尹 凱

殺菌劑惡霉靈的合成新方法

尹 凱

(紹興上虞銀邦化工有限公司，浙江紹興 312369)

惡霉靈是新一代內(nèi)吸性殺菌劑、土壤消毒劑。目前合成惡霉靈的路線較多，但收率均不高。以乙酰乙酸乙酯、鹽酸羥胺為起始原料，經(jīng)羥胺化、環(huán)合、中和、結(jié)晶等步驟高效合成了惡霉靈原藥。此路線在降低成本的同時更加綠色環(huán)保。

惡霉靈；合成；新方法

惡霉靈不僅是內(nèi)吸性殺菌劑，同時也是土壤消毒劑，對腐霉菌、鐮刀菌等引起的猝倒病有較好的預(yù)防效果。作為土壤消毒劑，惡霉靈能夠與土壤中的鐵離子、鋁離子結(jié)合，抑制病菌孢子的萌發(fā)。同時能被植物的根系吸收及在根系內(nèi)移動，在植物體內(nèi)代謝產(chǎn)生2種糖苷，能調(diào)節(jié)作物生理作用，從而有效促進(jìn)植株生長，根毛的增加和根的活力。對水稻生理病害亦有好的藥效。該劑對土壤中病原菌以外的細(xì)菌、放線菌的影響很小，所以不會對土壤中微生物的生態(tài)產(chǎn)生影響，在土壤中可分解成毒性很低的化合物，對環(huán)境安全。

近些年來，人們對惡霉靈的制備展開了較多的研究，根據(jù)已有的報道歸納起來主要有5條路線：⑴以-氯代巴豆酸乙酯為原料合成；⑵以-丁炔酸乙酯為原料；⑶乙羥肟酸為原料；⑷保護(hù)-酮酯合成方法；⑸乙酰乙酸乙酯直接閉環(huán)法。其中路線⑴生產(chǎn)安全性較差，腐蝕性較大，氯化物對車間環(huán)境要求較高；路線⑵、⑶起始原料較貴，反應(yīng)條件相對苛刻；路線⑷成本較高，保護(hù)試劑回收困難；路線⑸合成簡單，反應(yīng)周期短，收率高，成本低，適合用來工業(yè)化生產(chǎn)，但一般采用有機(jī)溶劑二氯乙烷、乙醇等作為反應(yīng)溶劑。

為此，筆者在路線⑸的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，開發(fā)了一條經(jīng)濟(jì)實(shí)用且對環(huán)境友好的新合成路線——以乙酰乙酸乙酯和鹽酸羥胺為起始原料，經(jīng)羥胺化、環(huán)合、中和、結(jié)晶等步驟合成了惡霉靈原藥。該路線原料易得，操作方便，收率高，成本低，并且更加綠色環(huán)保。

圖1 惡霉靈的合成路線

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器

高效液相色譜儀(Agilent1260)；氣相色譜儀()；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52C型，上海亞榮生化儀器廠)；數(shù)字熔點(diǎn)儀(WRS-1A型，上海精密科學(xué)儀器有限公司)；循環(huán)水式真空泵(SHB-I型，鄭州予華儀器廠)。

1.2 試劑

乙酰乙酸乙酯、鹽酸羥胺、鹽酸、石油醚為分析純；液堿為公司自制。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 羥胺化反應(yīng)

在1 000 mL四口燒瓶中加入水400 g，攪拌，降溫至0 ℃以下，加入鹽酸羥胺75 g，加入40%液堿170 g，調(diào)pH=12。然后滴加乙酰乙酸乙酯140 g，保持pH=10~11，1.5~2 h滴完，反應(yīng)溫度低于20 ℃。滴加完畢保溫反應(yīng)，得到羥胺化反應(yīng)液，備用。

1.3.2 環(huán)合反應(yīng)

于1 000 mL四口燒瓶中加入鹽酸300 g，將上述反應(yīng)好的羥胺化液全部加入，在室溫下反應(yīng)20 h，得到環(huán)合反應(yīng)液，備用。

1.3.3 中和、結(jié)晶

于1 000 mL四口燒瓶中加入環(huán)合反應(yīng)液，緩慢滴加液堿90 g，控制pH=3，滴完后，冷卻降溫至5 ℃以下，抽濾得惡霉靈粗品，加石油醚200 g重結(jié)晶，降溫，抽濾得到惡霉靈原藥，白色針狀晶體，含量99%，熔點(diǎn)81~83℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH的影響

當(dāng)羥胺化反應(yīng)過程中pH控制在酸性條件下時，在加入鹽酸環(huán)合反應(yīng)后，溶液的顏色變?yōu)殚冱S色，惡霉靈收率很低。當(dāng)反應(yīng)過程中pH控制在堿性條件下，加入鹽酸環(huán)合反應(yīng)后，溶液的顏色變?yōu)榧t色，惡霉靈收率較高(表1)。

