我国草甘膦合成工艺研究进展

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制备草甘膦的方法

制备草甘膦的方法

制备草甘膦的方法草甘膦(Glyphosate),又称为磷甲隆,是一种广谱除草剂,被广泛应用于农业和园艺领域。

草甘膦的制备方法主要包括化学合成和发酵法两种。

一、化学合成法1. 原料准备:化学合成法是通过反应合成草甘膦。

制备草甘膦所需的原料主要包括甘氨酸、甲基膦酸、亚硫酸钠和氯化亚砜等。

2. 反应步骤:步骤一:甲基化反应。

将甘氨酸与甲基膦酸在适当的溶剂中反应,生成甲基甘氨酸甲酯。

步骤二:亚硫酸化反应。

将甲基甘氨酸甲酯和亚硫酸钠在碱性条件下反应,生成甲基甘氨酸亚硫酸酯。

步骤三:氯化亚砜化反应。

将甲基甘氨酸亚硫酸酯与氯化亚砜在适当的温度下反应,生成草甘膦。

3. 反应优化:为了提高反应产率和纯度,可以对反应条件进行优化,例如调节温度、反应时间、反应物比例和催化剂的选择等。

4. 结晶和纯化:反应结束后,将产物通过结晶和纯化步骤进行提纯,得到纯度较高的草甘膦。

二、发酵法1. 菌种培养:发酵法是通过微生物发酵合成草甘膦。

首先需要选择合适的生产菌株,并进行菌种培养。

通常采用大肠杆菌等细菌作为生产菌株。

2. 发酵过程:步骤一:发酵液制备。

将菌种接种到含有适宜营养物质的发酵培养基中,进行培养。

培养条件包括温度、pH值和氧气供应等。

步骤二:发酵过程。

在适宜的培养条件下进行发酵,菌株通过代谢产生草甘膦。

3. 提取和纯化:发酵结束后,需要对发酵液进行提取和纯化。

通常采用溶剂提取、离心和蒸发等步骤,得到草甘膦的浓缩物。

4. 结晶和纯化:将浓缩物通过结晶和纯化步骤进行提纯,得到纯度较高的草甘膦。

制备草甘膦的方法可以根据实际需求选择化学合成法或发酵法。

化学合成法相对较简单,需要的原料较少,但对于某些特殊的化学反应条件要求较高。

而发酵法需要进行菌种培养和发酵过程,操作相对复杂,但可以在较大规模上生产草甘膦。

选择合适的制备方法,可以根据实际情况和生产需求进行权衡和选择。

总结起来,制备草甘膦的方法主要包括化学合成法和发酵法。

化学合成法通过一系列反应合成草甘膦,而发酵法则利用微生物代谢合成草甘膦。

基于IDA法的草甘膦生产工艺优化策略

基于IDA法的草甘膦生产工艺优化策略

基于IDA法的草甘膦生产工艺优化策略摘要:草甘膦是一种广泛应用于农业领域的除草剂,其合成工艺的优化对于提高生产效率、降低成本以及减少环境影响具有重要意义。

本文以基于IDA法合成草甘膦的生产工艺为研究对象,通过分析草甘膦生产工艺的流程,提出了一系列优化策略,并在实验室和工业规模上进行验证和评估。

结果表明,通过调整反应条件、优化催化剂选择、改进反应体系以及提高废水处理等方面的措施,成功地优化了草甘膦的合成工艺,实现了高产率、高选择性的生产,为工程化实现奠定了基础。

关键词:IDA法;草甘膦;生产工艺;优化策略引言草甘膦作为一种高效、广谱的除草剂,被广泛应用于农业领域,对提高农作物产量和质量具有重要作用[1]。

然而,目前草甘膦的生产工艺仍存在一些问题和挑战,例如低产率、废水处理难题以及催化剂的选择等。

因此,优化草甘膦的合成工艺,以提高产率、降低成本,并减少对环境的负面影响,成为当前研究的重要课题。

本文旨在针对基于IDA法合成草甘膦的工艺,提出一系列优化策略。

首先,对现有工艺进行全面分析,通过调整反应条件,如温度、压力和反应时间,以提高反应效率和产率;同时,优化催化剂的选择和使用量,以提高反应的催化效率;此外,改进反应体系,例如优化溶剂体系和添加助剂,有助于提高反应的速率和稳定性;最后,加强废水处理,通过采用有效的废水处理技术,降低对环境的影响。

