微反應技術作為二十一世紀的一項顛覆性合成技術,在農藥原藥合成中的應用越來越廣泛,今天就給大家介紹幾個實用的案例。
案例一:異丁草胺的連續(xù)合成
異丁草胺(24353-58-0)的適用作物:玉米、馬鈴薯、甜菜、花生、大豆等。防治對象:一年生禾本科雜草和多種闊葉雜草,對稗草、馬唐、狗尾草、稷屬效果好。
使用傳統(tǒng)反應釜合成異丁草胺,反應的時間比較長,而且物料的投加的摩爾當量比較大,工藝不環(huán)保,而采用微通道反應器,可以有效地避免這些缺陷,得到很好的結果。
反應方程式:
反應示意圖:
反應結果及對比:
使用連續(xù)流反應器之后,可以采用一鍋法對該反應進行反應,中間體不需要進行后處理就可以進行下一步,有效降低了后處理的難度;
傳統(tǒng)釜式需要使用6倍當量的堿,極大增加了廢水和廢鹽的量,不利于環(huán)境保護,而使用微通道反應器,只需要2.2當量,極大減少了廢堿的量;
收率大幅度提升,兩步總收率達到95%,含量達到96%;
使用微通道停留時間短、混合好、無反混,在反應中氯乙酰氯分解的比較少。分解少了之后,產生的鹽酸少了,堿的用量可以大幅度減低。原料的摩爾當量,包括堿和氯乙酰氯都可以降低,極大提升了反應的競爭力;
參考文獻:CN104262188 A
案例二:噁霉靈連續(xù)化合成
噁霉靈,是新一代新型農藥殺菌劑,內吸性殺菌劑、土壤消毒劑。綠色、環(huán)保、低毒、無公害產品,適合作物果樹、蔬菜、小麥、棉花、水稻、豆類、瓜類等。屬新型抗重茬產品。
反應方程式:
反應示意圖:
反應結果及對比:
相較于傳統(tǒng)的反應釜,連續(xù)流反應器依靠的控溫、很好的換熱和混合效率,不僅可以提高反應的效率,還能減少廢液的排放,重要的是可以保證安全。
改成全連續(xù)合成后,產品收率由68%提高到86%,而主要副產物由22%減低到4%,且連續(xù)流工藝容易進行工業(yè)放大。
參考文獻:DOI10.1021 / acs.oprd.9b00047
案例三:唑草胺關鍵中間體
唑草胺是一個禾本科雜草除草劑,對稗草、異性莎草和其他一年生雜草藥效尤佳。它可以與其他除草劑復配,作為一次性除草劑用于水稻田;其單劑主要用于草坪除草。
反應方程式:
反應示意圖:
反應結果及對比:
研究結果顯示,在兩步連續(xù)的情況下,總反應停留時間為50秒,反應溫度分別為10°C和25°C,反應收率可達85%,產物純度98%。
連續(xù)流工藝和釜式工藝相比,不僅提高了轉化率、縮短了反應時間和產品的純度也有所提高,而且很好地避免了副反應的產生,更重要的是大大提高了工藝的安全性。
參考文獻:DOI 10.1021/acs.oprd.8b00362
案例四:殺蟲劑和殺菌劑苯并噁唑-3-酮
殺蟲劑和殺菌劑苯并噁唑-3-酮化合物是結構新穎的雜環(huán)化合物,具有抗真菌活性,近年來開始受到了人們的廣泛關注,在醫(yī)藥方面得到了廣泛的應用。
反應方程式:
反應示意圖:
反應結果及對比:
硝化結果:
氫化結果:
環(huán)化結果:
使用連續(xù)流反應器收率得到大幅度的提升,三步的總收率從67%提升至83%,具有極大的經濟效益。
該工藝可以做成全連續(xù),不僅反應可以連續(xù),而且后處理也可以連續(xù),極大節(jié)省了人工成本;康寧經銷的Zaiput液液分離器不但可以用來連續(xù)萃取,還可以用來置換溶劑進行下一步的反應。
該工藝過程中涉及有危險的硝化工藝、催化加氫工藝,尤其是硝化反應會生成不穩(wěn)定的二硝基化合物,在傳統(tǒng)間歇生產工藝中,存在較大的安全隱患。使用連續(xù)流技術之后,從根本上降低了安全風險,使整個過程連續(xù)化。連續(xù)流工藝中,原料現制現用,解決了不穩(wěn)定中間體儲存和運輸問題。工藝中可以降低原料消耗,并提高產品質量。
參考文獻:DOI:10.1021 / acs. oprd. 6b00409
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