双乙烯酮在农药中的应用和前景

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双乙烯酮(Diketene)又名乙酰基乙烯酮或乙酰基乙酰β-内酯。由于双乙烯酮分子结构中有两个双建,因而具有高度的不饱和性,化学性质极为活泼,可进行加成、分解、硝化、聚合等反应,是重要的农药合成中间体,可衍生出多种产品,在农药中的用途相当广泛。

在农药工业中,双乙烯酮与异丁酰胺、异丁腈、异丁酸酯等反应生成2-异丙基-4-甲基-6-羟基嘧啶,该化合物再与乙基氯化物反应得到有机磷杀虫剂二嗪农,可用于玉米、蔬菜、果树、水稻等农作物,是一种国外应用多年而经久不衰的优良品种。由双乙烯酮与醇类反应制得的二氯菊酯是生产拟除虫菌酯杀虫剂的重要中间体,由它可合成氯菊酯,氯氰菊酯、氟氯氰菊酯等系列杀虫剂。双乙烯酮与二乙胺反应得到的乙酰乙酰二乙胺是有机磷杀虫剂磷胺的中间体;与一甲胺反应得到的乙酰乙酰甲胺是久效磷的中间体;与二甲胺反应得到的乙酰乙酰二甲胺是百治磷的中间体。双乙烯酮与醛类反应生成4-取代乙酰基乙酸酯,再在碱性条件下环化生成的6-取代4-羟基-5,6-二氢-2-吡喃酮,可用于合成效果显著的芽后除草剂。双乙烯酮与二环丙甲胺等反应得到的脲嘧啶,是对棉花等农作物无损的芽前除草剂。双乙烯酮与氯气反应,经环化后,产物可用于除草剂与双草酮的合成。

由双乙烯酮和乙醇胺,邻硝基苯胺为原料制得的喹乙醇(又名快育灵)是一种很有发展前景的饲料添加剂。它能通过抗革兰氏阳性菌及对蛋白的同化作用,来促进家畜和家禽的生长,提高饲料的转化率,缩短饲养周期,增加猪的瘦肉比例,在国内外已广泛的使用。其次,双乙烯酮还可用于水果的保鲜剂。

双乙烯酮的生产方法主要有以丙酮、醋酐、乙酸酯为原料的热分解法、一氯乙酰氯脱卤素法和醋酸裂解乙烯酮二聚法等。目前工业上主要采用醋酸裂解乙烯酮二聚法生产双乙烯酮。醋酸在750~780℃,在磷酸三乙酯存在下减压裂解生成乙烯酮,然后经过冷却、分离除去未反应的醋酸、水,在吸收塔内以粗双乙烯酮作为吸收剂进行二聚,生成双乙烯酮粗品,再经过薄膜蒸发器减压蒸馏,收集50~55℃、8.8KPa馏份即得双乙烯酮精品。其生产工艺过程主要包括裂解、聚合、精馏和回收三个阶段。双乙烯酮可采用两套裂解炉系统,单套生产双乙烯酮的生产能力已由500吨/年逐步扩大到600、750、1000吨/年。

表1 国内双乙烯酮主要产品质量指标

我国双乙烯酮生产厂家约有22家,总生产能力约为20千吨/年,产量约为12600吨/年,其中最大的为南通醋酸化工厂生产能力为10千吨/年。目前我国双乙烯酮的消费约为25千吨/年,随着酰氯工艺技术的推广应用,我国农药行业对双乙烯酮的市场需求量将会有较大增加,因此加强对双乙烯酮及衍生产品在农药行业的开发利用,必将获得显著的经济效益和社会效益。 (江镇海)