85509-19-9 / 氟硅唑的作業(yè)和應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

硅唑是20世紀(jì)80年代由美國(guó)杜邦公司以在歐洲、南美洲、北美洲和日本 等地進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)推出的高效有機(jī)硅殺菌劑；屬三唑類殺菌劑，是甾醇脫甲基化抑制劑，對(duì)于子囊菌綱、擔(dān)子菌綱和半知菌類有效，對(duì)卵菌無(wú)效，可用于防治蘋果黑星病、白粉病菌、禾谷類白粉黑腔菌、殼針孢屬菌、葡萄鉤絲殼菌、葡萄球座菌以及甜菜等多種作物上的各種病原菌，是重要的殺菌劑品種，商品名福星，對(duì)日光較穩(wěn)定，在310℃以下亦比較穩(wěn)定。殺菌劑Nustar、Olymp、Punch中也含有氟硅唑。而雙(4?氟苯基)?甲基氯甲基硅烷是目前此類比較新穎的農(nóng)藥(殺菌劑)氟硅唑和氟硅唑類似物的重要中間體，其合成過(guò)程中對(duì)氟溴苯格氏試劑生產(chǎn)成本高、危險(xiǎn)系數(shù)大(尤其是夏季等高溫環(huán)境)，很大程度上影響了氟硅唑的工業(yè)化的進(jìn)一步生產(chǎn)。所以雙(4?氟苯基)甲基氯甲基硅烷的成功合成對(duì)于降低工業(yè)化危險(xiǎn)系數(shù)、增加這種農(nóng)藥的推廣力度具有很高的實(shí)用價(jià)值，且降低了生產(chǎn)成本，帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益，能使合成工藝大大的推廣應(yīng)用。

目前合成該化合物的主要原料對(duì)氟溴苯格氏試劑的方法是用乙醚做溶劑，存在眾多缺點(diǎn)：

1)反應(yīng)副產(chǎn)物多且難以去除，乙醚原料沸點(diǎn)、閃點(diǎn)低，易燃燒爆炸，當(dāng)空氣中含量為1.83?48.0％或氧氣中含量為2.1?82.5％，即有此可能，乙醚的蒸氣密度較空氣大2?6倍，容易著火，增大了工業(yè)化生產(chǎn)危險(xiǎn)系數(shù)；

2) 每生產(chǎn)一噸產(chǎn)品在反應(yīng)第一步就產(chǎn)生20噸含溴廢水，處理難度大，環(huán)境污染嚴(yán)重。

3)化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，暴露于空氣中、遇光或受熱即變質(zhì)，生成過(guò)氧化物或乙醛，刺激性更強(qiáng)，且純度要求高，微量的雜質(zhì)即增加產(chǎn)率和純度的困難；

4)引發(fā)階段不易控溫，對(duì)設(shè)備的要求苛刻，加上運(yùn)輸、儲(chǔ)存和投料困難，春夏秋等季節(jié)環(huán)境溫度略高就不能生產(chǎn)。

由于上述存在問(wèn)題，特別是容易引起燃燒爆炸，使用的范圍逐年減少，世界上各大化工行業(yè)也早禁用。目前的氟硅唑生產(chǎn)公司也嘗試用四氫呋喃做溶劑進(jìn)行研究，但都因?yàn)楦袷显噭┖吐裙柰樵戏磻?yīng)效率太低沒(méi)有實(shí)用價(jià)值而失敗。

作用及應(yīng)用^[2-4]

