吡虫啉是目前全球销售***的杀虫剂。据报道,2011年全球销售已经超过10亿美元。它是拜耳作物科学公司研发和商业化生产的***个烟碱类杀虫剂。1991年上市,专利早已过期。我国目前的吡虫啉生产能力已经达到12万t/a,已成为全球***的吡虫啉生产国的出口国。
2-氯-5-氯甲基吡啶是吡虫啉生产的关键中间体之一。我国在吡虫啉的开发过程中,随着中间体技术水平的不断提高和整个工艺技术的改进,使吡虫啉的原药质量不断提高,而且产品成本不断下降,从而使中国的吡虫啉原药价格从21世纪初由拜耳公司进口的120万元/t,下降到10-12万元/t,今年回升到15万元/t。
在我国,已经成功开发了6条生产2-氯-5-氯甲基吡啶的工业路线。其中,3条是从吡啶衍生物出发的---a 三甲基吡啶-磷酰胺法;b 2-甲基吡啶法;c 烟酸法。3条是环合路线---a 苄胺-正丙醛法;b 环戊二烯-丙烯醛法;c 吗啉-正丙醛法。各企业可以根据不同条件,选择不同的工艺路线。
但是,由于目前我国吡虫啉生产装置95%以上采用环合路线中的环戊二烯-丙烯醛工艺,三废排放量大,而且废水COD含量高、无机盐含量高、所含有机物的成分复杂,每吨吡虫啉(以有效成分计)产生的高浓度废水达到20 t,处理难度很大,对环境造成了极坏影响。如何从根本上解决环境保护问题,是关系到吡虫啉存亡的问题。
南开大学元素有机化学研究所、***农药重点实验室邹小毛教授带领的团队在可持续发展方针的指引下,开发了创新的、在生产工艺中基本消除三废的清洁工艺,并已实现大规模工业化生产,也已申请***发明专利。其中***关键的仍然是关键中间体2-氯-5-氯甲基吡啶的创新合成技术。该技术的核心是提高了反应的原子经济性。