王 瑩,張 明,阮 華,戚晶晶
(安道麥輝豐(江蘇)有限公司,江蘇 大豐 224100)
高效、低毒、安全是當今農藥研究的主題[1]。咪唑類化合物應為高效、廣譜的生物活性而在農業領域扮演著十分重要角色,咪鮮胺是咪唑類殺菌劑農藥重要組成部分,由于其含有多個N原子的存在,使其能與多種過度金屬元素配位成穩定的絡合物。它能更有效防治大田作物、水果、蔬菜及觀賞植物上的多種病害[2-3]。
本文對咪鮮胺與氯化銅的絡合物合成路線的探討和研究,咪鮮胺銅鹽(圖1)比咪鮮胺更具有殺菌活性,由于與銅鹽的絡合使得其在農藥制劑方面有更廣闊的前景,可以用于懸浮劑、懸浮種衣劑等綠色、環保制劑劑型的開發。

圖1 咪鮮胺銅鹽分子式
本文開展了合成工藝的研究,進行了反應條件的探索和優化,在反應物的配比、溶劑的選擇、結晶終點溫度等方面進行了研究,最終收率提高到98.0%。以咪鮮胺為起始原材料,經過絡合、結晶、過濾、烘干得到咪鮮胺銅鹽。合成路線如下:

1.1.1 試劑 咪鮮胺:含量≥97.0%,二水合氯化銅: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%,以上均為工業品。
1.1.2 儀器 四口燒瓶;JJ-1 電動攪拌器;SHB-B95A 真空泵;DC-2006 低溫恒溫槽;HHWO 型恒溫油浴鍋;Agilent 氣相色譜儀:具氫火焰離子化檢測器;Agilent 液相色譜儀:VWD 檢測器等。
1.2.1 絡合工藝 向裝有溫度計、攪拌裝置、導熱管、冷凝器的500 mL 四口燒瓶中,分別加入咪鮮胺原藥100 g、甲苯200 g、二水合氯化銅11.6 g,升溫控制真空度-0.035 Mpa~-0.060 Mpa,溫度70℃~100℃之間進行切水至甲苯澄清透明無明顯水珠。
1.2.2 結晶工藝 切水完成后,自然降溫至70℃,然后打開冷媒以15℃/h 的降溫速度進行降溫結晶,在60℃時加入0.2 kg 晶種,繼續降溫至20℃,停止降溫繼續攪拌30 min。
1.2.3 過濾及干燥 將結晶物料轉移至布氏漏斗進行抽濾,抽濾后樣品,采用負壓干燥,控制真空-0.06 Mpa 以上,68℃烘干2 h,最終得到咪鮮胺銅鹽樣品,收率98.0%,純度98.5%。
2.1 反應物配比對收率的影響 反應物配比對收率的影響,在其它條件相同時,考察了反應物配比對收率的影響(表1),從表中可以看出,當配比<1∶0.26 時,產物收率低,隨著反應物配比的增加,收率增加,當物質量的配比為1∶0.26,收率最大,繼續增加物料比,反應收率并沒有明顯提高,所以我們選擇物質的量之比為1∶0.26。

表1 反應物配比對收率的影響
2.2 結晶終點溫度對收率的影響 結晶終點溫度對收率的影響,在其它條件相同時,考察結晶終點溫度對收率的影響(表2),從表中可以看出,當終點溫度到20℃,收率到達最大,再次降低結晶終點溫度,對產品收率并沒有明顯提高,所以我們最終選擇結晶終點溫度為20℃。

表2 結晶終點溫度對收率的影響
2.3 反應溶劑對收率的影響 反應溶劑對收率的影響,在其它條件相同時,考察反應溶劑對收率的影響(表3),從表中可以看出,溶劑為甲苯時,收率到達最大且甲苯屬于化工反應常用的溶劑體系,所以我們最終選擇甲苯作為反應溶劑。

表3 反應溶劑對收率的影響
2.4 實驗驗證 采用上述2.1、2.2、2.3中確認的最終 反應條件,重新進行3批次實驗,最終結果如下(表4)。

表4 產品收率及質量數據
3.1 以咪鮮胺為起始原材料,經過絡合、結晶、過濾、干燥等工藝過程得到目標化合物。
3.2 對工藝過程中的工藝進行了優化,討論了不同物料比、結晶終點溫度、溶劑對收率的影響,最終選定以甲苯作為溶劑,結晶終點溫度控制為20℃,咪鮮胺和二水合氯化銅的物料比為1∶0.26的最佳生產工藝。
3.3 咪鮮胺銅鹽純度達到98.5%,收率98.0%,產品質量及工藝合成過程達到行業領先水平。