一步法生產(chǎn)高品質霜霉威鹽酸鹽水劑的工業(yè)化方法

項 磊

（江蘇藍豐生物化工股份有限公司，江蘇 新沂 221400）

1 霜霉威鹽酸鹽水劑的研究背景

霜霉威鹽酸鹽，化學名稱：N-[3-（二甲基氨基）丙基] 氨基甲酸丙酯鹽酸鹽，英文名：Propamocarb Hydrochloride，化學式：C9H21ClN2O2，相對分子質量：224.7，CAS 登錄號：25606-41-1，結構式：，外觀：無色吸濕性結晶固體，熔點64.2 ℃[1]，穩(wěn)定性：不易水解和光解，400 ℃以下穩(wěn)定[1]。

霜霉威鹽酸鹽是霜霉威與氯化氫形成的鹽。霜霉威在20 世紀60年代由E A Pieroh 等首先報道其殺菌活性，由德國先令公司（目前被德國拜耳公司收購）開發(fā)的產(chǎn)品[2]。霜霉威除了在德國有專利：DE-1567169，1966-12-17；DE1643043，1967-08-25，在其他歐美等國家，亦有專利保護[2]。到現(xiàn)在，霜霉威各種專利早已過期。霜霉威鹽酸鹽是一種適用于土壤的內(nèi)吸性殺菌劑，也適合用于浸漬處理（對球莖和根莖） 和種子保護劑。它對藻狀菌綱真菌特別有防效。它是一種廣譜殺菌劑，對絲囊霉、盤梗霉、霜霉、疫霉、假霜霉、腐霉等的菌絲有效，推薦用作預防處理[2]。國內(nèi)企業(yè)主要登記用于防治黃瓜霜霉病。國外企業(yè)法國安萬特作物科學公司于1997年在我國正式登記商品名稱普力克722 g/L 霜霉威鹽酸鹽水劑，用于防治黃瓜霜霉病、猝倒病、甜椒疫病、煙草黑脛病。比利時農(nóng)化工司于1998年在我國登記商品名稱撲霉特原藥和722 g/L 霜霉威鹽酸鹽水劑，用于防治黃瓜霜霉病、甜椒疫病。國內(nèi)企業(yè)黑龍江哈爾濱市德賽化工有限公司于1997年首先登記66.5%霜霉威鹽酸鹽水劑[3]。我國于2008年12月17 日發(fā)布，2009年6月1 日實施GB/T 22621-2008《霜霉威原藥》 和GB/T 22622-2008《霜霉威鹽酸鹽水劑》2 項國家標準。霜霉威鹽酸鹽水劑至今被廣泛應用，綠色環(huán)保，藥效好，生命力頑強，故研發(fā)和生產(chǎn)霜霉威鹽酸鹽水劑有著重要的現(xiàn)實意義。

2 生產(chǎn)路線選擇

目前文獻報道合成霜霉威鹽酸鹽水劑的方法主要有霜霉威原藥與氯化氫成鹽合成法（成鹽法）、N，N-二甲基丙二胺與氯甲酸正丙酯合成法（一步法）等[4]。其中，成鹽法[4]合成霜霉威鹽酸鹽的化學反應方程式為

成鹽法工藝簡述：在攪拌下，順次將N，N-二甲基丙二胺、水投入合成釜，接著先后滴加氯甲酸正丙酯、滴加液堿、分去水層，油層經(jīng)過真空精餾得成品霜霉威原藥。在攪拌條件下，順次將水、霜霉威原藥投入調制釜，然后通入干燥氯化氫進行反應，加水得到成品722 g/L 霜霉威鹽酸鹽水劑。

一步法[4]合成霜霉威鹽酸鹽的化學反應方程式為

一步法工藝簡述：在攪拌下，順次將N，N-二甲基丙二胺、水投入合成釜，接著滴加氯甲酸正丙酯，得到成品722 g/L 霜霉威鹽酸鹽水劑。

非常明顯，上述兩條路線各有優(yōu)缺點。成鹽法工藝需要增加液堿原料，增加精餾工序，先制成霜霉威原藥，增加成鹽工序，再加水得到產(chǎn)品。雖然存在原料多、工序多、三廢多、成本高等缺點，但是在產(chǎn)品質量方面更勝一籌，滿足歐美等發(fā)達國家訂單需求。一步法工藝與成鹽法工藝相比，雖然具有原料少、工序少、無三廢、成本低等優(yōu)點，但是國內(nèi)大部分農(nóng)藥企業(yè)利用普通一步法生產(chǎn)的霜霉威鹽酸鹽水劑只能滿足國家標準，在產(chǎn)品質量方面處于劣勢，不能滿足歐美等發(fā)達國家的產(chǎn)品質量指標要求，因此不能打開歐美等發(fā)達國家市場，僅能在國內(nèi)及國外不發(fā)達地區(qū)流通。

江蘇藍豐生物化工股份有限公司擁有上述兩種工藝路線在產(chǎn)工業(yè)化生產(chǎn)裝置，滿足不同客戶需求。國家標準對霜霉威鹽酸鹽水劑的各項技術指標比較寬松，如外觀均相液體、無明顯的懸浮物和沉淀、質量濃度≥（722±25）g/L，pH 值范圍為3.0～7.0等[1]。而江蘇藍豐生物化工股份有限公司在銷往歐美等發(fā)達國家的霜霉威鹽酸鹽水劑訂單中對其外觀、質量濃度、pH 值范圍要求相對苛刻，如外觀無色透明至淺黃色液體、質量濃度≥722 g/L、pH 值范圍為6.0～7.0 等。

