農(nóng)藥中間體開發(fā)重要性及思路探討-毒死蜱篇
更新時(shí)間：2013-09-14 點(diǎn)擊：2196
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農(nóng)藥工業(yè)包括農(nóng)藥原藥生產(chǎn)、原料與中間體的配套、劑型加工、農(nóng)藥研發(fā)、創(chuàng)新，以及環(huán)境保護(hù)等環(huán)節(jié)。在農(nóng)藥生產(chǎn)中，中間體的技術(shù)水平是決定農(nóng)藥工業(yè)水平的關(guān)鍵因素之一。
我國的農(nóng)藥行業(yè)經(jīng)過60多年的發(fā)展，已經(jīng)建成一套比較完整的農(nóng)藥工業(yè)體系，許多農(nóng)藥中間體能夠自行配套生產(chǎn)。農(nóng)藥中間體行業(yè)也已經(jīng)形成規(guī)模。1990年，我國農(nóng)藥中間體產(chǎn)量約57萬t，2006年約158萬t，2011年約300萬t。生產(chǎn)的中間體產(chǎn)品達(dá)460種以上，相當(dāng)數(shù)量農(nóng)藥中間體還用于出口。
無論是新農(nóng)藥創(chuàng)制，還是專利過期農(nóng)藥的開發(fā)，農(nóng)藥中間體的開發(fā)與技術(shù)水平都是決定農(nóng)藥開發(fā)與技術(shù)水平的關(guān)鍵。我國是發(fā)展中國家，目前還不是科技創(chuàng)新型國家，非專利農(nóng)藥仍然是我國農(nóng)藥工業(yè)的主體，這種局面還會(huì)保持相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)期。因此，有效地開發(fā)利用專利過期農(nóng)藥及其中間體，已經(jīng)成為決定我國農(nóng)藥工業(yè)發(fā)展速度和水平的關(guān)鍵之一。
有機(jī)磷殺蟲劑毒死蜱中間體分析
毒死蜱是1965年美國道公司開發(fā)、上市的有機(jī)磷殺蟲劑。2009年全球銷售額為4.95億美元，成為僅次于吡蟲啉和噻蟲嗪的第三大殺蟲劑。我國的毒死蜱使用量從2005年的0.3萬t上升到2009年的3萬t(制劑)以上。生產(chǎn)能力也從2005年的0.5萬t上升到2009年的6.5萬t以上，目前已經(jīng)超過10萬t(折100%有效成分)。我國已經(jīng)成為世界上主要的毒死蜱生產(chǎn)國和使用國，而所有這些發(fā)展的關(guān)鍵之一就是中間體技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。
毒死蜱的生產(chǎn)工藝有關(guān)環(huán)路線---即三氯乙酰氯路線和吡啶路線兩種。這兩條路線的中間體是相同的，即四氯吡啶酚鈉和乙基氯化物。由于我國長期以來缺乏吡啶資源，過去生產(chǎn)醫(yī)藥和農(nóng)藥所需的吡啶都依靠進(jìn)口，所以，在60-70年代開發(fā)毒死蜱工業(yè)技術(shù)時(shí)首先采用了三氯乙酰氯路線。致使目前有85%的毒死蜱裝置是采用關(guān)環(huán)路線生產(chǎn)的。
A 三氯乙酰氯工藝路線
四氯吡啶酚鈉
在毒死蜱的三氯乙酰氯工藝路線開發(fā)與改進(jìn)方面，浙江工業(yè)大學(xué)的徐振元教授與浙江新農(nóng)化工公司緊密結(jié)合，通過深入、系統(tǒng)的研究、攻關(guān)，取得了卓有成效的成果。實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，并使四氯吡啶酚鈉的質(zhì)量大幅提高，原料成本大幅下降。
乙基氯化物
乙基氯化物是很重要的有機(jī)磷農(nóng)藥中間體之一。在60-70年代，我國的乙基氯化物含量僅90%左右，而美國Stauff公司采用連續(xù)化工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品含量達(dá)到99%以上。在國內(nèi)，經(jīng)過浙江工業(yè)大學(xué)、沈陽化工研究院等單位的攻關(guān)，特別是浙江工業(yè)大學(xué)與浙江新農(nóng)化工公司《十一五》的聯(lián)合攻關(guān)，含量已提高到99%，并且使廢水的排放量接近于零，解決了硫磺廢渣的治理與回用問題，該工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了萬噸級(jí)的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品除了自用外，還有大量出口。目前，該中間體全球只有中國、印度和丹麥生產(chǎn)，而我國的產(chǎn)能占全球的60%。
