草铵膦的合成路线简述

1/1草铵膦的合成路线简述草铵膦的合成路线简述西南大学植物保护学院长重庆400715摘要：

草铵膦是一种优秀的灭生性除草剂，非常适合做抗性基因，已经商业化种植的耐草胺膦作物几乎包括了所有主要作物，这些转基因作物在美国等北美地区普遍种植。

截止2009年3月25日，共有11家企业在我国登记了草铵膦原药产品。

通过对合种合成路线进行分析比较，认为斯垂克‐泽林斯基法虽然工艺较成熟，且反应条件要求不高，原料成本也较低，但剧毒物质KCN的介入难免影响其大规模工业化生产。

综合各合成路线，结合阿布佐夫合成法与迈克尔反应，拟订出阿布佐夫‐迈克法合成路线。

关键词：

草铵膦；阿布佐夫‐迈克法；拜耳公司1。

引言1。

1草铵膦物化性质中文通用名：

草铵膦别名：

草铵磷铵盐；2‐氨基‐4‐[羟基（甲基）膦酰基]丁酸铵英文通用名：

glufosinateammonium化学名称：

4‐[羟基（甲基）膦酰基]‐DL‐高丙氨酸分子式：

C5H15N204P分子量：

198.16结构式：

O‖HOPHOOOO‐P‖H2N|O‐NH4+‖NH4+NH2OCAS号：

77182‐82‐2理化性质：

白色结晶，有轻微气味，熔点2150C，蒸气压0.1MPa（200C），在水中溶解度为1370g/L（220C），在一般有机溶剂中溶解度较低，对光稳定。

毒性：

雄大鼠急性经口LD50为2000mg/kg（氨盐，下同）；雄大鼠急性经皮LD50为2g/kg；无致畸和神经毒性影响。

1。

2草铵膦农药的运用草铵膦属次膦酸类高效、低毒和对环境友好的非传导性灭生性除草剂，在土壤中易于降解，对作物安全，不易漂移，除草谱广，活性高，用量少，环境压力小，是世界大吨位农药品种。

特别是目前转基因技术的快速发展，转基因耐除草剂作物的种植近年来呈愈演愈烈之势，耐受除草剂使用大幅增加。

草铵膦是一个优秀的灭生性除草剂，非常做抗性基因，已经商业化种植的耐草铵膦作物几乎包括了所有主要作物，这些转基因作物在美国等北美地区普遍种植，如加拿大2001年400万公顷油菜中抗草铵膦品种达13%。

近年来，在亚洲、澳洲、欧洲部分国家及地区推广种植，这使得草铵膦已成为目前世界第二大转基因作物耐受除草剂，因此该产品的市场前景非常广阔。

草铵膦主要用于果园、葡萄园、非耕地、马铃薯田等防治一年生和多年生双子叶及禾本科杂草。

如鼠尾看麦娘、马唐、稗、野生大麦、多花黑麦草、狗尾草、金狗尾草、野小麦、野玉米，多年生禾本科杂草和莎草，如：

鸭芽、曲芒发草、羊茅，等等。

也可用于作物收获前催枯。

2.草铵膦的合成路线综述草铵膦属于广谱触杀型除草剂，先杀叶，通过植物的蒸腾作用可以在植物的木质部进行传导。

许多杂草对草铵膦敏感，所以草铵膦在对草甘膦产生抗性的地区可以用作草甘膦的替代品，效果显著。

对于草铵膦的合成，主要有以下几种方法。

2。

1阿布佐夫合成法O‖HClCH3P(OC2H5)2+BrCH2CH2CHCOOCH3CH3PCH2CH2CHCOOCH3CH3PCH2CH2CHCOOH|||||NHCOCF3OC2H5NHCOCF3OHNH2该法采用亚磷酸酯为起始物，反应历程简洁，且反应条件要求不高，但是氨基保护剂需要经过昂贵的三氟乙酸引入，成本较高，所以不适用于工业化生产。

