异恶草酮的开发可行性报告

异恶草酮的开发可行性报告植物保护学院制药工程2班周骏成222009327022047合成路线总述以邻氯苯甲醛为起始原料经肟化、还原、酰化、闭环制得异嗯草酮。另一条合成路线是以3-氯-2,2-二甲基丙酰氯为起始原料,经酰化、闭环、缩合制得异嗯草酮。最优路线在第一条路线中由于还原步骤需要用到的氤基硼氢化钠价格昂贵，且国内未工业化。另外中间体3-氯-N（-氯苄基-）-N-羟基-;2-二甲基丙酰胺很不稳定，极易分解，收率过低。使得该路线在我国难以工业化.而对于第二条路线该路线合成步骤少，原料易得，反应所用溶剂均为水，反应条件温和容易控制,操作简便，收率较高，是一条容易工业化的合成路线。但该路线的闭环产物在碱性条件下容易异构化，导致异嗯草酮的纯度不高。因此我们选择该路线作为合成路线。重点考察影响产品收率和产品纯度的各种因素，优化工艺条件。纯化改进方法由于闭环反应产物在碱性条件下容易异构化，闭环反应产物又未经分离就直接用于下步缩合反应，因此导致最终反应产物纯度不高，只有80%。其主要杂质为3-［氯苯基）甲氧基］-4,5-二氢-4,4二甲基异嗯唑和1-［氯苯基）甲氧基］-3,3-二甲基-2-0-丙内酰胺。我们采用通入氯化氢的方法使上述杂质分解。3-［氯苯基）甲氧基］-4,5-二氢-4,4二甲基异嗯唑分解为4,4-二甲基-3-异嗯唑酮和邻氯氯苄，分解产物又可以在碱性条件下缩合成为异嗯草酮。这样既提高了产物收率，又提高了产物纯度。成本分析在选择的最优路线中所需要的原料有盐酸羟胺含量98%、3-氯-2,2-二甲基丙酰氯含量98%、邻氯氯苄含量99%、乙基黄原酸钾含量99%、三辛基甲基氯化铵含量99%，均为工业级。其中盐酸羟胺（16000/t），邻氯氯苄（11000/t），乙基黄原酸钾（100000/t），三辛基甲基氯化铵（150000/t），3-氯-2,2-二甲基丙酰氯（125000/t）已形成工业化规模生产，且价格稳定，若形成规模化工业生产价格肯定会有所减少，可与供应商进行协商。工艺分析上述制备异嗯草酮的合成工艺在专业化工原料生产公司进行了试生产。试生产规模为年产200t异嗯草酮原药.主要设备有:两台1500L酰化反应釜，两台2000L闭环缩合反应釜。试生产结果表明，酰化反应收率为87%.闭环和缩合两步合计收率为87%.精制收率为95%.总收率为70%。可分别得到含量为90%和95%的两种规格的异嗯草酮原药。三废分析在最优路线中反应溶剂均为水，中间步骤中所得产物都可以回收利用。主要的考虑问题在于废水的处理问题上。而在反应中为了保持PH值在7.2,投放了NAOH溶液，因此废水呈碱性。碱性污水和酸性污水一样，是所有工业废水中最常见的一种污水。如果不经过处理就直接排放，将腐蚀管道、渠道和水工建筑物;排人水体后将改变水体的pH值，影响水体的自净作用，破坏河流的自然生态，导致水生资源减少或毁灭;渗人土壤则造成土质的盐碱化，破坏土层的松疏状态，影响农作物的生长和增产。另外，含碱污水中一般都含有大量的有机物，会大量消耗水体中的溶解氧，造成鱼类缺氧窒息死亡。人类如果饮用浓度偏高的碱性水，新陈代谢将会受到影响，导致消化系统失调。因此，必须进行适当的处理后，使废水pH值处于6一9之间，方能排放到受纳水体。目前用于处理碱性污水的物理化学方法主要有酸碱中和法、絮凝法、化学沉淀法和结品法。传统的物理、化学方法处理碱性污水是卓有成效的。但是由于碱性污水的排放量太大，按传统方法处理要许多反应罐和储槽，耗费大量试剂，设备投资和生产费用均很大。造纸、化工、纺织、食品、石化等许多工业部门都会产生高浓度的碱性废水。通常是用硫酸、盐酸来进行中和，但这些均是强酸，使得在于工操作时，必须特别小心，同时也增加了过程控制、设备维护保养的难度。因而有人提出新的中和方法一利用价格低廉的CO2来调节碱性废水的pH值，发现其中和能力比无机酸要好。此法提高了安全系数，减轻了劳动强度，提高了过程控制的能力。而且CO2系统简单，仅有少量的活动部件，没有计量泵，维护容易，可靠性好，加上CO2没有腐蚀性，系统可以在线使用很长时间。因此，此方法可以作为首选考虑。产品分析异嗯草酮(clomazone)又名广灭灵、田得济，是20世纪80年代美国富美实(FMC)公司研制开发生产的除草剂产品，中文通用名称是异恶草酮、异恶草松，分子式：C12H14C1NO2,化学名称：2-(2-氯苯基)甲基-4,4-二甲基异唑烷-3-酮，禾本科作物主要是胚芽鞘吸收药剂，阔叶作物主要是下胚轴吸收药剂，通过根、芽吸收，经木质部传导，对敏感植物通过抑制类异戊二烯合成途径中甲羟戊酸与犊牛儿基犊牛儿基二磷之间一种或多种酶的活性，阻碍类胡萝卜素和叶绿素的生物合成，从而抑制植物光合作用，受害叶片初期呈现黄色或紫色，随之产生白化现象，在短期内导致植株死亡。