程晓兵，王 玉，徐 兵
(1.江苏腾龙生物药业有限公司，江苏 盐城 224145；
2.盐城苏海制药有限公司研发中心，江苏 盐城 224125)
稻丰散又名爱乐散,益尔散，化学名称0，0-二甲基一S(α一乙氧基羰基苄基)二硫代磷酸酯，是一种非内吸性杀虫剂，具有触杀和胃毒[1]作用，低残留、杀虫谱广，能保护水稻、棉花、蔬菜、油料、果树和其他作物不受鳞翅目、叶蝉科、蚜类和软甲虫类的危害，对眼睛和皮肤无刺激作用,在试验剂量下对动物无致癌、致畸致突变作用。可用于替代甲胺磷、久效磷、甲基对硫磷等高毒农药，是可生物降解的有机磷杀虫剂农药产品[2]，目前国内仅有江苏腾龙生物药业有限公司独家生产，产品市场前景广阔。
稻丰散作为一种二硫代磷酸酯类有机磷杀虫剂[3]，文献报道[4]其合成方法主要以苯乙酸为主要原料，以碘化钾[5]作相转移催化剂及以磷为催化剂进行合成。合成路线主要包括ɑ-氯代苯乙酸乙酯，ɑ-溴代苯乙酸乙酯工艺路线，以及ɑ-氯代苯乙腈和ɑ-溴代苯乙腈工艺路线4种方法[6]，目前这些方法都存在原料的消耗较高，杂质含量高，稻丰散收率低等缺陷不利于工业生产。本课题是以苯乙酸为原料，三氯氧磷为酰化剂，经溴代、水解得ɑ-溴代苯乙酸，然后ɑ-溴代苯乙酸与O,O二硫代磷酸钠反应得O,O二硫代磷酸苯乙酸，简称大分子酸，最后大分子酸与无水乙醇反应得稻丰散，稻丰散含量[7]可达95%以上，收率94%以上，而且原料溴素的消耗大大降低，节约了生产成本，提高了有机磷农药的市场竞争力。本课题反应方程式 如图1。
图1 稻丰散合成工艺路线
2.1 实验药品
苯乙酸 (湖北红远科技有限公司) 三氯氧磷(济南仁源化工有限公司) 溴素(潍坊冠庆化工有限公司) O,O-二甲酯二硫代磷酸钠(江苏腾龙生物药业有限公司) 乙醇(江苏花厅股份有限公司) 。
2.2 实验仪器
电动搅拌器、HH.S恒温水浴锅、电子天平、温度计、三口烧瓶、冷凝管，恒压滴液漏斗，气相色谱分析仪 SHB-III台式循环水式真空泵。
2.3 实验方法
2.3.1 ɑ-溴代苯乙酸的制备方法
将90 g的苯乙酸和溶剂投入四口瓶中，当温度达到40～50 ℃时向釜内滴加三氯氧磷，滴完后升温至60～65 ℃，并且保温4h。保温完毕，滴加溴素，在釜温76～80 ℃下，6 h左右滴完溴素保持回流畅通，并且在70～80 ℃下保温3.5 h保温结束，降温。当温度降至一定温度时，滴加水，然后自然降温搅拌0.5 h。搅拌结束后，将粗酸倒至分液漏斗中静置1h后分离。静置结束后，用旋转蒸发仪蒸干水份，得ɑ-溴代苯乙酸 。
2.3.2 稻丰散的制备方法
向四口瓶中内投入大分子酸苯油、催化剂、无水乙醇，在回流状态下，在油水分离器中不断的分去水，反应终点以基本无水生成为标准。然后经水洗、静置、减压蒸馏得稻丰散原油。
2.4 分析方法
(1)苯乙酸残留分析方法：按企业标准Q/320982SFNZJT002-2015方法测定。
(2)ɑ-溴代苯乙酸分析方法：按企业标准Q/320982SFNZJT002-2015方法测定。
(3)大分子酸的分析方法：按企业标准Q/320982SFNZJT002-2015方法测定。
(4) 稻丰散分析方法：按企业标准Q/320982SFNZJT002-2015方法测定。
