除草剂毒莠定的合成与动力学研究

论文摘要

毒莠定的化学名为4-氨基-3,5,6-三氯吡啶甲酸,是一种内吸性吡啶类除草剂,因其有应用范围广、毒性低、选择性高、用量少,在植物体和土壤中的残留量小、残留周期短等特点,具有非常广阔的市场前景。首先,课题在现有的研究基础上选择合适的合成路线,并对合成工艺进行了优化,系统地研究了原料配比、氨水浓度、反应温度等因素对反应的影响,得到了最优的工艺条件：氨水浓度为6.25%；氨比（氨水中含的氨与3,4,5,6-四氯吡啶甲酸的摩尔比）为5；反应在较低的温度下进行时有较高选择性,但反应时间长。当反应温度为128℃左右时,反应时间为10个小时,毒莠定的收率可达到82.82%。在此基础上,通过适当地增大氨比和反应温度进行实验,得到了较优的工业化生产条件：氨比为8；氨水浓度为6.25%；将反应温度控制在165℃左右；总的反应时间为97分钟,毒莠定的收率可达到81.66%。其次,本文对氨解反应机理进行了探讨,认为3,4,5,6-四氯吡啶甲酸与氨水的反应属于双分子亲核取代反应（SN2）。最后,课题对3,4,5,6-四氯吡啶甲酸与氨水进行氨解反应的表观动力学进行了研究,建立了反应的动力学模型。在相同氨水浓度、物料配比条件下,课题针对90℃、110℃、130℃、150℃四个温度下的反应进行了实验研究,通过测定不同的反应时间下原料3,4,5,6-四氯吡啶甲酸的浓度,对得到的实验数据进行分析计算,确定当反应的温度在90-150℃范围内时,该反应为一级反应。然后通过计算得到反应生成4-氨基-3,5,6-三氯吡啶甲酸（U）、6-氨基-3,4,5-三氯吡啶甲酸（V）、4-羟基-3,5,6-三氯吡啶甲酸（W）的速率,拟合阿累尼乌斯方程得到了主副反应的动力学方程和相关的动力学参数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 吡啶类除草剂简介
• 1.1.1 吡啶类农药
• 1.1.2 吡啶类除草剂
• 1.2 毒莠定概述
• 1.2.1 毒莠定简介
• 1.2.2 理化性质
• 1.2.3 毒性
• 1.2.4 主要使用剂型
• 1.2.5 作用机理
• 1.2.6 使用方法和注意事项
• 1.3 毒莠定的合成方法
• 1.3.1 以七氯甲基吡啶为原料的合成路线
• 1.3.2 以3,4,5,6—四氯吡啶腈为原料的合成路线
• 1.3.3 以3,4,5,6—四氯吡啶甲酸为原料的合成路线
• 1.4 芳环上卤基的氨解研究概况
• 1.4.1 反应历程
• 1.4.2 影响因素
• 1.5 研究目的与意义
• 1.6 研究内容
• 第2章 分析方法的建立
• 2.1 前言
• 2.2 液相分析条件的确定
• 2.3 主、副产物的定性
• 2.4 产物的定量分析
• 第3章 毒莠定合成工艺的优化
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂与仪器
• 3.2.2 实验过程
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 氢氧化钠的加入对反应影响
• 3.3.2 氨水浓度对反应的影响
• 3.3.3 氨比对反应的影响
• 3.3.4 温度对反应的影响
• 3.3.5 缩短反应时间
• 3.4 本章小结
• 第4章 动力学参数的测定
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 反应动力学模型的建立
• 4.2.2 研究方法
• 4.2.3 实验过程
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 反应级数的测定
• 4.3.2 表观活化能的确定
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