表1 不同pH收率比較

從表1可以看出，當(dāng)pH為酸性時，收率明顯偏低，隨著pH增大，收率逐漸升高，但當(dāng)pH大于11之后，收率又有所下降，最終選擇pH為10~11，收率高達(dá)75%。

2.2 原料配比對收率的影響

表2為不同配比乙酰乙酸乙酯與鹽酸羥胺對反應(yīng)收率的影響。

表2 原料配比對收率的影響

由表2可知，在相同條件下，乙酰乙酸乙酯與鹽酸羥胺的比例為1︰1時，反應(yīng)收率最高，推測是由于反應(yīng)保持在堿性條件下；如果鹽酸羥胺過量，反應(yīng)則在酸性條件下進(jìn)行，使反應(yīng)不能完全，因而收率降低。

2.3 反應(yīng)條件的優(yōu)化

以乙酰乙酸乙酯為起始原料的方法中，大多數(shù)文獻(xiàn)都采用有機(jī)溶劑二氯乙烷、乙醇等作為羥胺化反應(yīng)的溶劑，文獻(xiàn)收率76%左右。筆者經(jīng)過工藝優(yōu)化選擇，以水為溶劑，收率也能接近文獻(xiàn)水平，但避免使用了毒性較大、COD值高、污染嚴(yán)重的有機(jī)溶劑，使得工藝路線更加綠色環(huán)保。

3 結(jié) 論

本合成方法以乙酰乙酸乙酯和鹽酸羥胺作為起始原料，在前人的基礎(chǔ)上經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)，經(jīng)羥胺化、環(huán)合、中和、結(jié)晶成功合成了惡霉靈原藥，總收率高達(dá)75%。本法與其他文獻(xiàn)報道的方法相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：⑴所用原料價廉易得，都是常規(guī)化工原料，來源廣泛，價格便宜；⑵操作簡便易行，本法所有的反應(yīng)步驟都是工業(yè)上較為成熟的單元反應(yīng)，反應(yīng)條件較溫和，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；⑶收率高，成本低；⑷是符合綠色環(huán)保工業(yè)化生產(chǎn)的新工藝。

[1] 蘇顯軍, 高樹林. 無公害惡霉靈的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)科技, 2002, 9: 45.

[2] VALKENBURG W V, SUGAVANAM B, KHETAN S K. Pesticide formulation: recent developments and their applications in developing countries[M]. India: New Age International Limited Publishers, 1998.

[3] 陸自強(qiáng), 周福才, 汪世新. 綠色食品與綠色農(nóng)藥[J]. 世界農(nóng)藥, 2004, 26(2): 1－4.

[4] 劉建超. 化學(xué)農(nóng)藥的發(fā)展方向--綠色化學(xué)農(nóng)藥[J]. 農(nóng)藥, 2005, 44(1): 1－3.

[5] VIJAYARAGHAVAN S JING B W, VRABLIK T, HOU T C,.. Synthesis and in vitro evaluation of quaternary ammonium derivatives of chlorambucil and melphalan, anticancer drugs designed for the chemotherapy of chondrosarcoma[J]. Bioconjugate Chem, 2003, 14 (3): 667－671.

[6] JACQUES K, JEAN-MARIE C. Process for the preparation of 2-benzolone and derivatives from orthonitrophenols and carbon monoxide: US, 4454322 [P]. 1984-06-12.

[7] BANDYOPADHYAY P, SAWKO J Z, REGEN S L. An ion conductor derived from spermine and cholic acid[J]. Chem Soc, 2000, 122 (51): 12888－12889.

[8] MASSAGO H, YOSHKAWA M, FUKADA M, NAKANISHI H. Selective inhibition ofspp on a medium for direct isolation ofspp from soils and plants [J]. Phytopathol, 1977(67): 425－428.

[9] SUTAKE, T. The effect of 3-hydroxy-5-methyl-isoxazole on the promotion of ripening in rice plant [J]. Japan. Crop Sci, 1993, 52 (3): 375－376.

A New Synthetic Method of Hymexazol

YIN Kai

(Shaoxing Shangyu Yinbang Chemicals Co., Ltd., Shaoxing 312369, Zhejiang, China)

Hymexazol is a new generation and systemic fungicide and soil disinfectants. At present, there are many routes for the synthesis of hymexazol, but the yield is not high. In this paper, ethyl acetoacetate and hydrochloricacidare used as starting materials had a series of reactions of hydroxylamine, cyclization, neutralization, crystallization and other steps for efficient synthesis of hymexazol. This synthetic method can reduce the cost of production and are more environmental friendly.

hymexazol; synthesis; new method

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2018.02.07

TQ450

A

1009-6485(2018)02-0037-02

尹凱(1983—)，男，碩士，浙江寧波人，主要從事農(nóng)藥及中間體的合成研究。E-mail: ykgoals@163.com。

2018-01-12。