一步法生产高品质霜霉威盐酸盐水剂的工业化方法

项 磊

（江苏蓝丰生物化工股份有限公司，江苏 新沂 221400）

1 霜霉威盐酸盐水剂的研究背景

霜霉威盐酸盐，化学名称：N-[3-（二甲基氨基）丙基] 氨基甲酸丙酯盐酸盐，英文名：Propamocarb Hydrochloride，化学式：C9H21ClN2O2，相对分子质量：224.7，CAS 登录号：25606-41-1，结构式：，外观：无色吸湿性结晶固体，熔点64.2 ℃[1]，稳定性：不易水解和光解，400 ℃以下稳定[1]。

霜霉威盐酸盐是霜霉威与氯化氢形成的盐。霜霉威在20 世纪60年代由E A Pieroh 等首先报道其杀菌活性，由德国先令公司（目前被德国拜耳公司收购）开发的产品[2]。霜霉威除了在德国有专利：DE-1567169，1966-12-17；DE1643043，1967-08-25，在其他欧美等国家，亦有专利保护[2]。到现在，霜霉威各种专利早已过期。霜霉威盐酸盐是一种适用于土壤的内吸性杀菌剂，也适合用于浸渍处理（对球茎和根茎） 和种子保护剂。它对藻状菌纲真菌特别有防效。它是一种广谱杀菌剂，对丝囊霉、盘梗霉、霜霉、疫霉、假霜霉、腐霉等的菌丝有效，推荐用作预防处理[2]。国内企业主要登记用于防治黄瓜霜霉病。国外企业法国安万特作物科学公司于1997年在我国正式登记商品名称普力克722 g/L 霜霉威盐酸盐水剂，用于防治黄瓜霜霉病、猝倒病、甜椒疫病、烟草黑胫病。比利时农化工司于1998年在我国登记商品名称扑霉特原药和722 g/L 霜霉威盐酸盐水剂，用于防治黄瓜霜霉病、甜椒疫病。国内企业黑龙江哈尔滨市德赛化工有限公司于1997年首先登记66.5%霜霉威盐酸盐水剂[3]。我国于2008年12月17 日发布，2009年6月1 日实施GB/T 22621-2008《霜霉威原药》 和GB/T 22622-2008《霜霉威盐酸盐水剂》2 项国家标准。霜霉威盐酸盐水剂至今被广泛应用，绿色环保，药效好，生命力顽强，故研发和生产霜霉威盐酸盐水剂有着重要的现实意义。

2 生产路线选择

目前文献报道合成霜霉威盐酸盐水剂的方法主要有霜霉威原药与氯化氢成盐合成法（成盐法）、N，N-二甲基丙二胺与氯甲酸正丙酯合成法（一步法）等[4]。其中，成盐法[4]合成霜霉威盐酸盐的化学反应方程式为

成盐法工艺简述：在搅拌下，顺次将N，N-二甲基丙二胺、水投入合成釜，接着先后滴加氯甲酸正丙酯、滴加液碱、分去水层，油层经过真空精馏得成品霜霉威原药。在搅拌条件下，顺次将水、霜霉威原药投入调制釜，然后通入干燥氯化氢进行反应，加水得到成品722 g/L 霜霉威盐酸盐水剂。

一步法[4]合成霜霉威盐酸盐的化学反应方程式为

一步法工艺简述：在搅拌下，顺次将N，N-二甲基丙二胺、水投入合成釜，接着滴加氯甲酸正丙酯，得到成品722 g/L 霜霉威盐酸盐水剂。

非常明显，上述两条路线各有优缺点。成盐法工艺需要增加液碱原料，增加精馏工序，先制成霜霉威原药，增加成盐工序，再加水得到产品。虽然存在原料多、工序多、三废多、成本高等缺点，但是在产品质量方面更胜一筹，满足欧美等发达国家订单需求。一步法工艺与成盐法工艺相比，虽然具有原料少、工序少、无三废、成本低等优点，但是国内大部分农药企业利用普通一步法生产的霜霉威盐酸盐水剂只能满足国家标准，在产品质量方面处于劣势，不能满足欧美等发达国家的产品质量指标要求，因此不能打开欧美等发达国家市场，仅能在国内及国外不发达地区流通。

