綠色氯化技術(shù)在農(nóng)藥中間體合成中的應(yīng)用

于海林

◆摘? 要：在芳胺的親電氯化操作過程中，能夠使用酸鹽-雙氧水形式，對液氯等物質(zhì)進(jìn)行替代，可以在合成農(nóng)藥中間體的過程中突出鹽酸-雙氧水的有效性。在使用雙碳酸酯等物質(zhì)的過程中，能夠?qū)β然瘎┯枰蕴娲?，并且可以將其?yīng)用于農(nóng)藥中間體的合成過程中，且通常是以菊酰氯、苯甲酰氯、苯磺酰氯、氯代亞胺等物質(zhì)為主。上述兩種乳化方法其中所含有的E因子數(shù)量，相較于傳統(tǒng)方法來說普遍較少。

◆關(guān)鍵詞：氯化;鹽酸-雙氧水;雙碳酸酯;E因子

一、引言

氯化反應(yīng)在化工單元反應(yīng)階段具有重要作用，通過對兩種不同類型的綠色氯化工性技術(shù)予以分析，并使用鹽酸-雙氧水和雙碳酸酯等物質(zhì)。對相對應(yīng)的氯化劑進(jìn)行替代，將其應(yīng)用于農(nóng)藥中間體合成階段，對相關(guān)技術(shù)予以重點(diǎn)研發(fā)，以此來達(dá)到減排、降耗以及節(jié)能的效果。

二、鹽酸-雙氧水氯化法

在芳環(huán)的親電氯化操作過程中，通常需要借助精細(xì)化工等單元的反應(yīng)操作，且此類方式在農(nóng)藥的合成過程中具有廣泛性的應(yīng)用效果。對于常用的操作方法來說，通常需要使用液氯等物質(zhì)，在路易斯酸催化作用下形成反應(yīng)效果。除此之外，由于液氯等物質(zhì)具有劇毒特性，并且具有較強(qiáng)的腐蝕性和氧化等特性，屬于易揮發(fā)的物質(zhì)類型，所以在開展運(yùn)輸、存儲和使用等項目時，對此類物質(zhì)提出了較為嚴(yán)格的限制性要求，并且容易在工業(yè)生產(chǎn)階段形成危險性因素。

在芳環(huán)的親電氯化作業(yè)中，經(jīng)常會涉及到硫酰氯、N-氯代丁二酰亞胺等物質(zhì)，并且能夠在操作階段減少危險隱患。然而，由于上述物質(zhì)并不具備原子經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，所以無法實(shí)現(xiàn)對原料成本的合理把控。在芳環(huán)親電氯化的反應(yīng)過程中，應(yīng)借助氯正離子等活性子，通過對綠色合成技術(shù)的全面分析，明確掌握氯正離子的篩選要點(diǎn)，確保氯正離子源篩選作業(yè)的適宜性與合理性。通過將鹽酸-雙氧水氯化法與液氯法進(jìn)行對比，可以看出前者在使用過程中，能夠保障原料、溶劑以及副產(chǎn)物的安全性，并且在設(shè)備投資階段所需用的成本相對較少，最終產(chǎn)品回收率相對較高，且鹽酸-雙氧水氯化法的E因子只有0.5，所以突顯出了此類方法的清潔性特點(diǎn)。

三、雙碳酸酯氯化法

使用氯原子親核對羥基等物質(zhì)進(jìn)行取代，突顯出此類氯化反應(yīng)的廣泛用途特性，并且可以將其應(yīng)用于部分中間體的合成過程中，例如：羧酰氯、磺酰氯以及氯代亞胺等，為農(nóng)藥合成作業(yè)的開展提供便利性支持。對常用的氯化劑予以分析，可以看出包括三氯氧磷、五氯化磷和三氯化磷等多種類型，且上述物質(zhì)有刺激性、腐蝕性以及毒性等多樣化的特點(diǎn)，并且具有一定的危險特性。在運(yùn)輸、儲存以及使用等工序當(dāng)中，由于上述物質(zhì)具有特殊性質(zhì)，所以容易出現(xiàn)安全隱患。在反應(yīng)過后，實(shí)際所產(chǎn)生的副產(chǎn)物當(dāng)中，存在二氧化硫、磷酸以及亞磷酸，在后續(xù)處理工作的實(shí)施過程中，為相關(guān)操作帶來了困難。