通过实验室和工业规模的验证和评估,本研究证明了上述优化策略在草甘膦生产工艺中的有效性。

优化后的工艺表现出较高的产率和选择性,并成功实现了草甘膦的工程化实现。

经过经济评估,新工艺不仅提高了生产效率,降低了成本,还减少了废水处理的负担,具有较高的经济效益和环境友好性。

1草甘膦生产工艺概述及IDA法介绍1.1 草甘膦的定义和应用草甘膦(Glyphosate)是一种广谱除草剂,广泛用于农业和园艺领域。

它是世界上最常用的除草剂之一,可以有效控制多种杂草和草本植物。

草甘膦主要应用于农业、园艺、林业等领域,广泛用于农作物田间除草,包括小麦、玉米、大豆、棉花等主要作物,它可以有效地控制一些常见的杂草,提高作物产量;草甘膦在果园、葡萄园和蔬菜园等园艺领域也有应用,用于除草,保持果树、葡萄藤和蔬菜的良好生长环境;在林业领域,草甘膦可以用于除草和森林地的准备工作,控制杂草的生长,为栽植新树苗或促进森林再生提供有利条件。

草甘膦作用机制和抗性研究进展

草甘膦作用机制和抗性研究进展

草甘膦作用机制和抗性研究进展作者:陈世国强胜毛婵娟来源:《植物保护》2017年第02期摘要草甘膦是迄今为止最为重要、应用最广泛和最优秀的除草剂之一。

然而,由于抗草甘膦转基因作物的广泛商业化导致草甘膦使用量迅速增长,杂草抗药性发生,这不仅对草甘膦的药效发挥和未来可持续应用造成了严重影响,而且对现代农业生产安全构成了威胁。

本文通过对草甘膦的作用机理、草甘膦抗性杂草发展现状和抗性机制进行系统的总结和分析,以期为我国草甘膦的抗性研究和科学使用提供参考。

关键词除草剂;草甘膦;作用机制;抗性中图分类号: S 482.4文献标识码: ADOI: 10.3969/j.issn.05291542.2017.02.003Abstract Glyphosate has become one of the most important, dominant and perfect herbicide for world agriculture so far. However, the overreliance and intensive use of glyphosate alone to manage weeds has selected populations that are glyphosateresistant. This threatens not only efficacy and future sustainability of glyphosate as a precious herbicide, but also the safety of modern agricultural production. In this review, we focus on the action mechanism of glyphosate, the current status of evolved glyphosateresistant weeds worldwide and resistance mechanisms in different weeds. This will provide useful references for Chinese researchers in the study of glyphosate resistance and sustainable use of glyphosate in the future.Key words herbicide; glyphosate; mechanism of action; resistance自从1946年开始使用2,4D,化学除草剂已走过60多年的历程,为全球粮食生产和农业现代化做出了巨大贡献[1]。

新型除草剂草铵膦合成工艺研究

新型除草剂草铵膦合成工艺研究

03
新型除草剂草铵膦合成工艺开发
合成工艺流程设计
原料选择
01
选择经济、易得、环保的原料,如三氯化磷、双氧水、氨等。
反应条件
02
确定适宜的反应温度、压力、浓度和催化剂等条件,以提高合
成效率。
工艺流程
03
设计合理的工艺流程,包括反应、分离、纯化等步骤,确保产
物纯度和收率。
关键反应条件优化
温度影响
研究温度对反应速率和产物质 量的影响,找到最佳的反应温
草铵膦的最新合成进展
最新合成进展
随着绿色化学的发展,科研人员不断探索更加环保、高效的合成方法。目前,一种基于生物催化的方 法正在研究中,该方法利用微生物或酶作为催化剂,将原料转化为草铵膦,具有高选择性、低能耗和 环境友好等优点。
前景展望
随着技术的不断进步和环保要求的提高,基于生物催化的合成方法有望成为未来草铵膦的主要生产方 式,为除草剂行业的发展注入新的活力。
未来研究方向与展望
新型除草剂开发
基于草铵膦的优异性能,进一步开发 新型除草剂,以满足不同作物的除草 需求。
合成工艺改进
针对现有合成工艺的不足,进一步优 化和完善合成工艺,提高生产效率和 产品质量。
生物降解研究
深入研究草铵膦在环境中的生物降解 过程,为其安全使用和环境友好性提 供科学依据。
生态毒理学研究
为了满足市场需求,提高草铵膦的生 产效率和降低生产成本,对草铵膦合 成工艺的研究具有重要意义。
草铵膦的广泛应用
草铵膦是一种广谱除草剂,在农业生 产中广泛应用,具有高效、低毒、低 残留等优点。
草铵膦简介
化学结构
草铵膦是一种有机磷化合物,具有特定的化学结构。
作用机制

