2-氯-5-三氟甲基吡啶的大生產工藝研究

任劍生 陳延華 張建美

（山東齊都藥業(yè)有限公司，山東淄博255400）

0 引言

2-氯-5-三氟甲基吡啶是合成醫(yī)藥品、農用化學品及生物化學品的中間體，特別是用作除草劑中間體，是合成吡氟禾草靈的關鍵中間體。吡氟禾草靈是由日本ICI公司在20世紀80年代開發(fā)成功的一種用于防治雜草的選擇性芽后除草劑，廣泛用于棉花、大豆、油菜等大田作物，主要防治一年生和多年生雜草，具有獨特的選擇除草活性，效果顯著。它的植物體內遷移性好，藥效效力可達到未接觸的地下部位，由于其具有畝用量少、低毒性、低殘留的特點，吡氟禾草靈在日本、美國、歐盟等發(fā)達國家已上升為除草劑的骨干品種。

2-氯-5-三氟甲基吡啶的分子式：C6H3ClF3N，分子量：181.54，相對密度：1.41，沸點：152 ℃，熔點：30～33 ℃，閃點：65℃。其結構式如圖1所示。

圖12-氯-5-三氟甲基吡啶的結構式

1 生產用原料的質量標準及包裝要求

吡氟禾草靈的生產用原料有液氯、氟化氫、2-氯-5-三氟甲基吡啶、四氯化碳、三氯化磷等。

1.1 液氯

液氯是黃綠色透明液體，規(guī)格：99.0%，沸點：-34℃，相對密度：1.47，熔點：-101℃，有刺激性氣味，易溶于堿溶液。液氯一般用鋼瓶包裝，每瓶1000kg，并應符合GB190/GB191的相關規(guī)定。

1.2 氟化氫

氟化氫是無色液體，規(guī)格：99.0%，沸點：19℃，相對密度：0.901，熔點：-83℃，易溶于水，極易揮發(fā)，具有刺激性及臭味的氟化氫有水溶性。氟化氫有腐蝕性，劇毒，能強烈地侵蝕玻璃或含硅的物料。氟化氫用鋼瓶包裝，每瓶320kg，并應符合GB190/GB191的規(guī)定。

1.32-氯-5-三氟甲基吡啶

2-氯-5-三氟甲基吡啶是無色或淡黃色透明液體，規(guī)格：97.0%，沸點：56 ℃（0.33MPa），相對密度：1.169，溶于乙醇、乙醚多種有機溶劑。2-氯-5-三氟甲基吡啶用復合桶包裝，每桶200kg，并應符合GB190/GB191的規(guī)定。

1.4 四氯化碳

四氯化碳是無色透明液體，規(guī)格：99.0%，沸點：76.8℃，相對密度：1.595，熔點：-22.8℃。四氯化碳可增加心肌對腎上腺素的敏感性，會引起嚴重的心律失常，環(huán)保手續(xù)較繁瑣。四氯化碳用鍍鋅鐵桶包裝，每桶250kg，并應符合GB190/GB191的規(guī)定。

1.5 三氯化磷

三氯化磷是無色或微黃色液體，辛辣味，類似鹽酸味道，沸點：76 ℃，比重：1.574（21℃），蒸汽密度4.75（空氣=1）。三氯化磷會對眼睛、黏膜及皮膚產生強烈的刺激，會導致灼傷。三氯化磷用塑料桶包裝，每桶250kg，并應符合GB190/GB191的規(guī)定。

2 化學反應方程式及工藝流程

2.1 氯化

氯化的反應方程式如圖2所示。

圖2 氯化的反應方程式

2.2 氟化

氟化的反應方程式如圖3所示。

圖3 氟化的反應方程式

2.3 生產工藝流程概況

2.3.1 氯化生產工藝流程

氯化生產工藝流程是將2-氯-5-甲基吡啶在四氯化碳溶劑中用光作為催化劑，通入氯氣進行氯化反應，中檢合格后進行四氯化碳溶劑的回收，并得2-氯-5-三氯甲基吡啶待用。

2.3.2 氟化生產工藝流程

氟化生產工藝流程是將2-氯-5-三氯甲基吡啶投至氟化釜中，再加入氟化氫，升溫至170～180 ℃，壓力在7～8MPa，保持16h，降溫排壓，將物料壓入水汽蒸餾釜（先將釜中加入水、NaCO3備用）通蒸汽進行水汽蒸餾，蒸餾完畢后，分離出2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品，待投入精餾釜中進行精餾。

2.3.3 精餾生產工藝流程

在進行精餾生產時，檢查各閥門開關及泄漏情況，并對精餾釜進行清釜檢查，確定真空表、溫度表及各計量附件無問題，待真空泵各相關閥門開、關到位后，用磅秤準確稱取粗品氟化料溶解投入減壓精餾釜中，開啟真空，當真空度達-0.094MPa時，精餾釜開始加熱升溫。同時，冷凝器通30℃水冷卻，冷凝器至接收罐的管路用熱水伴管保溫，當塔頂有回流時，控制加熱，維持全回流40min，然后按采出:回流＝1:8減壓精餾，采出餾分進入前餾分接收罐，20min取樣1次，色譜跟蹤，當主餾分含量達98.0%以上時，采出餾分切入成品接收罐，這時回流比控制在1:3，當釜溫上升，塔頂溫度有所下降時，調整回流比為1:8，隔10min取樣1次，色譜跟蹤分析。當主餾分含量低于98.0%時，停止采出，全回流，降溫，放空。當系統降為常溫后，停止真空泵，稱量前餾分、成品、后餾分，將成品包裝入庫。

3 生產工藝條件及生產過程控制

3.1 生產工藝條件

吡氟禾草靈的生產工藝條件如表1所示。

表1 吡氟禾草靈的生產工藝條件

3.2 中間產品檢測儀器參數

吡氟禾草靈的中間產品檢測儀參數如表2所示。

表2 中間產品檢測儀參數

4 主要原材物料的定額消耗量

吡氟禾草靈的主要原材物料的額定消耗量如表3所示。

表3 吡氟禾草靈的主要原材物料的額定消耗量

5 結語

運用上述工藝生產2-氯-5-三氟甲基吡啶合成的吡氟禾草靈原料，工藝簡單，收率高，易操作，反應溫度低，廢氣通過水吸收后，可作為副產品銷售。但是，由于生產過程使用的壓力較高，隨之對設備的腐蝕性也增大。

總之，用2-氯-5-三氟甲基吡啶合成的吡氟禾草靈具有很大的應用潛力，本文僅介紹了其中一種經過了大生產檢驗的合成方法，說明我國已經具備了大批量生產的基本條件，但目前價格是制約該產品推廣的主要因素，阻礙了其進一步發(fā)展，縮小了它的使用面。文中介紹的僅是一種合成個例，望農藥行業(yè)的同行能充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性，把該項產品的研發(fā)工作做得更好，進一步降低生產成本，擠壓掉高毒農藥的生存空間，緩解農藥行業(yè)的用藥缺口，降低國家的環(huán)保成本，這更加符合低毒、高效的農業(yè)用藥發(fā)展形勢。