砜吡草唑的除草机理与制备

发布日期:2024/1/10 8:52:11

介绍

杂草严重影响小麦、高粱、玉米等农作物的丰产丰收，而使用除草剂是农田杂草防治中最经济、有效的手段。砜吡草唑是一种新型、广谱、高活性的苗前土壤处理除草剂，是由日本组合化学株式会社开发的优秀除草剂成分，具有应用广泛、生物活性高、施用量低、杀草谱广等优点。砜吡草唑，英文名称为Pyroxasulfone，化学名称为[3‑[(5‑二氟甲氧基‑1‑甲基‑3‑三氟甲基吡唑‑4‑基)‑甲基磺酰基]‑4,5‑二氢‑5,5‑二甲基‑1,2‑噁唑]，分子式为C12H14F5N3O4S。砜吡草唑为白色固体。

砜吡草唑.png

砜吡草唑

除草机理

砜吡草唑的除草作用机理为，它属细胞分裂抑制剂，可抑制植物体内极长侧链脂肪酸VLCFA（C20‑C30）的生物合成，进而阻碍分生组织和胚芽鞘的生长。砜吡草唑施用后，被杂草幼根与幼芽吸收，抑制幼苗早期生长，破坏分生组织与胚芽鞘，主要应用于玉米田、大豆田及小麦田等禾本科和阔叶杂草的防治。同时，有研究表明，砜吡草唑对麦田禾本科杂草鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草，阔叶杂草大巢菜、播娘蒿、麦家公、泽漆等，均具有良好的防除效果，株抑制率和鲜重抑制率均可达到90%以上，应用前景广阔。

制备

现有砜吡草唑的制备技术中，针对于重要中间体III，通常需要经过环合、氯化、取代反应制得。但是在环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，且易于生成副产物，导致各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，废液产生量高，能耗较大。并且，在氯化过程中，一般采用氯气、五氯化磷、三氯氧磷等氯化试剂，但氯气氧化性强，易腐蚀设备，生产危险性高；而五氯化磷、三氯氧磷在氯化过程中会产生大量含有磷酸盐的废液，废液处理难度大，处理成本高，环境污染问题突出。进一步的，前述缺陷还会影响最终制得的砜吡草唑的收率，增加砜吡草唑提纯难度，限制砜吡草唑纯度的进一步提升。

将5,5‑二甲基‑4,5‑二氢异噁唑178.4g（1.8mol）投入至正己烷900mL中，分散均匀后，降温至5℃，保温；在200rpm搅拌条件下，以0.5mL/min的滴加速率，滴入浓度为65wt%的氢溴酸95g，滴加完成后，继续搅拌50min；氢溴酸滴加及搅拌过程中，保持温度为5℃；投入催化剂，60rpm搅拌条件下，以1mL/min的滴加速率，滴入氯化溴224.8g（1.95mol），滴加完成后，保温搅拌4h后，滤除固体物，静置分层；采用1.2倍体积的正己烷提取酸层后，合并有机层，采用3倍体积的去离子水洗涤有机层，制得含有砜吡草唑319.5g的正己烷溶液，砜吡草唑的收率为99.7%[1]。

该制备方法能够有效克服环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，且易于生成副产物，导致各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，以及生产危险性高，废液产生量大，后处理难度大的问题；有效降低生产过程中废液的产生量及处理难度，降低环境污染，同时，进一步提升制得的砜吡草唑的收率及纯度。