2。

2高压催化合成法OOO‖CO(CO)4‖HCl‖H3C‐P‐CH=CH2+CH3CONH2+2CO+H2H3C‐P‐CH2CH2CHCOOHCH3PCH2CH2CHCOOH|||H2O||OCH3OOOCH3NHCOCH3OHNH2该法具有较高的收率，可达80%以上，但是，催化过程需要15‐20MPa的高压，对设备的强度要求较高，不适用于工业化生产，此外，一氧化碳属于剧毒气体，氢气也比较昂贵，所以该方法不可行。

2。

3低温定相合成法COCH3COCH3ONH2|CH(CH3)2|CH(CH3)2‖|Nn-BuLiNH3C-P-CH2CH2ClH2NCH2COOCH3+CH3CHCHCOOCH3NN||Li|OC2H5COCH3COCH3COCH3|CH(CH3)2OONHCl‖‖NLi-H3C-P-CH2CH2CHCOOHH3C‐P‐H2CH2C|H2O|||COCH3OHNH2OCH3该法可达85%的收率，并且可以得到较高纯度的L‐型草铵膦，其中L‐型草铵膦的含量可高达90%以上，但是，氢化吡嗪的阴离子化过程需要‐80摄氏度的低温，考虑到放大后工业生产的实际传质过程，此温度不宜于工业化生产，此外，此步骤所用到的强锂试剂（n‐BuLi）也比较昂贵。

2。

4盖布瑞尔‐丙二酸二乙酯合成方法OOCl2‖CHNa(COOC2H5)2‖CH3P（OC2H5）2+BrCH2CH2BrH3C‐P‐CH2CH2BrH3C‐P‐CH2CH2CH(COOC2H5)2||OC2H5OCH3OOO‖HCl‖NH3,H2O‖H3C‐P‐CH2CH2C(COOH)2H3C‐P‐CH2CH2CHCOOHH3C‐P‐CH2CH2CHCOONH4||△||||OCH3BrOHBrOHNH2该方法比较经典，合成条件也比较温和，不需要高温高压和过低的反应温度，但是反应历程比较长，并且要用于贵重的金属钠、液溴及二溴乙烷，总收率也比较低，仅为10%。

另外，反应过程中过量的纯钠易与磷化物发生副反应。

2。

5斯垂克泽林斯基法OOC2H5OH‖HCl‖CH3P（OC2H5）2+CH2=CHCHOH3C‐P‐CH2CH2CH（OC2H5）2H3C‐P‐CH2CH2CHO|H2O|OC2H5OHOONH4Cl‖HCl‖H3C‐P‐CH2CH2CHCNH3C‐P‐CH2CH2CHCOOHKCN||H2O||OHNH2OHNH2该法采用成熟的工艺，收率稳定在30%左右，且反应条件要求不高，较易应用于生产。

只是，KCN为剧毒物质，对环境的要求较高。

3。

草铵膦的最有合成路线3。

1合成路线阿布佐夫‐迈克尔法OOOI2‖PCl3‖CH2=CHMgCl‖CH3CONHCH2COOC2H5P（OCH3）3CH3P（OCH3）2CH3PClCH3PCH=CH2THF|THF|C2H5OH,NaOCH3OCH3OOO‖6NHCl‖CH3PCH2CH2CHCOOC2H5CH3PCH2CH2CHCOOH||△C2H5OH/H2O||OCH3NHCOCH3OHNH2其中第一步反应所需的I2为催化剂也可以用CH3I代替，该步骤利用阿布佐夫反应完成磷的重排转价，第三步利用格氏反应以引入乙烯基构建出迈克尔加成所需要的，‐不饱和结构单元，体系需要绝对无水，另外，当投入工业生产时，乙烯基氯化镁（CH2‐CHMgCl），可由氯乙烯和金属镁反应制备，这可以在很大程度上进一步节约成本，第四部即利用了迈克尔加成反应，作为亲核试剂的N‐乙酰甘氨酸乙酯（CH3CONHCH2COOC2H5），可直接购买，也可以自行制备。

3。

2反应可能改进的方法和纯化方法在第四步的迈克尔反应中，由于Na的成本比较昂贵，建议采用比较便宜的NaOH，这样不仅节约了成本，而且多余的NaOH易于被下一步盐酸中和，一举两得，减少了副反应物。

