杀菌剂戊唑醇及其中间体的合成工艺与应用综述

杀菌剂戊唑醇及其中间体的合成工艺与应用综述

摘要：本文综述了杀菌剂戊唑醇及其中间体的合成工艺，概述了杀菌剂戊唑醇的应用。叙述了杀菌剂戊唑醇及其中间体的合成工艺，重点介绍了杀菌剂戊唑醇及其中间体的合成方法，讨论了对氯苯甲醛与频哪醇的配比、反应温度、催化剂的选择、反应溶剂等对合成产物的影响。此外，本文还概述了杀菌剂戊唑醇在小麦、水稻、玉米、草莓等作物田中的应用。

关键词：杀菌剂戊唑醇；中间体；作物

：本文对 及其 ， 及其 进行了研究。 及其 ， 诸如 和 ， 和 等 的 已进行了研究。 在小麦、水稻、玉米、 等作物中的 也进行了研究。

农作物

抑制麦角固醇生物合成成为新型杀菌剂的重要内容之一，其抑制剂具有活性高、抗药性产生率低的特点，受到广泛重视。戊唑醇是1986年由德国拜耳公司开发的一种三唑类麦角固醇脱甲基化抑制剂，主要用于小麦、水稻、草莓、玉米等作物的种子处理和叶面喷施[1,2]。戊唑醇在欧美应用十分广泛，因此开发生产该品种具有很大的社会效益和经济效益。目前戊唑醇的主要合成工艺是以对氯苯甲醛和频哪醇为原料经缩合、加氢、环氧化，最后与1,2,4-三唑经四步合成。

1.戊唑醇中间体频哪醇的合成

频那酮是一种无色液体，有薄荷气味。溶于醇、醚、酮等有机溶剂，微溶于水，其蒸气易挥发、易燃。其化学性质与一般酮相似，易与醛、酮、乙酸酐发生缩合反应。[3]频那酮是合成三唑类化合物的中间体。频那酮可用于合成大量农用杀菌剂和植物生长调节剂，应用前景广阔。[4]

目前，频哪酮的合成方法很多，包括异戊烯法、叔戊醇法、乙炔-丙酮法、异戊醇法、特戊酸-乙酸催化酮化法、特戊酸-丙酮催化酮化法、四甲基环氧乙烷异构化重排法等。

(1)异戊二烯法

目前，国内频那酮生产工艺多采用叔戊醇法或异戊醇法，但这两种方法生产步骤多，温度高，操作要求严格，反应条件不易控制；原料来源困难，价格昂贵，成本高；所得产品纯度低，色泽差。以上问题直接影响了频那酮生产的发展[5]。

其中异戊烯法是将异戊烯在-5℃下加入31%盐酸中生成叔戊基氯，再与37%甲醛在70℃下环合，最后催化开环脱醛并重排异构化生成频哪酮。总收率为60%-70%。此法的特点是价格便宜，成本低廉，因此异戊烯法是常用的方法。[6]

(2)叔戊醇法

该法是将叔戊醇与甲醛在盐酸作催化剂的条件下缩合生成频哪酮，叔戊醇的反应步骤如下：

此法产品纯度为92%，收率为84%。与异戊醇法相比，叔戊醇路线生产频哪酮具有设备投资少、流程短、反应条件易控制、能耗低、成本低等优点。但此法对设备要求不高，腐蚀严重。另外，叔戊醇原料来源不像异戊醇那么容易获得，因为其在杂醇油中的含量相对较低。[7]

（3）乙炔-丙酮法

该法[8]是将乙炔与丙酮缩合，生成高含量的叔戊醇，再与盐酸和甲醛反应生成频哪酮，其化学式为：

此法在我国早期就已开发成功，并实现了工业化生产，直到现在国内仍有一些厂家采用此法生产频哪酮。此法最大的特点是原料乙炔、丙酮来源十分丰富，但缺点是乙炔利用率太低，工艺流程长，设备投资大，因此此法实际竞争力不强。

(4)异戊醇法

该法[9]由于原料资源丰富、价格低廉，目前被广泛应用，但由于杂醇油多由各类酒精厂生产，异戊醇的质量和数量经常出现波动，且该法反应步骤复杂，反应条件苛刻，操作要求严格。

(5) 新戊酸-乙酸催化酮化法

天津化工研究设计院李佳、高中良等 [10] 以特戊酸和乙酸为原料，采用脱羧法合成频哪酮，制备了高选择性和收率的酮化催化剂，确定了反应工艺条件，并对催化剂寿命和再生进行了初步研究。但该法存在的问题是，国内没有特戊酸原料供应，因此该方法在国内的工业化生产很少。如果解决了原料特戊酸的来源问题，该方法可能在市场上更有竞争力 [11-13]。

