2,6-二氟苯甲酰胺合成工藝進展

2,6-二氟苯甲酰胺合成工藝進展

1苯甲酰脲類農藥2.2-二氟二胺是合成苯甲酮中毒的重要兆頭。苯甲酮類農藥屬于異構化合成劑。抑制昆蟲體內的異質化合成會導致昆蟲死亡。其作用機制與其他農藥不同。具有高度的寄生蟲活性、抗蟲性、低殘留、選擇性強、對人類安全等特點。這是一種環(huán)境友好的氟族譜刺槐劑新品種。近十幾年來,國際上苯甲酰脲類農藥得到迅速發(fā)展,開發(fā)出除蟲脲、氟鈴脲、伏蟲隆、定蟲隆、氟蟲脲、殺蟲隆、啶蜱脲、氟酰脲等。國內外市場對高質量的2,6-二氟苯甲酰胺需求增長較快。2,6-二氟苯甲酰胺目前國內有近10家企業(yè)在生產,但是總體上生產工藝落后,環(huán)保污染嚴重,產品質量不穩(wěn)定,無法滿足國內外市場的需求,同時也在一定程度上制約了我國苯甲酰脲類農藥的開發(fā)與生產。2,6-二氟苯甲酰胺未來發(fā)展的重點,一是需要提升和改進合成工藝,減少三廢產生,提高產品質量;二是加大下游含氟農藥的開發(fā)與生產。2合成工藝的選擇2,6-二氟苯甲酰胺工業(yè)化合成工藝,主要以2,6-二氯甲苯為原料,經過2,6-二氯苯甲腈、2,6-二氟苯甲腈到2,6-二氟苯甲酰胺,其中主要區(qū)別在于每道工序的工藝參數、催化劑、溶劑等的優(yōu)化與選擇?；镜暮铣晒に嚾缦?國內研究機構和不少生產企業(yè),主要以2,6-二氯苯甲腈為原料生產2,6-二氟苯甲酰胺,2,6-二氯苯甲腈價格較高,因此導致生產成本較高,市場競爭力不強。而以2,6-二氯甲苯為起始原料,通過原料鏈的拉伸,可以有效地降低生產成本,提升2,6-二苯甲酰胺的市場競爭力,隨著國內氯甲苯工業(yè)的產能和產量快速增長,高質量的2,6-二氯甲苯供應沒有任何問題。2.12制備芳香腈的流程再造傳統(tǒng)的2,6-二氯苯甲腈的合成主要采用2,6-二氯甲苯經過側鏈氯化得到2,6-二氯苯亞甲基氯,或者由鄰硝基甲苯先氯化得到2-硝基-6-氯甲苯,再高溫氯化得到2,6-二氯亞甲基氯,然后水解成醛,和鹽酸羥胺反應生成醛肟,再脫水得到2,6-二氯苯甲腈。該法盡管反應條件溫和,但是工藝長、收率低、“三廢”多、污染嚴重。國外主要采用氨氧化法一步制備,目前國內氨氧化制備腈的技術在許多中間體合成中工業(yè)化應用,如苯甲腈、間苯二甲腈、對苯二甲腈等。文獻報道具體過程,將2,6-二氯甲苯氣化,然后和空氣、氨氣混合、預熱,通過裝填有催化劑的流化床反應器,反應溫度由外加熱維持,并自動調節(jié)和控制,脫離反應器的高溫氣體,通過冷凝器冷凝后,沉積于捕集器內,得到2,6-二氯苯甲腈,含有氨氣的尾氣經水洗處理后排空。氣相氨氧化法是目前制備芳香腈類主要工業(yè)化方法之一,其中關鍵在于催化劑的選擇,一般氣相氨氧化催化劑主要組成為釩和鉻,文獻報道2,6-二氯苯甲腈的催化劑主要選擇含釩的化合物。具體制備實例,將偏釩酸銨117g加入1L水中,加熱使其完全溶解。再向該溶液加入85%磷酸139.2g,得到濃褐色溶液,該溶液中加入含有二氧化硅471g的硅溶膠2400mL,加熱攪拌成均勻懸浮液,將該溶液進行噴霧干燥,得到催化劑顆粒;再在580℃下焙燒5h,得到催化劑成品,其主要成份為釩/磷/硅。2,6-二氯苯甲腈制備一般選用流化床反應器,也有文獻報道采用固定床反應器,但是工業(yè)化生產中流化床傳熱效果更為理想,更適合工業(yè)化生產。原料配比為2,6-二氯甲苯∶氧∶氨=1∶3∶3(mol)。2.22其他催化劑的合成工藝2,6-二氟苯甲腈合成是以2,6-二氯苯甲腈為原料,以氟化鉀為氟化劑進行鹵素交換反應,這種芳環(huán)上氟原子取代其他鹵素的反應屬于親核取代反應,影響和促進反應的因素比較多,因此目前鹵素交換法研究主要集中在反應所用溶劑、催化劑、氟化劑等方面。