹽在甲醇-鹽酸中水解生成對叔丁基苄胺,該法反應條件相對溫和,適合工業化生產。
國內浙江大學及浙江工業大學研究人員對Delepine反應進行反復實驗,具體工藝過程如下,對叔丁基苄氯與烏洛托品在仲丁醇作為溶劑下進行反應,然後加入鹽酸和甲醇繼續反應,反應混合物冷卻過濾,濾液濃縮得到土黃色固體後,加入一定量的水溶解,再用氫氧化鈉進行鹼化,析出大量的黃色液體,然後用氯仿萃取黃色液體得到對叔丁基苄胺。優化反應條件為:反應溫度40℃,對叔丁基苄氯與烏洛托品投料比為1:1.2(m:m)。
8 烯啶蟲胺(nitenpyram)
該品種由日本武田公司開發,獲得中國專利授權(CN88104801.1),該專利將於2008年8月1日到期。國內相關登記企業有江蘇南通江山農葯化工股份有限公司和江蘇連雲港立本農葯化工有限公司,未查到外國公司在中國登記。
烯啶蟲胺屬於煙醯亞胺類殺蟲劑,具有獨特的化學和生物性質,對害蟲的突觸受體具有神經阻斷作用,對各種蚜蟲、粉虱、水稻葉蟬顯示卓越的活性,並同時具有高效、低毒、內吸、無交互抗性、對作物無葯害等優點,廣泛用於水稻、果樹、蔬菜和茶防治多種害蟲。
烯啶蟲胺合成是以2-氯-5-甲基吡啶為原料經過N-乙基-2-氯-5-吡啶甲基胺,然後與1,1-二甲硫基-2-硝基乙烯和乙醇混合液進行反應,再與甲胺水溶液反應得到。其中關鍵中間體為2-氯-5-氯甲基吡啶。
2-氯-5-氯甲基吡啶是重要的農葯中間體,不僅用於合成烯啶蟲胺,還是其他重要煙鹼類農葯吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲啉等的中間體。2-氯-5-氯甲基吡啶的研究與生產隨著吡蟲啉、烯啶蟲胺的研究而興起。國內外工業化生產的主要方法有:①以3-甲基吡啶為原料經過N-氧化物反應得到3-氯甲基吡啶,然後定向氯化得到;②環合法,以苄胺和丙醛反應,經過環氯化得到3-氯甲基吡啶,再經過氯化得到;③國內研究人員在美國瑞利公司開發的環戊二烯直接環合基礎上,開發了以環戊二烯為原料通過關環反應直接制備2-氯-5-氯甲基吡啶,該路線原料易得,生產成本比較低,目前國內大連凱飛化工股份有限公司、江蘇化工農葯集團公司、江蘇克勝股份有限公司多採用該法生產;④江蘇農葯研究所開發了以嗎啉為原料的生產路線,以嗎啉為原料經過N-丙烯基嗎啉、1-氯-2-(4-嗎啉)-3-甲基環丁基腈、2-氯-4-甲醯基戊腈、2-氯-5-甲基吡啶等中間體合成2-氯-5-氯甲基吡啶,該法具有原料成本低、反應條件溫和等優點,具有工業化前景。
9 雙草醚(bispyribac-sodium)
該品種由日本組合化合物公司開發,獲中國專利授權(CN88108904.4),該專利將於2008年12月22日到期。日本組合化學公司還在中國獲得雙草醚原葯(PD20040015)和10%雙草醚懸浮劑(PD20040014)登記。國內相關登記企業有江蘇激素研究所有限公司和上海菱農化工有限公司等。
雙草醚是一種嘧啶型水楊酸類廣譜除草劑,通過阻礙支鏈氨基酸的生物合成而起作用,主要在水稻直接田中使用,能有效防除一年生及多年生禾本科和闊葉雜草,特別能防除1~7葉期的稗草,且用量極低,具有廣闊的應用前景。該農葯在日本、歐美等國家已申請登記。
雙草醚的合成主要有兩條路線,一是非酯基保護法,由2,6-二羥基苯甲酸和2-取代-4,6-二甲氧基嘧啶在鹼性條件下反應生成雙草醚;二是酯基保護法,由2,6-二羥基苯甲酸先酯化,然後酯化物與2-取代-4,6-二甲氧基嘧啶在鹼性條件下反應生成雙草醚的酯,再經過催化加氫、中和得到雙草醚。其中關鍵的中間體為2-取代-4,6-二甲氧基嘧啶,通常選用4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶。
文獻報道4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶的合成路線主要有:①碘甲烷法,碘甲烷與4,6-二羥基-2-甲硫基嘧啶反應制備,該法收率不高,同時磺甲烷價格昂貴;②硫酸二甲酯法,硫酸二甲酯與4,6-二羥基-2-巰基嘧啶反應,該法收率比較低,且''三廢''排放量較大;③3-氨基-1,3-二甲氧基-2-甲磺醯基嘧啶與過氧化氫氧化制備,該法原料來源困難;④浙江工業大學研究人員開發以丙二酸二乙酯和硫脲為原料的合成路線,在甲醇鈉存在下縮合成4,6-二羥基-2-嘧啶硫酸鈉,再經過甲基化、氯化、甲氧基化等一系列反應得到4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶,盡管步驟較多,但是反應條件溫和,原料價廉易得,具有工業化應用前景。
上面介紹了部分農葯及其中間體的合成,這些農葯具有一些共同特點,就是國外公司開發,且在中國取得專利授權,同時這些品種都在中國已經或曾經登記過,同時專利已經到期或即將到期。專利一旦到期可以進行仿製,同時由於在國內取得登記或者臨時登記,具有一定推廣應用基礎,產品開發生產後比較容易被市場所接受,可以大大縮短進入市場的時間。而這些農葯開發的關鍵在於重要中間體的開發與研究,因此國內相關科研機構和農葯生產企業,應積極跟蹤國外專利農葯法律保護狀態,加強中間體開發研究,期待改進和完善中間體合成工藝,降低中間體生產成本,為生產這些高效低毒具有良好市場前景的農葯打下堅實基礎。