本品屬三唑類殺菌劑，是甾醇脫甲基化抑制劑。三唑類殺菌劑的含氮雜環(huán)部分和病菌細(xì)胞中的鐵卟啉的中心鐵原子實(shí)行原子配位后，阻礙鐵卟啉鐵氧絡(luò)合物的形成，進(jìn)而抑制病菌細(xì)胞膜中麥角甾醇的生物合成，病菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和選擇性屏蔽作用受到損害，造成病菌細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏，最后導(dǎo)致死亡，從而達(dá)到殺菌的目的。該內(nèi)吸殺菌劑對(duì)子囊菌綱、擔(dān)子菌綱和半知菌類真菌有效，對(duì)卵菌無(wú)效?？煞乐翁O果黑星菌、白粉 病菌，禾谷類的麥類核腔菌、殼針孢屬菌，葡萄鉤絲殼菌、葡萄球座菌，以及甜菜上的各種病原菌。在我國(guó)登記的防治對(duì)象有梨黑星病、梨赤星病、小麥白粉病、黃瓜黑星病和菜豆白粉病等。根據(jù)報(bào)道，它含量1.0 ×10 -4即可100%控制黃瓜白粉病、蘋果黑星病、花生早期褐斑病和小麥葉銹病的發(fā)生。在土壤和作物上的殘留低，氟硅唑在梨中殘留量最高為0.1389 ㎎ /㎏ ，低于0.2㎎ /㎏ 。在土壤中殘留很低，殘留量低于0.04㎎ /㎏ 。氟硅唑國(guó)外現(xiàn)有制劑有乳油( EC ) 、水分散粒劑(WG)、懸乳劑(SE)、水乳劑(EW)、懸浮劑(SC)以及與多菌靈(carbendazim)、丁苯嗎啉(fenpropimorph)和十三嗎啉(tridemorph)等混配的制劑. 在我國(guó)登記的單劑制劑只有40% 乳油。

毒性^[2]

氟硅唑原藥、25%水分散粒劑、40%懸浮劑、10%微乳劑等均為低毒殺菌劑，在藥用劑量范圍內(nèi)對(duì)作物安全。雄性大鼠急性經(jīng)口 LD501110mg/kg，雌性為 674mg/kg，兔急性經(jīng)皮 LD50>2000mg/kg，對(duì)皮膚和眼睛有輕微刺激作用，無(wú)致敏性、無(wú)致突變作用，屬環(huán)境友好型殺菌劑。

制備 ^[1-2]

目前有關(guān)氟硅唑合成的文獻(xiàn)報(bào)道較少，主要文獻(xiàn)報(bào)道的合成方法有兩種，一種是以雙(4-氟苯基)氯甲基甲基硅烷和三唑鈉直接合成氟硅唑，另一種是以雙(4-氟苯基)氯甲基甲基硅烷為原料經(jīng)碘代后再與三唑鈉反應(yīng)合成氟硅唑。目前國(guó)內(nèi)外氟硅唑的合成均采用第一種方法。

一種氟硅唑的合成方法，以對(duì)氟溴苯、甲基氯甲基二氯硅烷、鎂屑為原料，以碘為引發(fā)劑，在有機(jī)溶劑中進(jìn)行催化反應(yīng)制得，步驟如下：

1) 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將鎂屑加入有機(jī)溶劑中，升溫至40℃后加入碘，然后在60? 64℃下滴加對(duì)氟溴苯，滴加完畢后在該溫度條件下繼續(xù)反應(yīng)3h，得到對(duì)氟溴苯格氏試劑；

2) 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將甲基氯甲基二氯化硅、催化劑加入有機(jī)溶劑中，固料完全溶解后降溫至0?10℃，滴加上述對(duì)氟溴苯格氏試劑，滴加完畢后在?5℃～10℃ 溫度下催化反應(yīng)12h，然后升至室溫，過(guò)濾并用有機(jī)溶劑洗滌濾餅，將濾液常壓蒸餾回收有機(jī)溶劑后，即可制得氟硅唑中間體；

3) 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下將三唑溶于甲苯中得到三唑甲苯溶液，加入質(zhì)量百分比濃 度為50％的NaOH水溶液中，加熱回流至無(wú)水生成，然后常壓蒸出甲苯，再加入N，N?二甲基甲酰胺(DMF)并升溫至152℃，在該溫度下回流3小時(shí)至三唑鈉鹽全部溶解，制得無(wú)水三唑鈉鹽的N，N?二甲基甲酰胺(DMF)懸浮液；

4) 將上述N，N?二甲基甲酰胺懸浮液降溫至50℃，加入上述氟硅唑中間體，再升溫至132?136℃，攪拌反應(yīng)8?12小時(shí)后減壓蒸餾除去N，N?二甲基甲酰胺，然后降溫至45℃，向體系中加入水和甲苯攪拌并自然降至室溫，分層，收集有機(jī)相，再用飽和NaCl水溶液洗滌有機(jī)相，經(jīng)無(wú)水MgSO4干燥，即可制得得目標(biāo)產(chǎn)品氟硅唑。

主要參考資料

[1] CN201210009386.3一種氟硅唑的合成方法

[2] 氟硅唑的合成研究

[3] 氟硅唑微乳劑的研制

[4] 氟硅唑殺菌劑合成方法改進(jìn)