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)濟性特點,所以無法實現(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,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。
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,并且具有一定的危險特性。在運輸、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),實際的熔點能夠保持在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點給了基礎(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,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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