江苏蓝丰生物化工股份有限公司拥有上述两种工艺路线在产工业化生产装置，满足不同客户需求。国家标准对霜霉威盐酸盐水剂的各项技术指标比较宽松，如外观均相液体、无明显的悬浮物和沉淀、质量浓度≥（722±25）g/L，pH 值范围为3.0～7.0等[1]。而江苏蓝丰生物化工股份有限公司在销往欧美等发达国家的霜霉威盐酸盐水剂订单中对其外观、质量浓度、pH 值范围要求相对苛刻，如外观无色透明至浅黄色液体、质量浓度≥722 g/L、pH 值范围为6.0～7.0 等。

为了能够平衡两种工艺路线长短板，江苏蓝丰生物化工股份有限公司通过优化现有一步法生产工艺，生产出了产品质量指标与成盐法一致的高品质但无三废、成本低、高收益的霜霉威盐酸盐水剂，即一步法高品质霜霉威盐酸盐水剂生产工艺。现将这种优化的工业生产工艺与同行分享交流。

3 高品质霜霉威盐酸盐生产工艺过程

3.1 主要原料及其质量规格

N，N-二甲基-1，3-丙二胺：工业级，质量分数≥99.0%，无色透明液体（外购进口）；超纯水：工业电子级水，电阻率（25 ℃） ≥18 MΩ·cm（外购国产）[5]；氯甲酸正丙酯：工业级，质量分数≥99.0%，无色透明液体（自产）；工业氮气：工业级，体积分数≥99.9%（自产）。

3.2 生产工艺叙述

生产装置包括合成釜、超纯水计量罐、氯甲酸正丙酯计量罐等，均用工业氮气置换空气，生产系统维持工业氮气充填，与空气隔绝。开启搅拌及进出盐水阀门，合成釜冷却降温。5 ℃左右向合成釜抽入N，N-二甲基-1，3-丙二胺。然后打开超纯水滴加阀，缓慢滴加，温度不超过30 ℃。滴加结束，降温，打开氯甲酸正丙酯滴加阀，缓慢滴加，温度控制在-5～0 ℃，时间7～8 h。用范围在5.4～7.0 的pH 值精密试纸测定合成釜反应物料pH 值稳定在6.5 时，停止滴加氯甲酸正丙酯，在-5～0 ℃保温反应2 h。然后将物料提温，在（35±5）℃维持反应2 h。再把温度提到55～60 ℃，保温2 h。接着投入防冻剂、乳化剂，搅拌1 h，取样分析，称重，装桶。

3.3 工艺剖析

本一步法高品质霜霉威盐酸盐水剂生产工艺采用的原料水是超纯水——工业电子级水，这种水中除了水分子外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二噁英等有机物，当然也没有人体所需的矿物质微量元素，也就是几乎去除了氧原子和氢原子以外所有原子的水。不像一般的地表水、地下水或是去离子水那样含有较多杂质。同时产品在生产过程中一直用工业氮气保护，与空气隔绝，避免空气中氧气等气体进入产品。通过上述精细化处理，产品基本没有杂质干扰，等同于成盐法中的精馏与成盐，产品质量提升至与成盐法相当。一步法高品质霜霉威盐酸盐水剂生产工艺收率不低于90%，而成盐法收率仅在75%～80%。表1 为一步法高品质霜霉威盐酸盐水剂生产工艺的工业化生产数据。

表1 一步法高品质霜霉威盐酸盐水剂生产工艺的工业化生产数据

从表1 中可以清晰地看出，批次为1#、2#、3#的产品，其收率分别为90.0%、91.5%、90.8%；质量浓度分别为760 g/L、772 g/L、766 g/L，可以适当加入超纯水稀释，使质量浓度略高于722 g/L；pH 值均在6.0～7.0 范围，在2年的有效期内稳定不变，外观在有效期内不会变色，完全满足欧美等发达国家的产品质量要求。而普通一步法水剂的pH值要向偏酸的方向靠近，譬如3.0～5.0，才能保证产品外观稳定；其pH 值若在6.0～7.0，会造成产品外观不稳定，由无色透明到淡黄色，再到黄色，甚至棕红色，因为它用的水是一般去离子水，比起超纯水存在几个数量级的杂质，而且操作过程中没有用工业氮气保护隔绝空气，使氧气等物质进入产品。在这种环境下，在半个月到一个月的时间里，产品就会因氧化过快而变色，严重影响产品外观质量，保质期短，不被客户接受。

4 结论

上述一步法高品质霜霉威盐酸盐水剂生产工艺具有成本低廉、操作简单方便、产品质量优等优点，工业化可行，市场竞争力强，经济效益和社会效益突出，畅销国内外，是同行业产品中的佼佼者。