(5) 新戊酸-丙酮催化酮化法

由于丙酮价格较乙酸高，且产品收率低于特戊酸-乙酸法，因此此法竞争力低于特戊酸-乙酸法。但从方法上讲，此法机理与特戊酸-乙酸法相似，因此主要考虑特戊酸来源是否方便，价格是否经济。[14-15]

(6)四甲基环氧乙烷异构化重排法

该方法[16-17]以四甲基环氧乙烷为原料，在含铜催化剂上进行气相重排异构化反应，频哪酮的产率约为60%，其化学式为：

另一方法也是以四甲基环氧乙烷为原料，在非水溶剂中将四甲基环氧乙烷异构化，经电氧化制备频哪酮。

2. 戊唑醇的合成工艺

图1 戊唑醇合成路线

图1 路线

Tan等[1]以对氯苯甲醛和频哪醇为原料，经缩合、加氢、环氧化、开环反应，合成了杀菌剂戊唑醇。反应过程中选择了强碱性离子交换树脂作为碱性催化剂，并在CO2中和体系中使用碱性物质，使4，4-二甲基-1-(4-对氯苯基)-1-戊烯-3-酮的收率达到98.3%，纯度达到97.4%。开环反应中，利用1，2，4-三唑两种异构体在热力学稳定性上的差异，在强碱性离子交换树脂作用下，以N，N-二甲基-4-氨基吡啶为催化剂，使戊唑醇的纯度达到98.2%，收率达到67%以上。 合成路线如图1所示。本方法采用强碱性离子交换树脂作为碱性催化剂，在CO2中和体系中使用碱性物质，简化了后处理工序，提高了产品质量。在目标化合物的合成过程中采用选择性催化剂，解决了目标化合物含量低的缺陷，降低了目标化合物中异构体含量，使目标产品含量达到98.2%，收率达到67%。本工艺路线产品质量高、工艺稳定、三废少，具有良好的应用前景。

(1) 4,4-二甲基-1-(4-氯苯基)-3-戊酮的制备

曾[2]等首先由频哪酮与对氯苯甲醛进行醛酮缩合制备烯类化合物，再经催化加氢制备4,4-二甲基-1-(4-氯苯基)-3-戊酮。催化剂一般为雷尼镍，加入少量(S)，产率可达98%以上，且能防止羟基的还原。溶剂可为甲苯、甲醇等惰性溶剂。加氢压力为20~。

吴等[18]对对氯苯甲醛与频那酮的醇醛缩合反应条件进行了优化，以减少歧化杂质，提高原料的转化率。以对氯苯甲醛和频那酮为原料，在强碱催化下进行反应，得到烯酮[1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-1-烯-3-戊酮]。通过对反应条件的优化，实验确定的最佳反应条件为：反应温度45 ℃，对氯苯甲醛与频那酮的摩尔比为1.0: 1.10，反应溶剂为甲醇。母液重复使用5次，平均收率为96.4%，产品含量为98%。 优化了操作工艺，提高了频哪酮的反应当量，有效控制了对氯苯甲醛的歧化反应，有利于提高产品收率和含量。该工艺路线反应操作简单、条件温和，对戊唑醇中间体的合成工艺开发具有参考价值。

曹[19]等提供了一种戊酮的制备工艺，与现有技术相比，开发了一种催化醇醛缩合技术，以对氯苯甲醛和频哪酮为原料，加入NaOH强碱性孔树脂和自由基催化剂为催化剂，以甲醇为溶剂，在50～60℃下反应制备烯酮，解决了之前副反应多、收率低的问题，提高了烯酮的含量和收率，烯酮含量由98.5%提高到99.5%左右，收率也提高了3%。此外，本发明还开发了一种低温催化加氢技术，将烯酮溶解在甲醇中并加入相应的催化剂，在25～30MPa压力、25～30℃下加氢制备戊酮，解决了之前加氢温度高、安全性差的问题，提高了反应设备的使用寿命，降低了反应的风险性。

(2) 2-(4-氯苯乙基)-2-叔丁基环氧乙烷的制备

曾等[2]将一定量的二甲硫醚、二甲基亚砜和1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-3-戊酮搅拌溶解，在一定温度下加入硫酸二甲酯，加完后在40 ℃下反应2h，反应物内温降至18 ℃。加入适量粉末状氢氧化钾，在40 ℃下搅拌反应3h。反应结束后，将反应物倒入水中，用氯仿萃取2次，合并氯仿液，用无水硫酸钠干燥，脱溶，得到2-(4-氯苯乙基)-2-叔丁基-环氧乙烷，收率为94.3%。

(3) 戊唑醇的制备

曾等[2]将一定量的正丁醇、1,2,4-三唑和KOH在120 ℃下搅拌2 h，然后加入适量的2-(4-氯苯乙基)-2-叔丁基环氧乙烷，在135 ℃下搅拌5 h，冷却至80 ℃，加100 g水分出有机层，减压脱溶，残余物用甲基环己酮重结晶得产品。经HPLC测定戊唑醇的纯度为94.6%，为理论收率的80.3%。

