高含量哒螨灵原药合成研究

吴兴业，王崇磊

（1.连云港死海溴化物有限公司，江苏 连云港 222000；2.连云港节约能源技术服务中心，江苏 连云港 222000）

高含量哒螨灵原药合成研究

吴兴业1，王崇磊2

（1.连云港死海溴化物有限公司，江苏 连云港 222000；2.连云港节约能源技术服务中心，江苏 连云港 222000）

以叔丁基肼水溶液、糠氯酸为原料，在甲苯做溶剂、冰乙酸做催化剂条件下经成腙、闭环、脱溶，然后在水相结晶制得高含量2-叔丁基-4,5-二氯-3（2H）-哒嗪酮（以下简称哒嗪酮）；哒嗪酮再与对叔丁基苄硫醇在甲醇做溶剂的条件下经缩合、脱甲醇、水相结晶制得高含量哒螨灵原药。反应具有操作稳定、收率高的优点，缩合反应在低温下进行，有利于提高产品质量及收率；哒螨灵在一定浓度的稀碱水溶液中结晶，其含量可达到96%以上。该方法具有产品质量高、成本低的优点，适合工业化生产。

成腙；闭环；哒嗪酮；缩合；高含量；哒螨灵原药

前言

哒螨灵，化学名称2-叔丁基-5-（4-叔丁基苄硫基）-4-氯哒嗪-3-（2H）酮，是一种广谱、高效的触杀性杀螨剂，对整个生育阶段的卵、幼螨、若螨和成螨均有效，触杀性强，无内吸、传导和薰蒸作用，残效期长，与常用杀螨剂无交互抗性。主要用于柑桔、苹果、棉花、梨、葡萄、蕃茄、茶、黄瓜、西瓜等作物。目前哒螨灵合成路线主要有两条：一是以对叔丁基氯苄为原料的合成路线[1～2]，该路线工艺复杂、收率较低、生产成本高；二是以对叔丁基苄硫醇为原料的合成路线[3]，该路线收率较高、质量相对较好。根据相关报道及对生产厂家了解，目前这两条路线都存在以下问题：一是中间体哒嗪酮质量不高，质量控制在95%左右，有的厂家甚至在哒嗪酮苯油脱溶后直接加溶剂甲醇配成溶液用于哒螨灵缩合中使用；二是哒螨灵原药在溶剂中结晶，结晶出的原药含量可达95%以上，但有5%～10%的哒螨灵残留在溶剂中，这部分原药质量差，使用残留高、危害大（有的厂家直接做为危废处理，造成生产成本高）。我们在查阅大量文献后，充分了解了产品生产中原料、中间体、产品的物化性质，在进行分析、归纳的基础上，经过实验研究，采用提高中间体质量及在碱性溶液中结晶的办法，合成出高质量哒螨灵原药。

1 实验部分

1.1 主要原料

本次实验所用原料规格及含量如表1所示。

表1 原料规格及含量Table1 The specifications and contents of raw materials

1.2 反应原理

1.2.1 哒嗪酮

（1）成腙反应

（2）闭环反应

1.2.2 哒螨灵缩合反应[4]

1.3 仪器与试剂

Agilent 1100高效液相色谱仪、SP6890气相色谱仪、熔点仪、恒压漏斗、四口反应瓶、电加热套、球型冷凝器、接收瓶、真空泵、真空干燥箱、温度计、pH测量仪等。

1.4 实验方法简述

1.4.1 哒嗪酮合成

将甲苯、冰乙酸[5]、糠氯酸加入到反应瓶中，在室温、搅拌下滴加40%叔丁基肼水溶液，滴加时间约30min，滴加结束，待反应瓶内物料温度不再下降时，开始升温，升温至46～48℃保温4h。

保温结束，依次对反应液进行水洗、碱洗、水洗、20%硫酸洗涤、水洗至水层pH=7，分去废水，对有机层控制在90℃/-0.098MPa蒸馏回收甲苯。

蒸馏结束，向反应瓶中加入5%氢氧化钠溶液进行搅拌、降温结晶、抽滤，滤饼水洗至中性、烘干得哒嗪酮，含量≥99%，收率≥81%。

1.4.2 哒螨灵合成

将甲醇、哒嗪酮、对叔丁基苄硫醇加入到反应瓶中，搅拌降温至5℃，开始滴加27.5%甲醇钠甲醇溶液，滴加过程控制温度在0～15℃，滴加结束，在此温度保温1h。

保温结束，控制在60℃/-0.090MPa蒸馏回收甲醇，当蒸出甲醇量达到投入总量的90%时，停止蒸馏，向蒸馏瓶中慢慢加入稀碱溶液，并升温至100℃搅拌10min，再降温至40℃进行抽滤，滤饼水洗至中性、烘干得哒螨灵原药，含量≥96%、收率≥95%。

2 实验结果

2.1 哒嗪酮合成实验结果

试验主要考察了催化剂冰乙酸用量、糠氯酸与叔丁基肼用量、闭环温度对哒嗪酮合成收率的影响。

（1）催化剂用量的影响

对于催化剂冰乙酸用量，进行以下实验，具体如表2。

表2 催化剂冰乙酸用量对产品影响Table 2 The effect of the dosage of catalyst glacial acetic acid on products

从表2中可以看出，在不加催化剂时，反应难进行；当糠氯酸:催化剂=1∶0.10（物质的量比）时，收率可达80%以上（以糠氯酸计、下同）；再提高催化剂用量，对反应没有影响。

（2）糠氯酸与叔丁基肼用量的影响

对糠氯酸与叔丁基肼配比，进行以下实验，具体如表3。

表3 糠氯酸与叔丁基肼的配比对反应的影响Table 3 The effect of the molar ratio of mucochloric acid to tert-butylhydrazine on the reaction