走向新世纪的草甘膦

走向新世纪的草甘膦

走向新世纪的草甘膦药学专业鞠易明指导教师孙云明摘要:草甘膦(glyphosate),是由美国孟山都公司开发的除草剂。

又称:镇草宁、农达(Roundup)、草干膦、膦甘酸。

学名N-(膦酰基甲基)甘氨酸,N-(膦酰基甲基)氨基乙酸,Phosphonomethyl Imino Acetic Acid, 是一种有机磷除草剂。

分子式:(HO)2P(O)CH2NHCH2COOH 分子量:169纯品为非挥发性白色固体,比重为0.5,大约在230℃左右熔化,并伴随分解。

25℃时在水中的溶解度为 1.2%,不溶于一般有机溶剂,其异丙胺盐完全溶解于水。

不可燃、不爆炸,常温贮存稳定。

对中炭钢、镀锌铁皮(马口铁)有腐蚀作用。

化学除草因为省时、省力,且经济合算,逐渐代替人工除草,而草甘膦是果园常用的除草剂,因此掌握草甘膦的使用方法,对于提高果园除草效果十分重要。

关键词:杀草机理;使用方法;合成路线;技术进步;行业发展草甘膦作为老牌除草剂,经历了几多春秋。

在世人的努力下,草甘膦的生产工艺也在一步步发生变化,本文将对新世纪下的草甘膦制备工艺的改进以及行业展望进行探究。

1 草甘膦的杀草机理【1】草甘膦属于有机磷类内吸传导型灭生性除草剂,主要通过杂草的茎、叶吸收,而传导全株和根部,干扰和抑制氨基酸合成,从而使杂草枯死。

草甘膦在土壤中能迅速分解失效,故无残效作用。

草甘膦作用时间较长,一般喷药后杂草逐渐变黄,到10 ~ 15 d 后,杂草才能彻底变黄死亡。

2 草甘膦的使用方法【1】2.1 喷药时间因为草甘膦是灭生性茎叶传导剂,因此对没出土的杂草无效,只有在杂草具有较多的叶片,且能够附着足够的药量时,施药才能取到理想的除草效果。

一般地,对于一年生杂草,基本出齐并且有4 ~ 6 片叶时,用药效果较好;对于多年生杂草,现蕾开花期,用药效果较好。

在具体时间上,以雨后杂草叶上无尘土时,喷药效果最好。

2.2 用药量根据杂草的种类和生长情况而定。

草甘膦工艺简介

草甘膦工艺简介

一、草甘膦简介草甘膦是一种性能优良、高效无公害、广谱性的灭生性除草剂,是当前世界范围内生产和使用量最大的农药品种。

二、工艺路线华英公司草甘膦合成技术是采用由亚氨基二乙腈出发,经亚氨基二乙酸制取双甘膦,最后双甘膦经空气氧化后制成草甘膦原药的工艺路线。

各步反应式如下:1、水解反应亚氨基二乙腈经碱水解制取亚氨基二乙酸二钠盐,二钠盐经盐酸中和制得亚氨基二乙酸:2、缩合反应亚氨基二乙酸与甲醛、亚磷酸在无机酸介质中缩合制取双甘膦:3、氧化反应双甘膦在催化剂作用下,用空气氧化制取草甘膦:三、操作流程1、水解工段在亚氨基二乙腈水解反应釜中投入片碱和水,片碱溶化后,在设定温度下连续加入亚氨基二乙腈,开夹套冷却水控制反应温度并保持恒定。

