環磺酮/煙嘧磺隆安全″伴侶″雙苯噁唑酸,除草劑安全劑應用價值引行業關注

陽陽深度 2024-04-30 20:00:59

雙苯噁唑酸(isoxadifen)是由安萬特公司1994年研究開發的異噁唑類安全劑,2022年安萬特公司被拜耳公司收購,拜耳公司主要將雙苯噁唑酸應用于玉米田、水稻田除草劑。雙苯噁唑酸的專利期已于2014年屆滿。

2013年,拜耳授權杜邦將雙苯噁唑酸用于磺酰脲類玉米田除草劑的安全劑,並開發出一系列以雙苯噁唑酸作爲安全劑的除草劑品種,近兩年隨著環磺酮專利期的屆滿,使得環磺酮成爲國內除草劑市場最火的成分之一,而作爲環磺酮在玉米田的安全″伴侶″雙苯噁唑酸也受到了很多業內的關注。較同樣作爲玉米田除草劑安全劑的環丙磺酰胺而言,雙苯噁唑酸能更好的降低除草劑對玉米珠高和鮮重的抑制率,同時研究表明環丙磺酰胺對馬唐也有較好的解毒作用,所以作爲玉米田煙嘧磺隆/環磺酮的安全劑雙苯噁唑酸要優于環丙磺酰胺。

産品簡介

英文名稱:isoxadifen

中文名稱:雙苯噁唑酸

化學名稱:5,5-二苯基-4H-1,2-噁唑-3-甲酸

分子式:C16H13NO3

相對分子質量:267.279

CAS登錄號:209866-92-2

結構式:

三維結構式:

理化性質:原藥爲白色粉末,熔點87 ℃;沸點407.7°C at760mmHg;密度1.15g/cm3;閃點166.8°C;蒸汽壓7.43E-07mmHg at25°C

作用機理

雙苯噁唑酸是通過減少母體磺酰脲的傳導量來增大對玉米的選擇性。最初的溫室研究表明,雙苯噁唑酸能減少磺酰脲的傳導量,同時增加其解毒代謝速度。

玉米體內有三個主要的代謝途徑;磺酰脲橋的水解、氨基去酰基化、二甲氧基嘧啶環的氧化代謝。雙苯噁唑酸能同時提高磺酰類在玉米中的3種降解途徑。

應用

雙苯噁唑酸主要應用于玉米田、水稻田除草劑,包括煙嘧磺隆、砜嘧磺隆、甲酰胺磺隆、環磺酮、精噁唑禾草靈等。

拜耳、杜邦等公司已開發出一系列以雙苯噁唑酸作爲安全劑的除草劑品種,其中雙苯噁唑酸與煙嘧磺隆的配比爲1:4,與砜嘧磺隆的配比爲1:2,與甲酰胺磺隆的配比爲1:1,與環磺酮的配比爲1:2。

合成路線

拜耳公司關于雙苯噁唑酸的的專利保護于 2014 年到期,據筆者了解,目前國內生産雙苯噁唑酸的廠家較少,筆者在這裏精選三條合成路線,以供參考:

路線一:以乙醇爲溶劑,1,1二苯基乙稀和2-硝基乙酸乙酯在1,4-二氮雜二環[2.2.2]辛烷(DABCO)催化下反應生成雙苯噁唑酸。合成路線如下:

該路線的主要缺點是硝基乙酸乙酯不容易制備而且催化劑的價格昂貴,生産成本較高。

路線二:以環己烷或者乙醚爲溶劑,1,1-二苯基乙烯和2-氯-2-肟乙酸乙酯在三乙胺的催化下通過1,3偶極環加成制備雙苯噁唑酸。合成路線如下:

該路線的主要缺點是使用低沸點溶劑乙醚或環己烷,易燃易爆,存在安全隱患,並且反應收率低。優化方案可選擇采用2-甲基四氫呋喃替代環己烷或者乙醚,收率可從64%提高至82.5%。該路線涉及到中間體氯代肟基乙酸乙酯的合成和1,1-二苯基乙烯的合成。

氯代肟基乙酸乙酯的合成:

路線1:以甘氨酸爲原料合成甘氨酸乙酯鹽酸鹽,再經肟化合成2-氯-2-肟乙酸乙酯,合成路線如下:

1,1-二苯基乙烯的合成:

路線1:首先二苯甲酮和甲基氯化鎂發生親核加成反應,然後在飽和氯化铵的水溶液中水解生成1,1-二苯基乙醇,純度 99.5%,收率 93.9%;1,1-二苯基乙醇在冰醋酸作爲脫水劑的條件下,發生分子內脫水生成1,1-二苯基乙烯,純度爲 99.1%,收率 92.5%。反應式如下:

路線2:以溴苯和鎂屑在2-甲基四氫呋喃中先制備成苯基溴化鎂格氏試劑,然後與苯乙酮經一鍋法制得1,1-二苯基乙烯,收率達 95.6%。反應式如下:

路線三:以二苯甲酮和丙酮酸乙酯在催化劑作用下經加成反應,酸化制備4-氯-4,4-二苯基-2-氧代丁酸乙酯,然後和羟胺鹽在堿作用下經環化反應得到雙苯噁唑酸。合成路線如下:

路線三所用原料價廉易得,工藝簡潔安全,只需兩步即可得到目標産物,三廢産生量少,綠色環保所用原料以及中間産物穩定,反應選擇性高,副反應少,雜質産生少,目標産物收率和純度高,收率可達88%,純度可達99.9%,産品成本低,有利于雙苯噁唑酸的綠色工業化生産。

總結

除草劑在農業種植中扮演著非常重要的角色,而安全劑在除草劑的開發和應用中對保障作物安全起著重要的作用,國外對安全劑的研究比較早也比較深入,而國內對安全劑的研究在上世紀80年代才開始,起步較晚,目前國外企業新型除草劑的研制和開發進展的速度放緩,使得對安全劑的研究和應用,延續了老品種的推廣使用年限,同時也爲老的除草劑的新應用提供了另一種新的途徑,國內企業的參與可有利于成本的降低,從而增加安全劑的終端應用和國際競爭力。

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