此外，三氯化磷属于剧毒产品，其蒸汽和烟尘可引起眼结膜刺激症状。

刺激咽喉引起灼痛、失音或吞咽困难，并可引起支气管炎、肺炎与肺水肿。

所以工厂的工人在生产时一定要注意戴口罩，此外，它遇水发热、冒烟甚至燃烧爆炸，所以在此过程应注意绝对无水。

反应中可能的副反应物有盐酸，乙醇，CH3CONHCH2COOH，对于水溶性的物质，乙醇，盐酸，可以用分液漏斗除去，对于脂溶性的物质，可以沸点的不同依据根据用分馏的方法除去。

3。

3成本分析本实验所需要的原料为P（OCH3）3，PCl3，CH2=CHMgCl，CH3COOH，NH2CH2COOH，C2H5OH，HCl。

标注：

CH3CONHCH2CO2C2H5可以由CH3COOH、NH2CH2COOH、C2H5OH经多次取代反应制得。

方程式：

OOOI2‖PCl3‖CH2=CHMgCl‖CH3CONHCH2COOC2H5P（OCH3）3CH3P（OCH3）2CH3PClCH3PCH=CH2THF|THF|C2H5OH,NaOCH3OCH3OOO‖6NHCl‖CH3PCH2CH2CHCOOC2H5CH3PCH2CH2CHCOOH||△C2H5OH/H2O||OCH3NHCOCH3OHNH2可知，如果要生产1mol草铵膦，则最少需要1molP（OCH3）3，市场售价为10000元/吨，1/3molPCl3，市场售价为5500元/吨，1molCH2=CHMgCl，市场售价为100000元/吨，1molCH3COOH，市场售价为3200元/吨，1molNH2CH2COOH，市场售价为19元/千克，1molC2H5OH，市场售价为16元/千克，1molHCl，市场售价为550元/吨，（价格参照阿里巴巴网站）。

当制造1吨草铵膦时，则最少需要的原材料价格为：

P(OCH3)3+PCl3+CH2=CHMgCl+CH3COOH+NH2CH2COOH+C2H5OH+HCl1000x124181x10+10001813x5.5+1000x86.5181x100+1000x60181x3.2+1000x46181x16+1000x75181x19+1000181x36.5x550176970元。

可知，原料的价格比较高，根据市场，草铵磷原药售价约为33万元/吨。

4.草铵膦产品的登记状态草铵膦属于有机磷类广谱茎叶处理除草剂，是继草甘膦之后又一性能优良的灭生性除草剂品种。

截止到2009年3月25日，共有11家企业在我国登记了草铵膦原药产品。

其中国外企业1家，国内企业10家。

按企业所在省份划分，浙江省和江苏省各3家，河北省2家，山东省和四川省各1家。

按照登记年限，登记企业分别是：

2004年浙江永农化工有限公司；2006年山东中石药业有限公司；2007年浙江升华拜克生物股份有限公司、河北石家庄市龙汇精细化工有限责任公司、江苏皇马农化有限公司；2008年德国拜耳作物科学公司、利尔化学股份有限公司、上虞永农化工有限公司、河北威远生物化工股份有限公司；2009年江苏中旗化工有限公司、江苏辉丰农化股份有限公司。

2008年4月底制剂产品共3个，分别是：

2005年，浙江永农化工有限公司登记200克/升草铵膦水剂产品，登记防治对象为柑橘园杂草；2008年1月，东部韩农（黑龙江）化工有限公司登记18%草铵膦水剂产品，登记作物和防治对象为非耕地杂草；2008年2月，德国拜耳作物科学有限公司登记200克/升草铵膦可溶液剂产品，登记防治对象为蔬菜地、香蕉园、木瓜园、茶园杂草。

5。

草铵膦的专利情况5。

1拜耳公司是草铵膦专利的持有者，也是世界最大的生产者和市场占有者，生产技术先进，尚处技术垄断时期，估计年产能力约有1500吨。

在赫斯特公司尚未并入拜耳公司之前，草铵膦一直就是该公司吨位最大、盈利能力最强的除草剂品种，并入之后，草铵膦是拜耳公司销售额最大的除草剂。

5。

2一种合成草铵膦的技术专利本发明涉及一种农药草铵膦（（D，L）‐2‐氨基‐4‐（羟基（甲基）氧膦基）丁酸）及其与酸或碱的盐的合成方法，是一种通过施特雷克（strecker）反应制备草锭膦的合成方法，将中间体化合物（3‐腈基‐3‐羟基）丙基甲基膦酸与二氧化碳和氨气在水溶液中直接反应合成农药草铵膦及其与酸或碱的盐的方法。