投料完成后升温将反应中产生的氨气排出,反应及升温排氨过程中产生的氨气去氨回收系统。

水解反应液由泵打至中和釜再加入计量的盐酸,冷却、结晶,去水解离心机过滤,用一定量的水洗涤滤饼,得白色晶体亚氨基二乙酸,送缩合工段待用。

2、缩合工段:将缩合母液定量泵入配料釜,再加入计量的亚氨基二乙酸、亚磷酸。

将配料釜升温至一定温度并保持,滴加甲醛同时蒸出水。

反应结束后将蒸出水放回缩合釜稀释料浆,将反应液转移至冷却釜降温结晶,离心并用水洗涤滤饼,得到的白色晶体双甘膦和缩合母液。

双甘膦滤饼送到氧化工段使用,缩合母液循环使用。

3、氧化工段将双甘膦、水及催化剂加入氧化釜内,升温并保持恒定,通入压缩空气,并保持一定压力,达到反应终点后,冷却卸压,反应物料离心分离,滤液经中和后进入多效蒸发浓缩,滤饼转移至溶解釜中加入溶媒并升温,趁热过滤,分离催化剂,滤液冷却结晶,离心分离,滤饼经闪蒸干燥得草甘膦产品,滤液作为溶媒循环套用。

草甘膦生产工艺的改进

草甘膦生产工艺的改进
由以上几方面可以看出,草甘膦是一个高效、广谱、低毒,对人、动物、水 生物,对环境都较安全的除草剂,是比较理想的除草剂。
2.2国内外草甘膦合成工艺介绍【251126】
草甘膦以其优良的除草性能和生物特性,渐渐成为除草剂中的重要品种。国 内外对于草甘膦的合成方法有很多专利报道,其合成方法之多在农药中是少见 的,经过三十年的探索和研究,草甘膦的生产工艺开始日渐成熟和完善。本文将 分别就国内和国外关于草甘膦的生产工艺作一介绍并略加评述。
In the second step,oxidation of N—phosphonomethyliminodiacetic acid with hydrogen peroxide is an important method of preparing N--phosphonomethyl-- glycine,but there are many factors that perhaps affect the reaction results and the cross—effect of them is complicated,Single factor design and orthogonal design
2.草甘膦进入植物体内,抑制5一烯醇丙酮基莽草酸一3一磷酸合酶fEPsP
酶),使植物不能合成它生存所必需的某些芳香氨基酸,导致植物死亡。而人及 动物与植物的代谢不同,不需要合成那些芳香氨基酸,因此草甘膦对人及动物安
全。
3.安全界[浪(safety margin):一般除草剂,它在食物中最高允许残留量或在 制造场合的最高允许量的100倍,小于它对动物的最高无作用剂量,则认为是安 全的。而草甘膦的安全界限:是在食物中最高允许量朗1000倍:是在制造场合 最高允许量的700倍,因此它比一般除草剂更安全。

