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吡蟲啉是目前全球銷售第一的殺蟲劑。據報道，2011年全球銷售已經超過10億美元。它是拜耳作物科學公司研發和商業化生產的第一個煙堿類殺蟲劑。1991年上市，專利早已過期。我國目前的吡蟲啉生產能力已經達到12萬t/a，已成為全球最大的吡蟲啉生產國的出口國。
2-氯-5-氯甲基吡啶是吡蟲啉生產的關鍵中間體之一。我國在吡蟲啉的開發過程中，隨著中間體技術水平的不斷提高和整個工藝技術的改進，使吡蟲啉的原藥質量不斷提高，而且產品成本不斷下降，從而使中國的吡蟲啉原藥價格從21世紀初由拜耳公司進口的120萬元/t，下降到10-12萬元/t，今年回升到15萬元/t。
在我國，已經成功開發了6條生產2-氯-5-氯甲基吡啶的工業路線。其中，3條是從吡啶衍生物出發的---a 三甲基吡啶-磷酰胺法；b 2-甲基吡啶法；c 煙酸法。3條是環合路線---a 芐胺-正丙醛法；b 環戊二烯-丙烯醛法；c 嗎啉-正丙醛法。各企業可以根據不同條件，選擇不同的工藝路線。
但是，由于目前我國吡蟲啉生產裝置95%以上采用環合路線中的環戊二烯-丙烯醛工藝，三廢排放量大，而且廢水COD含量高、無機鹽含量高、所含有機物的成分復雜，每噸吡蟲啉(以有效成分計)產生的高濃度廢水達到20 t，處理難度很大，對環境造成了極壞影響。如何從根本上解決環境保護問題，是關系到吡蟲啉存亡的問題。
南開大學元素有機化學研究所、國家農藥重點實驗室鄒小毛教授帶領的團隊在可持續發展方針的指引下，開發了創新的、在生產工藝中基本消除三廢的清潔工藝，并已實現大規模工業化生產，也已申請國家發明專利。其中最關鍵的仍然是關鍵中間體2-氯-5-氯甲基吡啶的創新合成技術。該技術的核心是提高了反應的原子經濟性。
反應式：
創新的中間體合成反應收率達到77%，老工藝的收率為65%-70%。中間體純度達到98%。吡蟲啉縮合反應的收率達到 96 %，原藥含量達到98%。廢水基本達到“零排放”。
創新工藝技術已在青島海利爾公司3000 t/a的吡蟲啉生產裝置上運轉一年以上，環合工藝的結果如下：
1）DMF用量減少85%。
2）不用三氯氧磷！從而避免了大量含磷廢水的處理。
3）成本比原有工藝降低5000-6000元/t。
4）廢水中COD大幅度降低。
5）廢水處理處理費用大幅度下降。
6）反應收率達到70%-77%，提高了7個百分點。
環合(制備2-氯-5-氯甲基吡啶)新老工藝對照
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環合方法 |
DM單耗
(t/t中間體)
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收率
(%)
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堿單耗
(t/t中間體)
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廢水排放量(t/t中間體) |
COD
(mg/l)
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老工藝 |
1.4 |
65-70 |
2 |
8.33 |
180486 |
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新工藝 |
0.2 |
70-77 |
0.2 |
2 |
33000 |
吡蟲啉新老工藝廢水產生情況
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廢水名稱 |
排放量(t/t) |
COD(mg/kg) |
COD(kg/t) |
pH |
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老工藝 |
新工藝 |
老工藝 |
新工藝 |
老工藝 |
新工藝 |
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PMC(環合) |
8.33 |
2 |
180486 |
33000 |
1499 |
66 |
<1 |
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IMD(縮合) |
6 |
0 |
95880 |
0 |
400 |
0 |
8-9 |
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NC |
0.18 |
0.1 |
84048 |
80639 |
15.12 |
8.06 |
4-5 |
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CNC |
4.23 |
1 |
36720 |
9680 |
155 |
9.7 |
3-4 |
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總計 |
18.76 |
3.1 |
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2069.12 |
83.76 |
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該工藝從源頭減少了85%的廢水排放，減少了96%的有機物排放。目前，環合一步可以做到廢水零排放。至今，該技術已在8000t/a吡蟲啉生產裝置上推廣。取得了非常好的經濟效益、環境效益和社會效益。
結語：
本文以銷售額居于全球第一、第二和第三的3個殺蟲劑作為實例，分析了農藥中間體技術對于提高農藥原藥，乃至整個農藥工業水平的重要性。綜上實例，筆者提出幾點建議，供參考。
1 調查入手，情報先行
深入、全面、系統的情報調查與研究是加強農藥中間體研發工作的首要環節。首先，要通過調查找出待開發的農藥及其最重要的關鍵中間體；其次，要選出最經濟、合理、可行的合成路線。
選擇關鍵中間體的前提是選好農藥品種。
2 組織科技攻關，按照可持續發展的方針來開發中間體和農藥。
以上所列的吡蟲啉中間體的創新、清潔工藝的開發，正是說明了組織科技攻關的重要性和可行性。
3 提高認識，加大研發投入。
現在有的農藥企業已經大大提高了對農藥中間體重要性的認識，并已付諸行動。如江蘇輝豐，2012年1-6月，中間體銷售增長了600%以上。又如雅本化學公司計劃2016年中間體的銷售達到10億元。但是整個農藥中間體行業的建設還處于初級階段。
4 中間體和農藥產品都要做大做強。
質優價廉，提高競爭力，發揮規模效應，擴大市場份額。
5 企業做大做強。
產品結構科學合理，拳頭產品大型化、精細產品多樣化，提高市場應變能力。
6 加強企業間的交流與合作。
你中有我，我中有你，優勢互補，合作共贏。
7 加強國際交流與合作。
交流與合作的前提是我們要有技術創新和發明，是與外國公司對等的交流與合作。甚至可以爭取專利的“交叉許可”。
8 政府相關部門加強管理與協調，既要積極支持，又要整治不良秩序，加大知識產權保護力度，使中間體產業健康發展。
科學技術是第一生產力。只有加大研發投入，才能提高農藥中間體和農藥工業的技術水平，逐步建成創新型農藥工業，使我國從農藥大國轉變成農藥強國。（胡笑形）
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