刍议我国草甘膦合成工艺研究进展

2015-03-09 15:18李艳玲
资源节约与环保 2015年9期
关键词:二甲酯甘氨酸烷基

李艳玲

(镇江江南化工有限公司 江苏镇江 212152)

草甘膦的化学名称主要是N-磷酰基甲基甘氨酸,平常的化学公式都被简称为PMG。草甘膦是一种较为普遍的农业用药,并且主要用于农业除草工作中,并且草甘膦的传导性能比较好,能够较好的除去多年生的杂草,而且极度容易被分解,不会在动物体内或者是其他生物体内积累和残存。草甘膦的优势在于进入土壤之后,能够同土壤中含有的二价金属分子发生化学反应,从而失去活跃性,然后被土层中富含的微生物质化解。

1 草甘膦的物理性质和化学性质

1.1 草甘膦的物理性质

草甘膦的纯品是一种不能够挥发的白色固体,其配置比例大约在0.5,其熔点在230℃左右,一旦达到230℃就会逐渐的被分解。草甘膦的纯品在25℃的水中就会逐渐的被溶解,并且其溶解度是1.2%,但是在其他的有机溶剂之中不容易被溶解,草甘膦中的异丙胺盐能够全部被水所溶解。草甘膦的其他物理性质有:不可燃、不爆炸,常温贮存稳定。InternationalStandardizationOrganization将其命名为glyphosate,EuropeanInventoryofExistingcommercialChemicalSubstances编号名称是213-997-4,CAS号是1071-83-6。

1.2 草甘膦的化学性质

草甘膦的化学名称是N-磷酰基甲基甘氨酸,分子式是:C3H8NO5P,其化学结构是如下图所示:

1.3 草甘膦的生物特性

草甘膦为内吸传导型慢性广谱灭生性除草剂,主要抑制植物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶,从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化,是蛋白质的合成受到干扰导致植物死亡[1]。草甘膦喷洒之后能够经植物的根茎和叶子传导至植物体的其他部位,可以除去年数较少、多年生长的杂草,也能够除去灌木植物。草甘膦主要优点是:草甘膦药水渗入到土壤层面之后,可以快速的同土壤中富含的二价金属分子之间产生相应的化学反应,这样草甘膦就会逐渐失去其药性,渐渐的被土壤中的微生物物质所分解和化解。

2 我国草甘膦合成工艺的介绍

甘氨酸合成方式是我们国家生产和制作草甘膦的主要方式,其生产程序主要是利用氯乙酸和氢氰酸为基本的原料,将这些基本原料合制而成甘氨酸,最后把合制而成的甘氨酸同其他材料制成草甘酸。由于所采用原料的不同,甘氨酸路线又可以分为氯甲基磷酸法和亚磷酸烷基酯法,又包括亚磷酸三甲酯法、亚磷酸二甲酯法、亚磷酸二乙酯法等[2]。

甘氨酸是一种比较常见的氨基酸,能够用于生物医药领域、食品加工领域以及化学领域等。甘氨酸的合成工艺方式比较多,我国主要采取的是氯乙酸氨解法、海英法或者是施特雷克法等。

草甘酸是甘氨酸同其他原料合成的,常见的草甘膦合成方式是氯甲基磷酸法合成工艺。此种类型的合成方法是将甘氨酸、三氯化磷以及多聚甲醛合成,其主要的化学合成公式是:

此种合成工艺的程序比较简单,并且是实际的工艺路线比较短小简便,合成工作中所需要的材料种类比较少。然而因为三氯化磷本身的腐蚀性相对较强,生产时间相对较长,经济费用较高,安全性能较低并且成功率较低,仅有40.0%。但是这种方式运用程度较低,而且在实际的生产过程中难以大规模的推进。

还有一种比较常见的草甘膦合成方式,主要是利用亚磷酸烷基酯法。这种方式是在上述方式的基础之上,经过加成工作以及水解反应之后共同合制而成草甘膦。但是此种工艺流程会因为亚磷酸烷基酯烷基的不同而出现不同类型的合成工艺。亚磷酸三甲酯法原料成本高、工艺条件要求苛刻,亚磷酸二乙酯法产品的收率和质量均不高[3]。而亚磷酸二甲酯法工艺过程相对简单、原料来源广、产品纯度高、产生的废水较少且容易处理[4]。在这些方法中,亚磷酸二甲酯法的使用比较频繁,并且其产生的效益相对较多,是草甘膦的主要合成工艺流程。

3 结语

草甘膦是我国较为常见的农业除草药剂,其合成的工艺种类多种多样,虽然取得了一定的成绩,但是仍存在诸多的不足。这种情况下,我们国家相关的单位和人员要进一步的创新和研究草甘膦的合成工艺,提升其各方面的优势。

[1]柯敏,韦少平,翁德宏,李致宝,张丽娟,许朝芳.草甘膦两大工艺路线比较和展望[J].化工技术与开发,2011,5(01):17-18.

[2]温明,施月雪,卢孙荣.双甘膦清洁生产工艺研究[J].化工技术与开发,2012,4(08):31-32.

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