由于大豆具有特异的代谢作用而能有效降解，因而被广泛用于大豆田除草剂，后因其安全、除草广谱、适应性强、持效期长、有一定增产作用等特点被推广应用于多种作物，故在国内外受到高度重视。异嗯草酮在土壤中降解受有机质、微生物、含水量、温度和pH值等土壤自身性质和诸环境因子的影响，其中以微生物作用为主。不同特性土壤对异嗯草酮降解能力不同，有机质含量低则降解能力较强，反之则降解能力较差；提高土壤含水量，向土壤施入石灰有利于降解；温度越高，土壤湿度越大，微生物呼吸作用和矿化作用越强，降解作用也越强。提高土壤含水量，适当增加土壤pH值有利于降解。研究发现：异嗯草酮一般不易发生光化学降解或热分解，降解主要以微生物活动为主。微生物对农药的降解作用已经明确，降解异嗯草酮的主要微生物有曲霉菌属、芽孢杆菌属、念珠菌属、链霉菌属、假单孢菌属、诺卡氏菌属、根霉菌属等多种类型。微生物降解主要是矿化作用和共代谢作用，通过矿化作用将农药降解成无毒的无机物，也可以通过共代谢作用，即在其他碳源和辅助基质存在下，降解为其他化合物，对环境没有任何损害，从而解除残留药害对环境和后茬敏感作物的受害问题。与此同时利用生物技术构建菌种也取得了一定的进展，有研究报道称利用基因工程技术构建降解异嗯草酮的基因工程菌，在获得降解低剂量异嗯草酮的高效菌株上已解决了其难以彻底矿化的难题。微生物降解的研究除刘亚光从土壤中分离出异嗯草酮降解菌Y1并进行相关降解研究之外，国内尚无其他相关报道，但利用微生物降解广灭灵药害残留是一条可行途径，今后应作为降解研究的一个重点任务。专利情况嗯草酮与异丙草胺混配除草剂专利号：200910014235本发明涉及一种用于花生、大豆、棉花田，可以同时防除单双子叶杂草的除草剂组合物，各组分及其重量百分比分别为：嗯草酮5%-50%，异丙草胺5%-90%,助剂1%-20%，溶剂或载体5%-90%。本发明除草剂组合物，可以解决目前花生田除草剂性能单一、许多杂草对乙草胺产生抗性、杂草群落发生演替以及多种恶性杂草如铁苋菜、荷麻难以防除等不足，其效果是杀草谱广，杀草效率高，使用成本低，对花生、大豆、棉花安全，且可以显著延缓和控制杂草抗药性及杂草群落演替的发生。异恶草酮在植物花色和叶色诱变上的应用专利号200410061461异恶草酮在花卉植物花色和叶色诱变上的应用，应用异恶草酮作为植物花色和叶色诱变剂，用来诱变植物的花色和叶色。本发明的优点是它可改变植物花色和叶色，得到花卉植物本身不能开出的花色和没有的叶色，更具有观赏价值，市场价值提高上百倍以上。经试验证明：凡原开绿色、杂色、紫色、浅红色花瓣的花卉植物均可诱变出纯白色花瓣和纯红色花瓣，其诱变成功率百分之百，整个花期花色稳定鲜艳，且对花卉植物本身的生长没有影响。成本极低，周期短。在油脂和树脂的存在下用微胶囊封装的异嗯草酮专利号：00804970本发明提供了一种除草剂剂型，其组成是有大量用多孔聚合物囊壁封装异大草酮溶液的微胶囊悬浮其中的水成液，以及适当浓度的无树脂油脂，或无油脂树脂，或油脂和树脂皆有。如果包含油脂，油脂最好至少有95%饱和。可高效降解长残留除草剂异嗯草酮的降解菌及其培养方法 专利号：200710071616本发明提供的是一种可高效降解长残留除草剂异嗯草酮的降解菌及其培养方法。它是采自长期施用长残留性除草剂的土壤经如下处理得到的菌剂。将长期施用长残留性除草剂的土壤样品混合均匀，称取10g加入到含有200mg-lt[-1]异嗯草酮的50ml富集培养液中，置于30°C，120r・mint[-1]的摇床培养，以后每周添加10ml新鲜培养液，每次增加异嗯草酮的浓度，使其浓度分别为200、400、800、1600、2000、3000、4000、5000mg-lt[-1]，富集培养时间分别为2个月，培养液中异嗯草酮浓度达到5000mg•lt[-1]后，适应性培养一周，用平板稀释法将其涂布在含有200mg-lt[-1]异嗯草酮的无机盐培养基上，挑取单菌落，划线纯化，将纯化后的单菌落保存。该菌剂可降解长残留性除草剂异嗯草酮，可用于受到该物质污染的土壤的生物修复。除草剂异恶草酮的微胶囊水悬剂及其制备方法专利号：200810080138一种除草剂异恶草酮的微胶囊水悬剂，其特征在于它是以异恶草酮为芯材、以羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶及明胶为壁材的微胶囊剂，制成有效成分的原料按以下的重量配比组成：异恶草酮1-10份，羧甲基纤维素钠0.4-1份，阿拉伯胶1.6-4份，明胶2-5份，乳化剂1-4份，抗沫剂1-3份，固化剂2-5份，粘度调节剂2-8份，去离子水200-240份；其中羧甲基纤维素钠、阿拉伯胶、明胶的质量比为1:4:5。一株木