咪鮮胺原藥合成用2,4,6-三氯苯酚質控分析研究

戚晶晶，張 明，季紅進，阮 華，羅麗娟，王 瑩

(江蘇輝豐生物農業股份有限公司，江蘇 大豐 224100)

1 前言

2,4,6-三氯苯酚，CAS號88-06-2，分子式C6H3Cl3O。主要用作農藥草枯醚和咪鮮胺的中間體。也作為多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)的封閉劑[1]。

我國2,4,6-三氯苯酚的生產始于上世紀70年代，主要是為了滿足國內除草劑草枯醚生產的要求，國內大部分企業都自行生產2,4,6-三氯苯酚用于生產草枯醚[2]。因該農藥中含有較大量的二噁英類物質，日本等國已經相繼禁用[3]。

1996年開始，國內咪鮮胺先后在江蘇新沂和南通投產，大量需要純度較高的2,4,6-三氯苯酚，促進了我國的2,4,6-三氯苯酚生產技術水平的提高和發展。傳統的2,4,6-三氯苯酚的生產方法有苯酚深度氯化法和混合氯代酚氯化法兩種。深度氯化法以苯酚作為原料，經氯氣深度氯化制得2,4,6-三氯苯酚。混合氯代酚氯化法多以苯酚氯化精餾提取對氯苯酚后的混合氯代酚為原料，進行進一步氯化提純后得到2,4,6-三氯苯酚，產品中主要含有鄰氯苯酚、2,4-二氯苯酚和2,6-二氯苯酚[4]。

2015年，連云港致誠化工有限公司公開了一種2,4,6-三氯苯酚的合成方法，以苯酚為原料，以巰基乙胺為催化劑氯化生成三氯苯酚粗品，而后通過結晶得到目標產物。該發明在反應中使用了催化劑巰基乙胺，巰基乙胺具有定位作用，使反應產生的2,3,6-三氯苯酚和2,4,5-三氯苯酚減少，使得合成2,4,6-三氯苯酚的總收率在96%以上；在粗品結晶過程中采用發汗結晶，使得2,4,6-三氯苯酚的純度在99.3%以上；對環境更友好、更安全，達到了國際標準[1]。

根據上述2,4,6-三氯苯酚生產工藝，可以初步推斷影響2,4,6-三氯苯酚產品質量的因素主要是原料中的雜質和氯化反應中的副反應產物。原料氯氣中可能對最終產品造成影響的雜質為溴，副反應產物包括2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,5-三氯苯酚、2,3,6-三氯苯酚、2,3,4,6-四氯苯酚、一溴二氯苯酚等。目前有關2,4,6-三氯苯酚及其有機雜質氣相色譜分析方法尚未見任何公開報道。本文采用毛細管柱氣相色譜法對2,4,6-三氯苯酚的純度及其有機雜質的含量進行了分析，采用峰面積歸一化法定量。開發測定方法的同時，采用氣相色譜-質譜聯用對2,4,6-三氯苯酚中的有機雜質進行了定性。本方法操作簡便，可以準確地反映2,4,6-三氯苯酚產品的組成，有助于生產企業控制產品質量。

2 試驗部分

2.1 試劑和溶液 乙酸乙酯(分析純)；2,4,6-三氯苯酚樣品。

2.2 儀器 氣相色譜-質譜聯用儀：Agilent 7890A-5975C，G4513A自動進樣器；氣相色譜儀：Agilent 7890B，帶氫火焰離子化檢測器，G4513A自動進樣器；色譜柱：Agilent DB-1 長60m，內徑320μm，膜厚5μm，部件號：123-1065；微量注射器，10μL。

2.3 氣相色譜操作條件 柱溫：50℃-2min-15℃/min-250℃-40min；進樣口溫度：250℃；檢測器溫度：280℃；恒定流量：0.8mL/min(Helium)；分流比：7:1；進樣量：1μL；空氣流量：300mL/min；H2流速：30mL/min；尾吹流速：25mL/min(Helium)。

2,4,6-三氯苯酚及其有機雜質氣相色譜圖(圖1)。

2.4 測定步驟

2.4.1 測定 稱取200mg左右三氯苯酚樣品于10mL容量瓶中，用乙酸乙酯稀釋定容至刻度，搖勻后，將樣品溶液轉移至進樣瓶中。開啟氣相色譜儀，待儀器各項操作條件穩定后，進試樣溶液，待出峰完畢后，用色譜工作站進行結果處理。