亚氨基二乙腈制备双甘膦的合成工艺研究

亚氨基二乙腈制备双甘膦的合成工艺研究

维普资讯
杭州化工 20 .7 1 0 73 ( )
3 结论
() 1采用该工艺路线可以合成出高含量 的双 甘膦 , 且反应 的收率也较高。控制亚氨基二乙腈 、 亚磷酸、 甲醛和盐酸( 包括酸化过程和膦酰基 甲基 化过程 中所使用的总盐酸量) 的摩尔 比为 1 13 : .5
加入氢 氧 化钠 溶液 , 制水 解 反 应 的温 度 为 7 ~ 控 0
8℃。加料完毕后升温至沸腾 , 0 赶走残留的氨 , 再
用 盐 酸 酸化 至 p H=2左 右 。 将 盐 酸 和亚 磷 酸 按
比例加入合成液 中, 回流条件下缓慢加入定量 在
1 实验部分
11 合成工艺流程示意图 ・
所不 需要 的 N一甲基亚 氨基 二 乙酸 。
表 2 双 甘膦 ( E D A法 ) 原料 成本
图 1 不 同实验 配 比对合 成双甘 膦收 率 的影响
2 2 I A浓度对 实验 结果 的影 响 . D
该 实验 结果如 图 2所 示 。
由表 1和表 2的分析可知 , A I N法制备双 D 甘膦的原料单位 成本 比 D A法 降低 了 2 0 . E 93 2
进的工艺与原来的工艺相 比, 具有原料廉 价易得、 催化剂选择性 好和收率更高等优点, 使生产成本 更低。因此 , 为降低生产成本 , 获得更大的经济效 益, 我们对由亚氨基二乙腈制备草甘膦中间体双 甘膦( MI A 的生产工艺进行了小试研究。 P D )
将亚氨基二乙腈加 到四口烧瓶中 , 然后缓慢
20 7 ( ) 3 5 6 . 00。74 :5 —3 0
a k waT s t mo oT ta. o i l s Fu l [3 ae aM ,S mu a ,M a u t ,e 1 Bidee e 1] id
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江苏索普 ( 集 团) 有限公司宋勤华等㈣开发出甘
氨酸法制备草甘膦的新型工艺。 甘氨酸 、 聚甲醛在催 化剂 K O H的作用下 , 发生加成反应 , 生成 N 、 N一 二 羟 甲基 甘 氨 酸 , 溶 剂 为 甲醇 ; N、 N一二 羟 甲基 甘 氨酸 与亚磷酸二 甲酯发生聚合反应 , 生成草甘膦 甲酯 ; 随
后 反应 液 中加 入盐 酸进行 酸解 ,生成 草甘 膦和 甲缩
所 陈静等嘲 研究 了用脱水剂降低草甘膦合成液 的水 分后水解合成草甘膦 的方法, 探讨了甘氨酸法制备 草甘膦工艺 中水分生成机理 、 脱水剂用量 、 脱水剂重
复使用对草甘膦合成收率的影响。 实验结果表明, 甘
醛; 然后蒸馏脱酸性 甲醇在 l 1 5℃减压脱酸 , 最后抽 滤结晶 , 固体为草甘膦 , 母液不含氯化钠 , 主要成分 为 草甘 膦及 草甘 膦钾 盐 , 可做钾 肥施 用 , 无污 染 。该 方法缩短了工艺周期 , 减少 了人力物力的投入 , 提高 了经济效益 , 且节能环保。
氨酸法制备草甘膦工艺的加成反应过程是副产物水 的生 成 阶段 , 脱水 剂 用量 为反 应 物料 质 量 的 1 5 %时 , 草甘膦收率达到 7 8 . 1 %, 脱水剂再生处理后重复使 用 6次 对草 甘膦 合成 收率 无影 响 。 上海泰禾化工有限公司朱正江等网 在甘氨酸法 制备草甘膦工艺中, 创新地采用氯化氢代替盐酸进
2 . 1 中 间产 物 亚氨 基二 乙酸 的合成
及先脱溶后 酸解 的工艺 , 可使草甘膦 的收率 、 产能 、 品质显著提高 , 物耗 、 能耗和成本大幅下降。该公 司 黄明等嗍 开发出甘氨酸法制备草甘膦新要使用氯 乙酸法 、 氢 氰 酸法 、 二 乙醇胺 法 以及氮 川 三乙酸 法等【 l 1 — 1 2 ] 。
太原理工大学精细化工研究所高立蕊等[ 9 1 以甘 氨酸 、 多聚甲醛 、 亚磷酸二 甲酯为原料 , 无水 甲醇为