通常選用的溶劑為環(huán)丁砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等;催化劑主要有冠醚、聚乙二醇、季銨鹽等。河北工業(yè)大學研究報道,在配有冷凝器回流裝置的500mL干燥的四口燒瓶中,依次加入17.2g2,6-二氯苯甲腈、50mL溶劑環(huán)丁砜、0.5g阻聚劑間二硝基苯、1g催化劑四正丁基溴化銨,然后在攪拌下加入14.5g無水氟化鉀,逐步升溫到170~175℃,保持2.5h;然后升溫至沸騰溫度220℃,保持6h,反應結束后降至室溫,過濾除去鉀鹽,濾液用油泵減壓蒸餾得到12.5g2,6-二氟苯甲腈,收率為91.2%,純度97.5%。河北化工研究院提出以DMF取代傳統(tǒng)工藝中環(huán)丁砜作溶劑,避免反應溫度高、易發(fā)生副反應而導致氟化物收率降低的缺點,且具有反應溫度低、產品收率高等優(yōu)點,同時DMF價格相對便宜易于完全回收循環(huán)使用;選擇復合催化劑催化,避免了冠醚價格較高、季銨鹽容易分解的弊端,且提高了相轉移催化效果。具體的催化劑組成沒有介紹,反應溫度約為160℃左右,從研究報告來看,反應時間要比傳統(tǒng)工藝長一些。唐山學院環(huán)化系研究人員也提出以DMF替代環(huán)丁砜作為溶劑,催化劑選擇季銨鹽類,產品的收率約為95.1%,純度為98.2%。從目前國內合成技術來看,催化劑的選擇、制備還應加大研究力度,便于提高產品的質量。2.32,6-二氟苯甲酰胺2,6-二氟苯甲酰胺的合成2,6-二氟苯甲腈水解得到2,6-二氟苯甲酰胺,傳統(tǒng)的水解工藝通常為酸性水解,一般選用90%的濃硫酸,反應產率比較高,但是制備的2,6-二氟苯甲酰胺在今后合成農藥過程,其殘留的硫酸根會產生不必要的脲類衍生物,影響產品質量,而且后處理比較復雜。目前國內研究與工業(yè)化生產一般選擇在堿性條件下進行,河北化工學院提出氫氧化鈉與過氧化氫混合溶液水解制備2,6-二氟苯甲酰胺。唐山學院提出工藝過程,在裝有回流冷凝器、滴液漏斗的250mL四口燒瓶中,加入3%~8%的氫氧化鈉水溶液,加入30g2,6-二氟苯甲腈,攪拌、加熱并滴加30%過氧化氫約86mL,保持反應溫度為35~55℃約3h,然后冷卻至室溫、用稀鹽酸中和,過濾、洗滌、干燥,得到30.5g純度為98.5%的2,6-二氟苯甲酰胺。值得提出的是即使采用堿性溶液進行水解,可以減少硫酸根的殘留,但是反應后濾液需要用鹽酸中和,會生產相當數量的含鹽廢水,部分文獻報道可以循環(huán)使用,但是工業(yè)化生產中含鹽廢水循環(huán)使用有一定限制,必須要進行治理,而含鹽廢水中尤其是鹽分除去蒸發(fā)外,很難通過其他方式進行處理,因此今后在水解工序還應加大清潔工藝的開發(fā),尤其是要重點開發(fā)固體堿或固體酸的綠色水解工藝。3下游農藥的合成3.1殺菌及對藥物的作用除蟲脲(Diflubenzuron),結構式:化學名稱1-(4-氯苯基)-3-(2,6-二氟苯甲酰基)脲,商品名敵滅靈,具有觸殺和胃殺作用,殺卵和幼蟲效果最強,對已經產生抗藥性的害蟲有明顯防治效果,主要用于防治鱗翅目害蟲,國內有生產廠家,主要生產企業(yè)有河北威遠生物化工集團公司、江陰蘇利精細化工有限公司、南通利通化工、安陽安林生化有限公司等。目前工業(yè)化工藝有兩條,均以2,6-二氟苯甲酰胺為基礎原料與草酰氯先合成2,6-二氟苯甲?；惽杷狨?然后再與其他中間體加成反應得到。