2.4.2 計算 2,4,6-三氯苯酚的純度及各有機雜質的含量以ωi計，數值用%表示，按式(1)計算：

(1)

式中：Ai——各組分的峰面積數值；∑Ai——各組分的峰面積數值的總和。

3 結果與討論

3.1 色譜條件的選擇 由于2,4,6-三氯苯酚產品中含有多種不同結構的有機雜質，其中還有一些同分異構體，如2,4-二氯苯酚與2,6-二氯苯酚，2,4,5-三氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚和2,3,6-三氯苯酚，其中以2,4,5-三氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚最難分離。本研究嘗試使用了DB-1、HP-5、HP-50+等多種不同固定液的毛細管色譜柱，試驗發現DB-1與上述色譜柱比較，可以將2,4,6-三氯苯酚及其有機雜質很好地分離，峰型對稱，基線平穩，可以得到滿意的分析結果。因此，本方法最終采用DB-1作為分析用色譜柱。

3.2 有機雜質的定性 2,4,6-三氯苯酚中含有多種有機雜質，本方法采用氣相色譜-質譜聯用儀對2,4,6-三氯苯酚產品進行了定性分析，對2,4,6-三氯苯酚中含量在0.001%以上的雜質進行了定性。通過此項工作，可以對2,4,6-三氯苯酚產品中的雜質組成有一個全面的認識，也有助于企業制定符合咪鮮胺原藥生產用三氯苯酚質量指標并進行控制。

氣相色譜-質譜聯用儀操作條件進樣量：2μL；進樣口溫度：250℃；分流比：10:1；柱溫：50℃(2min)-15℃/min-250℃(40min)；恒定流量：0.8mL/min(Helium)；傳輸線溫度：280℃；溶劑延遲：15min；全掃描(Scan)范圍：20～300amu；電子轟擊源(EI)：70eV；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃。

本研究使用氣相色譜質譜法對2,4,6-三氯苯酚中的有機雜質進行了分離，總離子流圖(圖2)。通過比對標準NIST譜庫，確定了其中主要的6種有機雜質的結構。質譜圖定性結果(圖3～8)。

圖3 2,4-二氯苯酚質譜圖圖4 2,6-二氯苯酚質譜圖圖5 2,4,5-三氯苯酚質譜圖圖6 2,3,6-三氯苯酚質譜圖圖7 4-溴-2,5-二氯苯酚質譜圖圖8 2,3,4,6-四氯苯酚質譜圖

3.3 定量方法的選擇 理論上采用校正峰面積歸一化法對2,4,6-三氯苯酚及其有機雜質進行定量，結果的準確性要優于峰面積歸一化法。但是，兩者比較而言，校正峰面積歸一化法在使用中存在一些問題。首先，2,4,6-三氯苯酚中含有的有機雜質較多，使用校正峰面積歸一化法進行定量，需要定期運行雜質標準溶液，檢查各雜質的響應因子有無變化，無疑會增加檢測的成本。其次，高純度樣品采用校正峰面積歸一化法沒有必要。目前，隨著工藝水平的提高，2,4,6-三氯苯酚產品的純度已經很高，基本上都能夠達到99%以上，如此高純度的產品使用校正峰面積歸一化法進行定量對檢驗結果的準確性提高意義不大。綜合以上兩點原因，本方法采用峰面積歸一化法進行定量，既能夠保證檢驗結果的準確性，又大大提高了樣品檢驗的工作效率。

3.4 分析方法的精密度 選擇同一樣品，在本方法的試驗條件下，重復進樣6次計算2,4,6-三氯苯酚純度及其有機雜質的含量，結果(表1)。

表1 2,4,6-三氯苯酚氣相色譜法精密度試驗數據

4 結論

由以上測定結果的統計數據表明，采用毛細管柱氣相色譜法，在DB-1色譜柱上，用峰面積歸一化法定量，可以完成對2,4,6-三氯苯酚純度及其有機雜質含量的測定，對咪鮮胺原藥合成用的2,4,6-三氯苯酚的篩選具有指導意義。本試驗方法操作簡便，精密度高，符合企業內部質量控制的要求。