杀虫剂毒死蜱的合成进展

各种路线的利弊及工业化的前景。指出吡啶法生产 I 和毒死蜱是当前适 合我国国情的可行的方法。 关键词 : 毒死蜱 ; 三氯吡啶酚 ; 杀虫剂 中图分类号 : T Q 455 文献标识码 : A 文章编号 : 1671- 3206( 2003) 02- 0009- 03
毒死蜱的化学名称 O, O 二乙基 O ( 3, 5, 6 三 氯 2 吡啶基 ) 硫代磷酸酯 , 国际通用 名称 Chlorpri f os, 美国 Dow 化学公司 1965 年开发成功 , 迄今是世 界上产量最大的农药品种之一, 是一种高效、 广谱、 低残留和低抗药性的有机磷农药, 具有触杀、 胃毒和 熏蒸作用 , 能有效地防治水稻、 麦类、 玉米、 棉花、 甘 蔗、 茶叶、 果树、 花卉和牧畜等方面的螟虫、 卷叶虫、 粘虫、 介壳虫、 蚜虫、 叶蝉和害螨等百余种害虫 , 已经 在美国、 日本、 澳大利亚、 加拿大等 10 多个国家和地 区登记注册 , 有广阔的市场和应用前景。我国目前 仅有几家企业生产, 其规模、 产量以及中间体合成都 不同程度的与国际市场存在差距[ 1~
10
应用化工
第 32 卷
酸, 搅拌, 使溶液呈酸性, 冷却、 过滤、 洗涤、 烘干 , 得 三氯吡啶酚, 收率 85% ~ 90% 。 1 2 环合法 按原料可分为丙烯酰氯法、 三氯乙酸苯酯法和 三氯乙酰氯法。 1 2 1 丙烯酰氯法 ~ 82
[ 6]
1 2 3
三氯乙酰氯法 [ 7~
10]
将三氯乙酰氯和丙烯
O N C CHCl CCl 2
HCl
硼酸钠组成的缓冲溶液 , 搅拌下滴加乙基氯化物 , 40 左右反应 1~ 3 h 后, 冷却至室温, 分出水相, 用水 洗涤 , 减压脱除溶剂 , 得到毒死蜱, 收率 95% , 含量
Cl
C O Cl
Cl N
Cl Cl O
96% 以上。 2 3 水相法 将三氯吡啶酚钠、 水、 4 二甲氨基吡啶、 硼酸、 氯
CCl3 COCl
CH 2 = CHCN CuCl/ 溶剂
由丙烯酰氯和三氯乙腈在
氯化亚铜和有机膦催化剂的存在下反应, 加热到 78 , 回流并蒸馏回收残留原料, 得 2, 4, 4 三氯 4 氰基丁酰氯 , 收率 85% 。将 产物溶入溶剂中 , 加 入催化剂有机锡, 通入干燥氯化氢并升温至 70 左 右, 反应 6 h, 回收溶剂, 重结晶得白色晶体 3, 5, 5, 6 四氯 3, 4 二氢吡啶 2 酮 , 收率接近 90% 。吡啶酮 中加入乙酸乙酯及碳酸钠水溶液, 搅拌、 加热、 回流 , 冷却至室温, 真空过滤 , 洗涤并用稀硫酸酸化, 静置 析出沉淀, 抽滤、 烘干得白色针状结晶三氯吡啶酚 , 收率 92% 。
。
30 多年来, 国内外对毒死蜱的合成给予了极大 的关注 , 特别是中间体 3, 5, 6 三氯吡啶 2 酚 ( 简称 三氯吡啶酚) 的合成 , 国外一直在深入研究。三氯吡 啶酚的合成步骤多、 工艺流程长、 操作条件苛刻、 难 度很大, 所以研究毒死蜱的合成, 关键在于研究中间 体三氯吡啶酚的合成。本文介绍三氯吡啶酚和毒死 蜱的合成方法。
得到纯度为 98% 左右的毒死蜱, 收率 90% 以上。
Cl Cl
家对剧毒的甲胺磷类农药在 2005 年全面禁止生产, 生产高效、 低毒、 低残留的农药是大势所趋。关键是
Cl O N Cl Cl
P C 2H 5O
选择一条合适的路线以降低成本。中间体三氯吡啶 酚的合成宜选用吡啶法 , 我国已经克服了吡啶生产 的关键技术, 合成吡啶已经在南京红太阳集团公司 进行大规模的工业化生产, 吡啶易于输送 , 操作易于 实现工业化。
CH 2 CHCOCl NC Cl Cl Cl N CCl2
Cl3CCN CuCl/ 有机膦 干燥 HCl 溶剂 + 有机锡
CH 2 Cl
CHCl COCl
N a2 CO 3 + H 2 O CH 3CO OC 2 H 5
Cl NC CHCl CH 2 Cl
Na 2CO 3 或 N aOH
Cl
Cl
CCl2
3
3. 1
问题与讨论
中间体三氯吡啶酚的合成 吡啶法要求吡啶在高温下气相氯化 , 操作难度
参考文献:
