酰胺类除草剂丁草胺连续合成工艺分享

丁草胺（图1）是一种酰胺类内吸传导型选择性芽前除草剂，美国孟山都公司于本世纪60年代开发出来的稻田除草剂，又称为去草胺、马歇特、灭草特，纯品为淡黄色油状液体，具有微芳香味。难溶于水，易溶于多种有机溶剂。在常温及中性、弱碱性条件下化学性质稳定。强酸条件下会加速其分解，在土壤中可被降解。对人畜低毒，对皮肤、眼睛有刺激作用，对鱼类高毒。主要通过杂草幼芽吸收，其次是通过根部吸收。植物吸收丁草胺后，在体内抑制和破坏蛋白酶，影响蛋白质的形成，抑制杂草幼芽和幼根正常生长发育，从而使杂草死亡。对萌动及 2 叶期以前杂草有效，适用于稻田防除稗草，异型莎草、碎米莎草、千金子、牛王草等 一年生禾本科杂草。也可用于冬大麦、小麦防除硬草、看麦娘、鸭舌草、节节草、尖瓣花、萤蔺、棒头草等杂草，但对水三棱、偏秆藨草、野慈姑等多年生杂草无明显防效。在粘壤土及有机质含量较高的土壤上使用， 药剂可被土壤胶体吸收不易被淋溶，持效期可达 1-2 个月。

图1 丁草胺

酰胺类除草剂合成工艺专利报道中主要包括甲叉法（USP 3442945、3547620、3630716、3637847）和氯醚（US P 4319917、CN 87101526）法两种方法。氯醚法生产成本相对较低，因此在酰胺类农药生产中应用较多。具体合成路线如下图所示（图2）。

图2  氯醚法异丁草胺合成路线

传统生产酰胺类除草剂一般采用氯醚法工艺，一般是先经酰化而后烷基化两布间歇进行而得。存在反应温度高（100度）、时间长（5小时以上）、碱消耗量大（5-6eq）、非均相反应、生产设备复杂、工艺不环保等各方面的问题。基于微通道反应器高效的传质和换热效率，可以有效的提升反应速率，降低物料摩尔当量，减少三废的产生，实现本质安全高效的生产过程。

专利CN104262188 A报道了一种利用微反应器连续合成酰胺类除草剂的方法，该方法通过一套微反应装置进行，不经中间提纯步骤，实现连续生产。克服了传统间歇釜式生产的工艺复杂、生产周期长、碱用量大、收率低等方面的问题。连续生产工艺避免了中间体的分离，大幅缩短反应时间，降低碱的用量，减少了三废排放，而且占地面积少，生产过程完全自控，虽前期设备一次性投入大，但具有显著的经济效益。

专利报道的连续合成装置（图3）由原料储罐、计量泵和微反应器组成。工艺流程为：将取代苯胺：氯乙酰氯：二甲苯以一定摩尔比泵入微反应器1中，进行酰化反应，而后将制得的中间体氯乙酰取代苯胺、氯亚甲基烷基醚和碱按照一定的配比泵入的微反应器2中进行烷基化过程。最后物料经过滤、洗涤、减压脱溶既得酰胺类除草剂丁草胺成品。

图3   丁草胺两步连续合成工艺

具体实施例如下：

实施例1-10中的原料用量、反应条件及结果数据如下表所示：

综上：

在微通道反应器中酰化和烷基化两步联投，中间体不需要进行后处理分离直接进行下一步反应，有效降低了后处理的难度。

传统釜式需要6eq的碱，极大地增加了废水和废盐的量，给三废处理带来了沉重的负担；在微通道反应器中只需要2.2当量就可达到同样的反应效果，极大减少了废碱的量。

连续流工艺收率大幅度提升，两步总收率达到95%，含量达到96%；