从表3中可知，糠氯酸:叔丁基肼达到1∶1.02时，哒嗪酮收率可达80%以上；再提高叔丁基肼用量，对收率影响不大。

（3）温度影响

对于闭环温度，进行了30～55℃条件下实验，结果显示，温度偏低反应进行缓慢；温度过高收率下降；而在46～48℃，产品收率最高。

表4 温度对醚化反应收率的影响Table 4 The effect of temperature on the yield of etherification reaction

（4）稳定性试验

综上所述条件试验结果，确定哒嗪酮的试验条件如下：配比依据“糠氯酸∶叔丁基肼∶催化剂=1∶1.02∶0.1（物质的量比）”；闭环温度为46～48℃；保温时间是4h。

实验结果见表5。

表5 哒嗪酮合成稳定性实验结果Table 5 The testing results of the synthesis stability of pyridazinone

2.2 哒螨灵合成实验结果

实验主要考察了温度、对叔丁基苄硫醇用量对反应的影响。

（1）温度的影响

表6 反应温度对缩合收率的影响Table 6 The effect of reaction temperature on the yield of condensation reaction

对于温度，进行了0～40℃条件下试验，结果显示，在0～15℃产品质量及收率均较高，收率可达95%以上（以哒嗪酮计、下同）；温度达到20℃，随着温度的上升，产品收率及质量有所下降，分析检测有新的副产物产生。具体实验结果见表6。

（2）对叔丁基苄硫醇用量对反应的影响

本次哒螨灵缩合实验，对反应过程采用色谱跟踪分析检测[6]，结果显示，当哒嗪酮∶对叔丁基苄硫醇=1∶1.03，且反应体系的pH值处于8～9范围内时，甲醇钠滴加结束哒嗪酮转化率可达到90%，保温1h，哒嗪酮转化率可达到99.8%以上。

此外，如反应体系的pH≤7，反应料液中哒嗪酮不发生变化，反应不进行，需要使用甲醇钠调整pH值至8～9，反应方可进行。

根据大量实验验证，当哒嗪酮∶对叔丁基苄硫醇∶甲醇钠=1∶1.03∶1.08时，哒嗪酮可以完全转化，且反应体系pH值始终处于8～9之间，可以使反应顺利进行。

（3）稳定性实验

综上所述实验条件，确定哒螨灵合成试验条件如下：反应温度：0～15℃、配比依据“哒嗪酮∶对叔丁基苄硫醇∶甲醇钠=1∶1.03∶1.08”、保温时间1h，实验结果见表7。

表7 哒螨灵缩合试验结果统计表Table 7 The results statistical table of the pyridaben condensation reaction

3 结论

（1）哒嗪酮合成中采用叔丁基肼水溶液作原料、在酸性条件下成腙、闭环工艺，具有操作稳定、收率高的优点；避免目前采用叔丁基肼盐酸盐为原料，在碱性条件下成腙的不稳定因素。

（2）哒嗪酮-甲苯溶液酸洗采用20%硫酸洗涤，可有效去除杂质、改善苯油外观；在5%氢氧化钠水溶液中结晶，可使哒嗪酮含量达到99%以上。

（3）哒螨灵缩合反应采用在低温下进行反应，有利于提高产品质量及收率。

（4）哒螨灵在一定浓度的稀碱液中结晶，哒螨灵含量可达到96%以上，且可避免在溶剂甲醇中结晶造成部分产品溶于甲醇，给后续处理带来困难。

（5）所用原料均为工业级的，适合工业化生产。

［1］程霞,张一宾.哒嗪酮类杀虫剂的研究开发状况［J］.上海化工, 2002,27（5）:23～26.

［2］孙学增.哒螨灵的一步法合成［J］.天津化工,1996（2）:26～27.

［3］朱宏庆.哒螨灵的合成研究［J］.江苏化工,1999（3）:21～22.

［4］刘长令.世界农药大全杀虫剂卷［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［5］陆坤宏.哒嗪酮合成工艺的研究［D］.南京工业大学,2003.

［6］于峰.高效液相色谱测定2－特丁基－4,5－二氯－3（2H）－哒嗪酮［J］.农药,1997,15（3）:23～24.

Study on the Synthesis of Pyridaben Active Compound with High Content

WU Xing-ye1and WANG Chong-lei2
（1.Lianyungang Dead Sea Bromine Co.,Ltd.,Lianyungang 222000,China;2.Lianyungang Energy Saving Technology Service Center,Lianyungang 222000,China）

s:With using the tert-butylhydrazine and mucochloric acid as raw materials,the methylbenzene as solvent and the glacial acetic acid as catalyst,the 2-tert-butyl-4,5-dichloro-3（2H）-pyridazinone（hereinafter referred to as pyridazinone）with high content was got by the processes of hydrazine reaction,ring-closure reaction,desolventizing and crystallization in water.Then the pyridazinone reacted with p-tert-butyl benzyl mercaptan in methanol solution and the pyridaben active compound with high content was prepared after the processes of condensation reaction,de-methanol reaction and crystallization in water.The reaction was stable with a high yield,the condensation reaction should be carried out at low temperature which would be beneficial to improving the product’s quality and yield;The content of pyridaben could reach 96%or more after crystallizing in the diluted alkalis solution with a certain concentration.This process was suitable for industrial production which had the advantages of high quality of the product and low cost.

Hydrazine reaction;ring-closure reaction;pyridazinone;condensation reaction;high content;pyridaben active compound

TQ454.2

A

1001-0017（2014）06-0430-03

2014-07-28

吴兴业（1969-），男，江苏连云港人，工程师，主要从事农药生产和质量管理工作。