将中间体化合物（3‐腈基‐3‐羟基）丙基甲基膦酸与加入到高压釜中，然后加入二氧化碳和氨气和水，也可用碳酸氢铵或碳酸铵代替二氧化碳和氨气，其中中间体和二氧化碳的摩尔比在1‐12之间，氨气和二氧化碳的比例在0.5‐5之间，再向其中加入15‐75倍摩尔比的水，加热至1200C到1800C之间，反应时间约4‐20小时，反应完成后降温取出反应液浓缩完成后就直接得到草铵膦的铵盐。

收率在80%以上。

专利类型：

发明专利号：

201110397039专利申请日：

2011年12月15日公开（公告）号：

公开（公告）日：

2012年3月14日分类号：

CO7F9/30申请（专利权）人：

韩扶军发明（设计）人：

韩扶军申请人：

韩扶军国别省市：

115。

3一种草铵膦的复配技术专利本发明涉及一种农药组合物，具体地说是草甘膦和草铵膦的复配除草剂，该制剂可用于防治农田、果园、茶园、菜地、非耕地等杂草。

专利类型：

发明专利号：

201010121836专利申请日：

2010年2月18日公开（公告）号：

公开（公告）日：

2010年07月14日分类号：

A01N57/20；A01P13/100申请（专利权）人：

浙江新安化工集团股份有限公司发明（设计）人：

王伟；周曙光；秦龙；钱志刚；张炳；刘韬；胡江丽；姜云珍申请人：

浙江新安化工集团股份有限公司国别省市：

33[中国浙江]5。

4一种草铵膦溶液的分离提纯方法本发明公开了一种草铵膦溶液的分离提纯方法。

草铵膦溶液加入1～5倍的水进行稀释，经纳滤膜分离、电渗析膜分离的组合工艺得到草铵膦质量分数为15%～30%、无机盐质量分数为0.05%～0.5%的溶液C和草铵膦质量分数为0.01%～0.1%、无机盐质量分数为3%～7%的溶液F；溶液C用于制备高纯度的草铵膦，溶液F用于提纯无机盐。

本发明具有操作简单、处理成本低、能耗低、草铵膦收率高、产品质量好、可以实现自动化控制的优点。

专利类型：

发明专利号：

201110030980专利申请日：

2011年09月28日公开（公告）号：

公开（公告）日：

2011年07月20日分类号：

CO7F9/30申请（专利权）人：

杭州天创净水设备有限公司发明（设计）人：

赵经纬；丁国良；邱军申请人：

杭州天创净水设备有限公司国别省市：

865。

5草铵膦中间体二烷氧基亚磷酰氯的合成方法本发明公开了一种草铵膦中间体二烷氧基亚磷酰氯的合成方法，包括：

将亚磷酸三烷基酯（RO）3P、催化剂A和催化剂B混合，冷却，在‐10～500C加入三氯化磷，在此温度下反应完全，后处理得到二烷氧基亚磷酰氯。

本发明的草铵膦中间体二烷氧基亚磷酰氯的合成方法，步骤简单，利用该方法提高了中间体二烷氧基亚磷酰氯的收率和纯度，减少了催化剂用量，降低了生产成本，将该方法应用到工业化生产中，取得了良好的经济效益。

专利类型：

发明专利号：

201110172757专利申请日：

2011.06.24公开（公告）号：

公开（公告）日：

2011.12.14分类号：

CO7F9/146申请（专利权）人：

永农科学有限公司发明（设计）人：

诸锡云；彭勇；滕忠华；吴克孟申请人：

永农科学有限公司国别省市：

336。

草铵膦的产品分析从2012年元月1日开始，10%草甘膦水剂将全部停止使用。

同时，百草枯水剂将被禁限使用的传言也流传甚广，虽未