溶剂 , 三乙胺为催化剂合成草甘膦。结果表明, 选择 最佳 的物料配 比、延长常压蒸馏时间可大大提高草 甘膦的收率。 在最佳工艺条件的基础上, 草甘膦的总
产率 最高 可达 到 8 1 . 8 7 %。
塔两釜” 和“ 三釜串联” 等形式。 该方法实现 了草甘膦 水解连续化 , 并简化了工艺, 可实现大规模生产。王 伟等【 4 】 还 开发 出草甘膦生产 中的一种连续结晶方法。
它是 以烷基酯法制备草甘膦 中的水解产物 中和后 , 连续 进料 到循 环 式结 晶器 中进 行结 晶 ,在结 晶器 中 的平均停 留时间为 0 . 5 ~2 4 h ,结晶温度 为 0 4 0 ℃, 循环结 晶好的结晶液连续出料进行分离。 该方法 可 以实现草甘膦生产中结晶连续化 ,有效地提高草 甘膦生产过程 中结晶的稳定性和 自 动化程度 ,提高 草甘膦 的产 品质量 , 降低草甘膦生产成本 。 浙江新安化工集 团股份有限公司精细化工研究
行水解。 对 比两种工艺, 氯化氢水解法具有比盐酸水
2 亚氨基二 乙酸法
亚 氨基 二 乙 酸路 线 是先 合 成 亚 氨基 二 乙 酸 ( I D A ) , 然后 I D A与甲醛 、 亚磷酸( 或用三氯化磷代
解法副产氯 甲烷 的产量高 出 6 5 %、脱溶能耗 降低 5 0 %、 废 水 量减 少 2 7 %等 优点 。 氯 化氢 用 于甘氨 酸法 草甘膦水解过程是一个确实可行的、具有很强竞争
草甘膦生产工艺 ,使用该路线生产的草甘膦 占总产 量的 7 5 %以上 , 全球最大的草甘膦生产商——孟山 都公司就是采用该路线进行生产的 , 该路线的关键
制备草甘膦的方法 。 该方法采用多聚甲醛 、 甘氨酸或
其无机盐 、 一元醇和叔胺同时投料的一步缩合法 , 以
有两个 , 一是中间产物亚氨基二乙酸的合成 , 另一个 是双甘膦的氧化。
第 2期
李玉芳等 : 我国草甘膦合成工 艺研究进展
流 路线 。
酸与多聚 甲醛按照优化配 比同时投入一元醇 / 叔胺 体系解聚缩合反应 ,再与优化配比量的亚磷酸二烷 基酯在优化的 p H值下进行缩合反应 ,回收一元醇 和叔胺 , 再控制温度酸化水解 , 并在酸化水解 的同时 脱除或者氧化甲醛 , 析出草甘膦 , 将其母液作为酸直 接套用 。 采用先脱溶 、 再低温酸化 、 母液套用 的技术 , 不但可以显著降低多聚甲醛 、 亚磷酸酯 、 醇、 酸、 碱的 物耗 , 还能减少精馏 、 母液浓缩过程中的能耗 , 有效 抑制 氯 甲烷 的生成 ,最 大程 度地 避免 了甲醛 对草 甘 膦的破坏而导致收率的降低 ,最大幅度减少母液处 理量及酸碱消耗量 , 提高原粉收率。
1 . 3 技 术进 展
浙江新安化工集 团股份有限公司王伟等[ 3 1 开发 出一种二甲酯法草甘膦连续合成的方法 ,包括将多 聚 甲醛 、 甘氨酸 、 二甲酯为原料制备的合成液与盐酸 酸化混合后进入水解反应 区,反应物料在水解反应 器中保持连续状态 ;酸化合成液在水解反应区中连 续水解 , 形成草甘膦酸盐 , 连续出料并中和结晶得到 草甘膦原粉。 其 中水解反应区的优选实施方案有“ 一
性 的优 良工 艺 。 北京 清华 紫光 英 力化 工技 术有 限责 任公 司谢 增 勇 等1 7 / 开发 出一 种 由甘 氨 酸和 亚磷 酸烷 基 酯 为原 料
替亚磷酸) 等反应生成双甘膦( P M I D A ) , 双甘膦再经 过 氧化得 到 草甘膦 。该 方法 是 目前世 界 上最先 进 的
上 海 化 工
第 3 9卷
氯乙酸法是合成 I D A最早使用的方法 , 该方法 以氯 乙酸 、 氨 和石灰 为原料 , 经 过氨 化生 产亚 氨基 二 乙酸盐 , 再用碱 中和得到 I D A 。该方法原料易得 、 生 产条件温和 , 但是工艺路线较长 、 产品收率低 ( 7 0 % 左右) , 且产生大量含酚废水 , 因此限制了其应用 , 目
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