本合成工艺介绍的戊唑醇合成路线采用国产原料，路线合理，收率较高，具有一定的工业应用价值。

3. 戊唑醇的应用

小麦赤霉病是小麦生产上的重要病害，近年来小麦赤霉病发生日益严重，当小麦赤霉病病原菌侵入宿主后，不仅会造成小麦产量损失，更严重的还会对人畜造成危害。鉴于此，姚某等[20]于2020年4—5月在大丰区进行了40%丙硫菌唑·戊唑醇悬浮剂对小麦赤霉病的防治效果试验。结果表明，40%丙硫菌唑·戊唑醇悬浮剂对小麦赤霉病有良好的防治效果，病穗率和病情指数防效分别为74.52%和80.90%，明显高于未施药对照处理，也高于大丰区目前使用的主要农药对小麦赤霉病的防治效果。 同时，40%丙硫菌唑·戊唑醇悬浮剂对草莓白粉病有显著的防效[21]。赵等[22]利用30%肟型戊唑醇悬浮剂进行了小麦条锈病防治试验，结果表明，在同等防效条件下，30%肟型戊唑醇悬浮剂的防效比其他药剂高92.1%。

水稻是我国主要粮食作物，营养价值高，其加工后的副产物利用十分广泛。但水稻多种病害的存在，都会影响水稻秸秆和稻穗的生长，导致空穗数增多，甚至不结穗，从而影响水稻产量。鉴于此，顾等[23]进行了田间防治效果试验，探究52%呋喃·戊唑醇悬浮剂对水稻纹枯病的防治效果。结果表明，第二次施药后14 d，52%呋喃·戊唑醇悬浮剂15 ml/667 m2对水稻纹枯病的防效达到87.46%，防效良好，且未发现该药剂对水稻生长有影响。傅等[24]进行了戊唑醇与腈菌唑对水稻稻瘟病和水稻纹枯病的联合毒力及田间药效试验。 田间试验结果表明，戊唑醇与腈菌唑质量比为2：1、用药量为90～135 g ai/hm2时，对水稻稻瘟病的防效可达76.68%～91.12%，对水稻纹枯病的防效可达81.28%～90.32%，与单剂及对照药剂相比，防治效果相当或更好，且用药量较低。本研究结果表明，戊唑醇与腈菌唑以质量比2：1混配防治水稻稻瘟病、水稻纹枯病，可达到减量增效的目的。

玉米也是我国的主要作物，很多地区都以玉米作为主要粮食，玉米也是重要的饲料和工业原料来源，但玉米在生长过程中会受到多种病原菌的侵袭，其中玉米叶枯病是其主要病害之一，对玉米生产安全构成极大威胁，严重的年份，感病品种可减产近一半。潘氏等[25]进行了助剂对40%丁香·戊唑醇悬浮剂在玉米叶片上的润湿性能及药效影响的试验，结果表明，在同等条件下，0.2%的吉健和0.1%的GY-T1602均能显著提高40%丁香·戊唑醇悬浮剂的药效。因此，建议将这两种高效助剂与40%丁香·戊唑醇混配使用，以提高40%丁香·戊唑醇对玉米叶枯病的防治效果。

4。结论

戊唑醇作为一种高效、广谱、低毒的新型内吸性杀菌剂，在小麦赤霉病、小麦条锈病、草莓白粉病、水稻纹枯病、稻瘟病、玉米叶枯病等作物病害的防治中有着广阔的应用前景。戊唑醇的制备方法也在不断完善，制备合成工艺简单、原料来源广泛、产量高的戊唑醇是现代化工不断前进的方向。

参考

[1] 谭成霞, 张倩. 杀菌剂戊唑醇的合成及表征[J]. 高校化学工程学报, 2007, 12(6): 1030-1033.

[2] 曾霞, 余晓梅, 刘庆贤. 戊唑醇简介及其合成路线[J]. 江苏农药，1999，(2):7-8.

[3] 单玉祥,王群才,郭倩玲.频哪酮的合成及应用现状研究[J].经济政策理论,807-813.

[4]曹光宏.频哪酮的合成及其在农药化工中的应用[J].辽宁化工，1994，(4):38-44。

[5] 何朝晖.异戊烯制备频哪酮的工艺研究[J].湖南化工,1992,(3):42-47。

[6]刘巧玲.频哪酮合成新工艺[J].化工管理，2013,(9):240.

[7]陈学林.频哪酮的合成工艺研究.上海:华东理工大学,2012:4-5.

[8] 杨存兴. 频哪酮合成研究述评[J]. 江苏化工, 1991, (2): 39-40.

[9] 杜景星, 应桃生. 频哪酮的合成[J]. 农药，1992，2（31）：21-22。

[10] 李佳.3,3-二甲基-2-酮的合成[J].河北化工,2006,(29):19-22.

[11] W. 由两种酸合成[P].DE:.