农药合成课件

1、农药合成田宏哲第一章 绪论农药：主要用来防治危害农林牧业的有害生物（害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类），及调节植物生长的化学药品。通常也把改善有效成分物理或化学性状的各类助剂也包含其内。1.从化学结构看农药的发展公元前9世纪古希腊：硫磺熏蒸(S)古罗马：砷杀虫(As)16世纪：烟碱防治橡皮虫1867年：亚砷酸铜Cu3(AsO3)2，防控科罗拉多甲虫，第一个立法农药1885年：波尔多液（CaO+CuSO4）19世纪末20世纪初：石硫合剂(CaO + S)1913年：有机汞做种子处理剂(RHgX)1932年：二硝基邻甲苯酚用做除草剂1934年：福美双广谱杀菌剂 1942年:DDT1942年：2

2、,4-D1944年：对硫磷19551960年：三氮苯类除草剂19601965年：取代苯类敌草腈、氟乐灵、溴苯腈等农药结构从无机到有机从天然到人工种类繁多品种丰富用途多样农药中绝大部分品种为有机化合物，所以农药合成主要为有机合成。什么是有机合成？有机合成有机合成：一般指通过一系列有机反应，将一些易得的、廉价的原料制备成新的、较为复杂的、更有价值的有机化合物的过程。而由较复杂的有机物降解为结构相对简单的有机物的过程也属此列。有机合成的任务制备有机物，特别是具有特殊功能、特殊药效的新化合物；对天然药物的结构验证、改造或结构修饰；理论研究农药合成的任务运用以化学为基础的有机化学的理论及技术，研究农药设

3、计和合成的原理及方法，不断研制出高效、低毒、低残留的农药，并找到各种农药的最佳合成路线及方法，以达到降低成本、提高生产效益、减少三废的目的。化学合成农药的发展阶段20世纪50年代中期以前：开创期；20世纪50年代末-60年代末期：发展期；20世纪70年代-至今：高速发展期。现阶段农药合成的特点：1）高药效:降低使用量，减少对环境的污染及治理负担2）环境要求日益提高，农药管理及登记越来越严格，新品种发展速度降低，因毒性或残留等原因部分老品种禁用。农药对环境污染：内分泌干扰（EDCs）的干扰功能分类EDCs雌激素干扰物雄激素干扰物甲状腺干扰物胰岛素干扰物糖皮质激素干扰物肾上腺皮质激素干扰物 天然激

4、素化合物：如植物激素大豆异黄酮 药物 如类固醇类、己烯雌酚、避孕药等。 工农业用原料、产品及排放的废弃物 工业原料：如某些溶剂（如壬基酚）、增塑剂 农用物资：如某些杀虫剂、除草剂、塑料薄膜 生活用品：如塑料、油漆、室内杀虫剂 医用塑料器具：如塑料输液器 汽车尾气、垃圾焚烧环境中EDCs的来源 暴露途径： 呼吸道、消化道、皮肤、血液（如输液、透析） 暴露水平：多种EDCs的暴露，水平难以确定人群EDCs暴露 蓄积效应：多数EDCs能蓄积在体内脂肪组织，而且在应激、妊娠及营养不良时释放出来进入血液 生物富集：多数EDCs沿食物链富集，如DDT浓度在各营养级间呈几何级数增长发育异常生殖障碍出生缺陷某

5、些癌症EDCs的有害效应EDCs对动物的有害效应Missing limbsThey have extra limbsMissing eyes化学合成农药发展趋势新品种的发展，尤其是具有特异性能的新品种；提高合成农药的质量，由低纯度的粗制品向精细化工品发展；更新筛选方法，提高新化合物的命中率， “生物农药”，“环境和谐农药”发展。有机氯杀虫剂的问世有机合成农药出现的一个重要标志是缪勒（P.Mller)于1939年发现了人工合成的有机氯杀虫剂滴滴涕，具有优异的广谱杀虫作用： 英国的法拉第（M. Faraday)于1925年首次合成了六六六，但在1945年（英国）和1942年（法国）才相继发现其具有

6、杀虫活性。有机磷杀虫剂是我国应用最广的杀虫剂，品种繁多，性能也差别很大；杀虫谱宽：可防治多种农林害虫，也可防治卫生害虫，及家畜、寄生虫；杀虫方式多样化：大多数具有触杀和胃毒作用，有些具有内吸或渗透作用，个别具有熏蒸作用。杀虫机理是抑制害虫体内的胆碱酯酶活性，破坏神经系统的传导，引起神经系统中毒症状，导致死亡。缺点：对环境危害大，残留时间长。部分品种已被禁用。我国农药领域的发展概况从无到有从仿制到创制从跟踪到自主创新2. 农药合成概述2.1 概念：是利用化学方法将单质、简单的无机物或有机物制备成具有农药功能的物质的过程。 农药合成包括两个领域： 原药的工业生产和新农药的开发。2. 2 先导化合物

7、（Lead compound）2.2.1 概念：是指通过生物测定，从众多的化合物中发现和选定的具有某种农药活性的新化合物，一般具有新颖的化学结构，并有衍生化和改变结构的发展潜力，可以用作起始研究模型，经过结构优化，开发出受专利保护的农药品种。（1）经验筛选 ：创制农药的基本方法，能发现结构新颖和作用机制独特的农药。（2）类推合成：me-too molecules,成功率高，省力。（3）天然产物模型：成功率较高，但大多结构复杂，合成困难很大。（4）生物合理设计：针对某一生化过程中的关键靶标合理设计其抑制剂。 2.2.2 先导化合物的发现途径经验筛选敌草隆敌草腈无除草活性灭幼脲除虫脲特异杀虫活性类

8、同合成氯磺隆甲磺隆豆磺隆嘧磺隆单嘧磺隆天然产物模型毒扁豆碱氨基甲酸酯类杀虫剂沙蚕毒素杀螟丹杀虫双除虫菊素氯氰菊酯溴氰菊酯烟碱吡虫啉2.3 小试研究（1）选择合成路线:原料来源设备条件能源消耗反应收率成本核算（2）合成条件优化:原料配比投料顺序催化种类物料浓度反应温度反应压力（3）测定和合成有关的理化数据：热量、黏度（4）制定原料、中间体、产品的分析方法（5）进行物料能量衡算，初步评价其经济效益（6）提供样品，进行田间药效试验和安全性评价2.4中试研究（1）验证小试研究结果（2）建立一定规模的中试试验装置：考验工艺流程的合理性和操作条件的可靠性，测定物料平衡、热量平衡及制定过程控制方案。（3）主要设备材质