雙碳酸酯屬于白色的結(jié)晶固體物質(zhì)，實(shí)際的熔點(diǎn)能夠保持在79℃～83℃的區(qū)間范圍內(nèi)，并且具有不溶于水的特性，可以在多數(shù)有機(jī)溶劑當(dāng)中突顯出雙碳酸酯的融合性質(zhì)，并且能夠保障儲存、運(yùn)輸以及使用過程中的安全性。在使用雙碳酸酯的過程中，可以將其作為氯化劑，在合成羧酰氯、磺酰氯和氯代亞胺等物質(zhì)時，為此類中間體的順利合成點(diǎn)點(diǎn)給了基礎(chǔ)，所產(chǎn)生的副產(chǎn)物通常是以氯化氫以及二氧化碳為主。氯化氫、二氧化碳并不會溶于反應(yīng)體系，并且會出現(xiàn)氣化溢出的情況，且氯化氫能夠被水吸收，進(jìn)一步配置出高純度的鹽酸，且二氧化碳由于難以融入到鹽酸中，可以直接對其放空。

（一）取代環(huán)丙甲酰氯的合成

擬除蟲菊酯類等殺蟲劑，在農(nóng)藥研發(fā)作業(yè)當(dāng)中具有重要作用，此類農(nóng)藥的品種具有多樣性，實(shí)際的生產(chǎn)總量相對較大。在大多數(shù)殺蟲劑的生產(chǎn)過程中，應(yīng)對取代環(huán)丙甲酰氯予以合成處理，使取代環(huán)丙甲酸與氯化亞砜能夠充分反應(yīng)，并產(chǎn)生了二氧化硫、氯化氫混合尾氣，在實(shí)際的治理過程中具有較大的難度?？梢允褂秒p碳酸酯及時替代環(huán)丙甲酸，借助催化劑的作用，充分反應(yīng)并生成取代環(huán)丙甲酰氯，從而有效解決了治理難題。對于常用的環(huán)丙甲酰氯等質(zhì)來說，可以借助溶劑、溫度、催化劑等多種反應(yīng)條件，對實(shí)際的反應(yīng)流程予以優(yōu)化和完善，使收率能夠保持在90%～95%的區(qū)間范圍內(nèi)，確保產(chǎn)品的純度能夠維持在98%以上，且E因子的下降率可以被控制在80%左右。

（二）芳基磺酰氯的合成

在使用芳基磺酰氯的過程中，能夠在磺酰胺以及磺酸酯類農(nóng)藥的合成過程中，成為關(guān)鍵中間體進(jìn)行使用，例如：安磺靈、磺菌胺、殺螨酯和吡唑特等等。另外，在氨解操作的過程中，能夠得到芳基磺酰胺，應(yīng)將其放置于磺酰脲類除草劑的合成階段。除此之外，對于硫粉、二硫化物、砜等多種不同類型中間體來說，還應(yīng)借助芳基磺酰氯等物質(zhì)，為合成作業(yè)的順利落實(shí)奠定基礎(chǔ)。利用芳基磺酸中的鈉鹽、鉀鹽或者氨鹽等物質(zhì)，使其能夠與雙碳酸酯進(jìn)行反應(yīng)之后，從而形成了芳基磺酰氯，實(shí)際的收率能夠處于85%～91%的區(qū)間范圍內(nèi)，且最終的產(chǎn)品純度能夠保持在97%以上。

（三）取代苯甲酰氯的合成

在開展農(nóng)藥合成作業(yè)的過程中，為取代苯甲酰氯等物質(zhì)的應(yīng)用提供了廣泛的空間支持。常見的取代苯甲酰氯類型有酰胺類殺菌劑和三酮類除草劑，通過細(xì)致劃分可以將前者分為滅銹胺、氟酰胺、環(huán)菌胺，后者能夠分為磺草酮、甲基磺草酮等。其中，對于三酮類的除草劑來說，由于實(shí)際的應(yīng)用階段具有高效性和安全性的優(yōu)勢，所以在農(nóng)藥合成環(huán)節(jié)受到了高度重視。為此，可以在研發(fā)雙碳酸酯法的過程中，對關(guān)鍵中間體的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，并將其與氯化亞砜法予以對比，可以看出在實(shí)際的生產(chǎn)階段，可以有效減少二氧化硫等尾氣問題，還可以確保E因子數(shù)量得以下降，實(shí)際的下降率能夠維持在80%以上，進(jìn)一步改善了產(chǎn)品品質(zhì)，且一次的產(chǎn)品收率和純度得到上升，且處于98%以上，最終的產(chǎn)品色澤相較于氯化亞砜法來說更加優(yōu)良。

四、結(jié)束語

在使用鹽酸-雙氧水鋁化法和雙碳酸酯氯法的過程中，能夠具備環(huán)境友好型的特點(diǎn)，可以針對環(huán)境惡劣型原料進(jìn)行替代，避免使用有毒、有害的原料，且副產(chǎn)物同樣不具備毒性，能夠符合綠色化學(xué)研究原理。在研究重要農(nóng)藥中間體合成工藝的過程中，上述兩種方法的收率相對較高，且獲得的產(chǎn)品質(zhì)量較為優(yōu)良，能夠有效降低E因子總量，可以將其作為綠色氯化共性技術(shù)，在農(nóng)藥合成過程中獲得良好的推廣和應(yīng)用優(yōu)勢。

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