3.1 三氯氧磷酰化剂对苯乙酸残留的影响
用传统的磷作为催化剂，不但苯乙酸不能反应完全，残留量较大(≧3%)，溴素的消耗量也较大，并且直接带至稻丰散原油中，成为苯乙酸乙酯杂质，最终影响稻丰散的含量与收率。而三氯氧磷作酰化剂可以将苯乙酸残留降至0.1%以下，不但提高了苯乙酸的转化率，还提高了ɑ-溴代苯乙酸的含量，苯乙酸残留实验对照如图2。
图2 三氯氧磷酰化与磷催化苯乙酸残留对比图
3.2 溴素用量对 ɑ-溴代苯乙酸含量的影响
当苯乙酸被三氯氧磷完全酰化后，在特定的温度下滴入溴素，溴素将ɑ位上的氢原子取代，得到ɑ-溴代苯乙酰溴，然后再加水蒸馏后得到固体ɑ-溴代苯乙酸，溴素用量与ɑ-溴代苯乙酸含量对比见下表1。
表1 溴素用量与ɑ-溴代苯乙酸含量对照表
从上表数据可以看出：用三氯氧磷作为酰化剂，对苯乙酸和溴素的用不同的物质的量比做了4组对照实验，实验得出，当苯乙酸和溴素的物质的量比为1∶1.15时，ɑ-溴代苯乙酸含量可达98%以上。而用磷作为催化剂时，苯乙酸和溴素的物质的量比为1∶1.37时，ɑ-溴代苯乙酸含量最高只可达95.9%。
3.3 ɑ-溴代苯乙酸含量对稻丰散含量的影响
用高含量的ɑ-溴代苯乙酸与O,O二甲基二硫代钠盐反应，可得到相对应的高含量大分子酸，而低含量的大分子酸与O,O二甲基二硫代钠盐相对应的低含量大分子酸，大分子酸与无水乙醇在催化剂的作用下反应得稻丰散粗品，稻丰散粗品蒸去溶剂后得稻丰散原油。本实验主要考查不同含量ɑ-溴代苯乙酸与同批次的O,O二甲基二硫代钠盐及同批次的无水乙醇反应后稻丰散原油的含量、收率情况，实验数据如表2。
表2 三氯氧磷酰化与磷作催化剂合成得到稻丰散原油的含量、收率对比
从表2数据可以看出：(1)随着ɑ-溴代苯乙酸含量的升高，中间体大分子酸含量在逐渐升高，稻丰散原油的含量在逐渐增加；
(2)三氯氧磷作催化剂比磷作催化剂合成得到的稻丰散原油含量和收率平均高5%以上。
3.4 三氯氧磷酰化小试工艺参数车间试生产情况
根据小试验证得出的工艺参数，在大生产中进行3批试生产验证，以三氯氧磷为酰化剂，苯乙酸与溴素的用量按物质的量配比1∶1.15制备ɑ-溴代苯乙酸→大分子酸→稻丰散原油。从表3的数据可以看出：稻丰散原油的含量与收率基本与小试实验结果一致，平均含量95.36%，平均收率94.88%。
表3 三氯氧磷酰化工艺用于车间试生产数据
本文采用三氯氧磷作为催化剂合成 ɑ-溴代苯乙酸作为关键改进工艺过程，与用磷作催化剂合成 ɑ-溴代苯乙酸作对照工艺，在实验过程中将每一步的合成步骤仔细的分析对比，特别是采用改进工艺在原材料苯乙酸的转化率实验进行多批重复的验证，苯乙酸的残留含量由3.6%降低到0.1%以下，这样使得产品中杂质苯乙酸乙酯的含量大大降低，提高了稻丰散原油的含量和收率，得出以下实验结论：(1)原料溴素的吨消耗从1000 t下降至700 t。(2)稻丰散原油的含量和收率从90%提高至95%，含量与收率在原来基础上提高了5%，大大降低原材料的消耗，节约了生产成本，提高了市场竞争力。(2)将小试实验取得的工艺参数运用到生产实际中进行验证，其大生产验证结果基本与小试实验一致。
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