2,6-二氟苯甲酰基異氰酸酯合成(下同):合成工藝1:合成工藝2:3.2化學成分防治技術氟鈴脲(Hexaflumuron),結構式:化學名稱:1-[3,5-二氯-4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯基]-3-(2,6-二氟苯甲?；?脲,是一種殺蟲譜廣的特異性殺蟲劑,用于蔬菜、棉花、果樹、林木等多種作物防治鱗翅目害蟲,并對有機磷、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯產生抗性的害蟲具有良好的效果,但是對家蠶和魚毒性較大,另外在防治白蟻方面效果很顯著。國內主要生產企業(yè)有大連瑞澤農藥股份有限公司和山東德州恒東農藥化工有限公司等。工業(yè)化工藝有兩種,一是由2,6-二氟苯甲酰胺與草酰氯反應生成相應的異氰酸酯,再與二氯四氟乙氧基苯胺加成反應生成氟鈴脲;二是由二氯四氟乙氧基苯胺與光氣反應生成相應的異氰酸酯,再與2,6-二氟苯甲酰胺加成反應生成氟鈴脲。其中3,5-二氯-4-(1,1,2,2-四氟乙氧基)苯胺合成是以對硝基酚為原料,經過氯化、氫化、縮合等步驟合成,反應方程式:合成工藝1:合成工藝2:3.3-二氟苯甲酰基法伏蟲隆(Teflubenzuron),結構式:化學名稱1-(3,5-二氯-2,4-二氟苯基)-3-(2,6-二氟苯甲?；?脲,別名農夢特,主要用于防治鱗翅目類害蟲,該品種國內生產與應用報道較少。其合成工藝主要是以2,6-二氟苯甲酰胺為基礎原料先合成2,6-二氟苯甲?；惽杷狨?然后與3,5-二氯-2,4-二氟苯胺加成得到。另外還有起始原料不同的工藝,但是生產成本較高,不適合工業(yè)化生產。3,5-二氯-2,4-二氟苯胺合成:伏蟲隆合成:3.4苯甲酰脲類藥物定蟲隆(Chlorfunzuron),結構式:又名氯氟脲或氟啶脲,化學名稱:1-[3,5-二氯-4-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶氧基)苯基]-3-(2,6-二氟苯甲?；?脲。是一種既含氟又含雜環(huán)結構的苯甲酰脲類殺蟲劑,具有強胃毒兼具觸殺作用,與其他殺蟲劑無交互抗藥性,對敏感品系和抗性品系均表現出高效,目前國內山東農藥研究所和華東理工大學進行研究與開發(fā),合成技術均通過相關部門鑒定,具備工業(yè)化生產的水平。定蟲隆合成所需要主要中間體為2,6-二氟苯甲酰胺和2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶。首先由3,5-二氯-4-羥基苯胺與2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶合成3,5-二氯-4-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶氧基)苯胺,然后與2,6-二氟苯甲?；惽杷狨ゼ映煞磻玫健?,5-二氯-4-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶氧基)苯胺合成:定蟲隆合成:3.5苯甲酰脲類藥物制劑氟蟲脲(Flufenoxuron),結構式:化學名稱1-[4-(2-氯-α,α,α-三氟對甲苯氧基)-2-氟苯基]-3-(2,6-二氟苯甲酰)]脲,商品名卡死克,該品既具有殺蟲又具有殺螨效果,能有效防治葉螨、全爪螨及小菜蛾、豆青蟲、豆夾螟等多種常見害蟲,該殺蟲劑最早由殼牌公司在中國申請專利,專利已到期,是苯甲酰脲類殺蟲劑中較好的品種,該品所需要的主要中間體為2,6-二氟苯甲酰胺和3,4-二氯三氟甲苯。合成工藝:除上述介紹的5個主要苯甲酰脲類殺蟲劑,以2,6-二氟苯甲酰胺為基礎原料還可以合成殺蟲隆(