近年，國內(nèi)還開發(fā)了以三氯乙酰氯為原料的一步法合成毒死蜱的新工藝，把原工藝的加成、環(huán)合、芳構(gòu)化、成鹽和縮合五步轉(zhuǎn)變成一步進(jìn)行，不需要加入有機(jī)溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，解決了分離的技術(shù)難題，毒死蜱純度提高到98%。后來又開發(fā)了連續(xù)化、無溶劑、環(huán)境污染較小的工業(yè)化生產(chǎn)工藝，并采用了復(fù)合催化劑，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品收率和質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上也大大減少了三廢，降低了成本。既提高了經(jīng)濟(jì)效益，又提高了社會(huì)效益和環(huán)境效益。但是，目前，生產(chǎn)1噸毒死蜱排放的廢水量仍有 3-4 t，有的企業(yè)5-6 t。
B 吡啶路線
此路線的關(guān)鍵中間體也是四氯吡啶酚鈉，不過它是以吡啶為原料制造的。
美國道農(nóng)科公司即采用此工藝。由于它們的中間體質(zhì)量高，毒死蜱原藥含量可以達(dá)到99%以上。綜合成本也低于其它路線。這條工藝路線的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量高、三廢量少，在經(jīng)濟(jì)與環(huán)保兩方面都具有競爭性。
南京紅太陽公司在2011年10月稱，他們開發(fā)的吡啶路線生產(chǎn)1t毒死蜱只產(chǎn)生1t廢水，不產(chǎn)生廢渣和廢氣。今年4月浙江新安化工報(bào)道，南京紅太陽、浙江新安化工和新農(nóng)化工等企業(yè)均已建成四氯吡啶路線的產(chǎn)業(yè)化裝置，在成功開發(fā)中間體四氯吡啶酚鈉技術(shù)的基礎(chǔ)上，制造毒死蜱的最后一步縮合反應(yīng)在高效催化劑作用下，在水相中完成，收率可達(dá)98%，毒死蜱原藥含量也達(dá)到99%以上。據(jù)了解，利爾化學(xué)公司也已建成該工藝的生產(chǎn)裝置。這些都為我國更加經(jīng)濟(jì)、更加環(huán)保地生產(chǎn)毒死蜱創(chuàng)造了條件。
筆者認(rèn)為，目前我國的三氯乙酰氯路線已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，特別是浙江新農(nóng)化工公司已經(jīng)采用清潔工藝，大規(guī)模、滿負(fù)荷地生產(chǎn)，而且毒死蜱的質(zhì)量也達(dá)到了世界先進(jìn)水平，產(chǎn)品已具有綜合競爭力。關(guān)鍵是應(yīng)該保護(hù)他們的創(chuàng)新技術(shù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)，由國家來組織推廣他們的專利技術(shù)，同時(shí)嚴(yán)厲打擊各種偷盜、侵權(quán)行為，這樣才有利于毒死蜱產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。對(duì)于采用吡啶為原料生產(chǎn)毒死蜱的企業(yè)，關(guān)鍵是需要評(píng)估企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、三廢治理和產(chǎn)品綜合成本等方面的競爭力，應(yīng)地、應(yīng)時(shí)地考慮企業(yè)的投資戰(zhàn)略。
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