[ 1] [ 2] [ 3] [ 4] [ 5] 金炼铁 , 余红杰 三氯吡啶酚及其钠盐的合成 [ J] 精 毒死蜱的合成研究 [ J] 农 毒死 蜱的 合成 [ J] 农 细化工 , 2002, 19( 8) : 474 476 张柏青 , 周曙光 , 胡军 , 等 药 , 1999, 38( 7) : 4 5 孙致远 , 卢建华 , 赵 风革 , 等 药 , 1998, 37( 4) : 13 14 许振元 , 许丹倩 . 毒死 蜱的合 成研究 [ J] 37( 1) : 15 17 Russell M , P ainesville B. Polychloro derivativ es o f mono and dicyano py ridine and a method for their prepartion [ P ] . US: 3325503, 1965 02 18. [ 6] [ 7] [ 8] 许丹 倩 , 许 振元 . 3, 5, 6 三 氯吡 啶 2 酚的 合成 [ J] . 浙 江工业大学学报 , 1996, 24( 1) : 16 23. Pews R G, M ich M . Pr ocess for producing 3, 5, 6 tric hloropy ridin 2 ol[ P ] . U S: 4996323, 1989 05 12. Pierre R R. Process for pr oducing 2, 3, 5, 6 tetr achlor opy ridine and 3, 5, 6 trichloropyridin 2 ol [ P ] . US: 4327216, 1980 11 24. [ 9] [ 10] Fr ank H, A lvin M . Process for producing 2, 3, 5, 6 tetra chloropyridine[ P] . U S: 4703123, 1986 09 19. Becker Y. Production of 3, 5, 6 trichlor opyr idin 2 ol and nov el intermediate thereof [ P ] . EP : 341585, 1989 05 05. [ 11] [ 12] Eric S, Conn M . Process for preparing highly chlorinated pyr idines [ P ] . US: 3538100. 1968 03 15. Lor raine M K , W alnut C. Pro cess for preparing phospho rothio ates and pheny lphosphorothioates [ P ] . 3907815, 1973 05 21. ( 下转第 14 页 ) US: 农药 , 1998,
Cl
N
OH
第2期
杨浩等 : 杀虫剂毒死蜱的合成进展
11
化钠、 氢氧化钠和聚乙 二醇一起放入 反应器中 , 搅 拌, 再加入乙基氯化物, 40~ 50
C 2H 5O S P C 2H 5O Cl + Cl N ON a C 2H 5O S
NaOH 催化剂
下反应 3 h 左右 ,
4
结束语
根据我国农药的生产现状及供需情况, 加上国
4]
后即得三氯吡啶酚。
Cl
Cl2 , 613K CoCl2 / C
Cl Cl N Cl
Cl Cl
NH 4 Cl / Zn CH 3 CN
Cl Cl N
Cl Cl Cl N
N
Cl
H 2SO 4 358 K
Cl
K OH / H 2 O 368~ 373 K
Cl
N
OK
Cl
OH
1 1 1 吡啶的气相氯化 在一管式反应器中进行, 以 BaCl2 、 CoCl2 、 L aCl2 等负载在活性炭上做为催化 剂 , 将催化剂预热至适当的温度 ( 320~ 380 ), 同 时通入氯气活化, 过一段时间, 将氯气、 氮气、 和吡啶 的高温气体混合物 ( 混合物中吡啶的体积含量应在 5% ~ 10% ) 通入反应器 , 反应后的气体混合物经冷 却、 结晶、 分离, 得五氯吡啶 , 含量 90% 以上。 1 1 2 五氯吡 啶的还原 装有搅拌 器、 回流冷凝 管、 温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中 , 加入五氯吡啶 和乙腈 , 搅拌 , 加热回流 , 直至五氯吡啶全部溶解 , 添 加适量锌粉, 缓缓滴加 NH 4 Cl 水溶 液, 反应数小时 后加入适量盐酸, 蒸出溶剂乙腈, 加入盐酸 , 搅拌 1 h, 冷却、 结晶、 过滤, 得白色固体 , 经 H PL C 分析 , 2, 3, 5, 6 四氯吡啶收率在 90% 以上。 1 1 3 四氯吡啶的水解 装有搅拌器、 温度计和回 流冷凝管的三口烧瓶中 , 加入 2, 3, 5, 6 四氯吡啶和 适量氢氧化钾水溶液 , 搅拌加热至 95~ 100 , 反应 至四氯吡啶消失。反应溶液在 85 左右过滤, 除去 不溶物, 滤液为吡啶酚钾溶液。滤液中加 50% 的硫