為了能夠平衡兩種工藝路線長短板，江蘇藍豐生物化工股份有限公司通過優(yōu)化現(xiàn)有一步法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出了產(chǎn)品質量指標與成鹽法一致的高品質但無三廢、成本低、高收益的霜霉威鹽酸鹽水劑，即一步法高品質霜霉威鹽酸鹽水劑生產(chǎn)工藝。現(xiàn)將這種優(yōu)化的工業(yè)生產(chǎn)工藝與同行分享交流。

3 高品質霜霉威鹽酸鹽生產(chǎn)工藝過程

3.1 主要原料及其質量規(guī)格

N，N-二甲基-1，3-丙二胺：工業(yè)級，質量分數(shù)≥99.0%，無色透明液體（外購進口）；超純水：工業(yè)電子級水，電阻率（25 ℃） ≥18 MΩ·cm（外購國產(chǎn)）[5]；氯甲酸正丙酯：工業(yè)級，質量分數(shù)≥99.0%，無色透明液體（自產(chǎn)）；工業(yè)氮氣：工業(yè)級，體積分數(shù)≥99.9%（自產(chǎn)）。

3.2 生產(chǎn)工藝敘述

生產(chǎn)裝置包括合成釜、超純水計量罐、氯甲酸正丙酯計量罐等，均用工業(yè)氮氣置換空氣，生產(chǎn)系統(tǒng)維持工業(yè)氮氣充填，與空氣隔絕。開啟攪拌及進出鹽水閥門，合成釜冷卻降溫。5 ℃左右向合成釜抽入N，N-二甲基-1，3-丙二胺。然后打開超純水滴加閥，緩慢滴加，溫度不超過30 ℃。滴加結束，降溫，打開氯甲酸正丙酯滴加閥，緩慢滴加，溫度控制在-5～0 ℃，時間7～8 h。用范圍在5.4～7.0 的pH 值精密試紙測定合成釜反應物料pH 值穩(wěn)定在6.5 時，停止滴加氯甲酸正丙酯，在-5～0 ℃保溫反應2 h。然后將物料提溫，在（35±5）℃維持反應2 h。再把溫度提到55～60 ℃，保溫2 h。接著投入防凍劑、乳化劑，攪拌1 h，取樣分析，稱重，裝桶。

3.3 工藝剖析

本一步法高品質霜霉威鹽酸鹽水劑生產(chǎn)工藝采用的原料水是超純水——工業(yè)電子級水，這種水中除了水分子外，幾乎沒有什么雜質，更沒有細菌、病毒、含氯二噁英等有機物，當然也沒有人體所需的礦物質微量元素，也就是幾乎去除了氧原子和氫原子以外所有原子的水。不像一般的地表水、地下水或是去離子水那樣含有較多雜質。同時產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一直用工業(yè)氮氣保護，與空氣隔絕，避免空氣中氧氣等氣體進入產(chǎn)品。通過上述精細化處理，產(chǎn)品基本沒有雜質干擾，等同于成鹽法中的精餾與成鹽，產(chǎn)品質量提升至與成鹽法相當。一步法高品質霜霉威鹽酸鹽水劑生產(chǎn)工藝收率不低于90%，而成鹽法收率僅在75%～80%。表1 為一步法高品質霜霉威鹽酸鹽水劑生產(chǎn)工藝的工業(yè)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

表1 一步法高品質霜霉威鹽酸鹽水劑生產(chǎn)工藝的工業(yè)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)

從表1 中可以清晰地看出，批次為1#、2#、3#的產(chǎn)品，其收率分別為90.0%、91.5%、90.8%；質量濃度分別為760 g/L、772 g/L、766 g/L，可以適當加入超純水稀釋，使質量濃度略高于722 g/L；pH 值均在6.0～7.0 范圍，在2年的有效期內(nèi)穩(wěn)定不變，外觀在有效期內(nèi)不會變色，完全滿足歐美等發(fā)達國家的產(chǎn)品質量要求。而普通一步法水劑的pH值要向偏酸的方向靠近，譬如3.0～5.0，才能保證產(chǎn)品外觀穩(wěn)定；其pH 值若在6.0～7.0，會造成產(chǎn)品外觀不穩(wěn)定，由無色透明到淡黃色，再到黃色，甚至棕紅色，因為它用的水是一般去離子水，比起超純水存在幾個數(shù)量級的雜質，而且操作過程中沒有用工業(yè)氮氣保護隔絕空氣，使氧氣等物質進入產(chǎn)品。在這種環(huán)境下，在半個月到一個月的時間里，產(chǎn)品就會因氧化過快而變色，嚴重影響產(chǎn)品外觀質量，保質期短，不被客戶接受。

4 結論

上述一步法高品質霜霉威鹽酸鹽水劑生產(chǎn)工藝具有成本低廉、操作簡單方便、產(chǎn)品質量優(yōu)等優(yōu)點，工業(yè)化可行，市場競爭力強，經(jīng)濟效益和社會效益突出，暢銷國內(nèi)外，是同行業(yè)產(chǎn)品中的佼佼者。