第 32 卷第 2 期 2003 年 4 月
应
用
化
工
Vol. 32 No. 2 Apr. 2003
Applied Chemical I ndustry
杀虫剂毒死蜱的合成进展
杨 浩, 肖国民
( 东南大学 化学化工系 , 江苏 南京 210096)
摘
要 : 综述了毒死蜱 及其中间体 3, 5, 6 三氯 吡啶 2 酚 ( I ) 合成方 法 , 重 点介绍 了吡啶 氯化法 生产 I, 分析了
COCl Cl
HCl
Cl Cl N O Cl
Cl Cl Cl N ON a Cl N Cl
HCl
O
H 2 SO 4
Cl Cl OH
N
ONa
Cl
N
OH
1 2 2 三氯乙酸苯酯法
三氯乙酸苯酯在氯化亚
2
毒死蜱的合成
[ 11, 12 ]
铜等催化剂的存在下, 以无水环丁砜和丙烯腈为溶 剂, 搅拌下在 125 加热 10 h, 加成得到 2, 2, 4 三氯 4 氰基苯酯。冷却至室温以下 , 用干燥氯化氢气体 饱和 , 接着密封反应 , 125 下加热搅拌 5 h, 冷却至 室温 , 排出氯化氢气体后 , 即得到含有三氯吡啶酚的 混合溶液 , 以三氯乙酸苯酯计总收率为 55% 左右。 将所得混合溶液注入水中 , 用甲基叔丁醚萃取几次。 水洗萃取液, 用过量的稀碳酸钠水溶液搅拌 1 h, 过 滤, 得三氯吡啶酚钠白色固体 , 用甲基叔丁醚洗涤 , 用盐酸酸化得三氯吡啶酚。
1
三氯吡啶酚的合成
根据反应的路线 , 可分为吡啶法和环合法。 吡啶法[ 5] 吡啶在催化剂存在下, 经高温气相氯化生成五
1 1
氯吡啶, 再经过选择性还原为四氯吡啶 , 水解和酸化
收稿日期 : 2002 11 04
作者简介 : 杨浩 ( 1978- ) , 男 , 河南南阳人 , 东南Байду номын сангаас学化学化工系在读硕士 研究生 , 主要从 事吡啶衍生 物的合成 工艺研究。 电话 ( 025) 3795582, E mail: yanghao456@ eyou. com 。
腈按物质的量比 1 0 9~ 1 1 3 加入装有搅拌器、 温 度计、 回流冷凝管的四口烧瓶中 , 于 120~ 140 下 加热 , 搅拌, 加入 1 1 的铜粉和氯化亚铜催化剂, 在 氮气保护下反应 8~ 16 h, 催化剂总量与三氯乙酰氯 的物质的量比为 0 1 1 左右 , 溶液为硝基苯、 二氯苯 或二甲苯。得到褐色的混合物, 过滤除去固体催化 剂 , 得到浅黄色透明液体 ( 加成产物 ) 。减压蒸出未 反应的原料和溶剂 , 然后转入带搅拌器、 气体导入管 和回流冷凝装置的三口烧瓶中, 在 30~ 50 下通入 干燥的氯化氢气体 , 并搅拌 3~ 10 h。减压排出剩余 的氯化氢气体 , 得到环合产物吡啶酮。缓慢滴入氢 氧化钠溶液 , 便可以看到大量的浅黄色粉末出现 , 继 续搅拌, 并控制温度在室温 , 搅拌 5~ 12 h, 过滤、 干 燥 , 得到三氯吡啶酚钠。用盐酸或硫酸酸化, 可以看 到大量浅黄色粉末 , 静置一段时间, 析出三氯吡啶酚 晶体, 收率 65% 左右。
O CCl3 C O
CuCl/ 环丁砜 CH 2 = CHCN
三氯吡啶酚或其钠盐与 O, O 二乙基硫代磷酰 氯( 简称乙基氯化物 ) 反应 , 按反应条件可分为有机 溶剂法、 水相法和双溶剂法。 2 1 有机溶剂法 将乙基氯化物和三乙基苄基氯化铵加入到分散 于二氯甲烷的三氯吡啶酚钠中, 加热回流 2 h, 冷却, 过滤出固体氯化钠 , 滤液减压脱溶剂 , 油质残留物用 水洗涤几次 , 干燥 , 得毒死蜱。 2 2 双溶剂法 将三氯吡啶酚钠、 二氯甲烷、 水、 三乙烯二胺和 三乙基苄基氯化物组成混合物, 加入由氢氧化钠和