硝磺草酮

6月16日晚7点，由中国农药工业协会和康宁反应器技术有限公司联合举办的“绿色创新合成、分离技术在农药产业转型升级中的应用”技术交流会，将在中国农药工业协会官方微信公众号直播大厅举行。欢迎您关注“康宁反应器技术“公众号点击阅读原文了解详情并报名参会！背景硝磺草酮（通用名：mesotrione；商品名：Callisto）是先正达成功开发的HPPD抑制剂类除草剂中的领军产品。硝磺草酮结构式硝磺草酮的常规合成方法是1,3-环己二酮和2-硝基-4-甲磺酰苯甲酰氯酯化后再重排反应制得。前人对该合成工艺做了很多优化工作，但大都是基于釜式基础上的改进。浙江工业大学的研究人员基于前人的研究基础上成功地开发了全连续酯化-重排合成硝磺草酮的工艺，并实现了丙酮氰醇的无害化处理，总收率为90.5% ，纯度 99% 。该工艺实现了多步安全连续化反应，提高了酯化反应速度（20s vs.釜式3h）和总收率（较釜式提高3.9%）。本文将为您简单介绍相关内容。研究过程一. 从反应机理出发，分解研究内容从下图的反应机理可以推测：初始物料1,3-环己二酮经历酯化、重排后得到最终产物。图1. 反应机理作者重现了釜式工艺，也验证并认可上述反应机理。基于此，研究人员分步研究了酯化反应和重排反应连续化的可行性。二. 溶剂研究前人研究的釜式工艺中，大多溶剂不能完全溶解反应物或中间体。为了避免由于体系存在固体堵塞反应通道，作者首先对溶剂做了优化，重点研究了烯醇酯在各种溶剂中的溶解度以及不同溶剂对重排反应的效果和影响。经研究发现烯醇酯在乙腈中的溶解较高，且乙腈条件下酯化和重排的分离产率较高，因此选择乙腈作为连续流反应溶剂。三. 酯化反应连续化研究1. 酯化反应阶段釜式工艺问题：不安全，反应放热剧烈，有安全风险；时间长，反应物未完全溶解在溶剂中，且需要缓慢加入三乙胺，反应时间长（3 h）；副反应，反应过程中产生不稳定中间体，易发生副反应；收率低，反应物转化率、收率较低。2. 连续流工艺，非常适合中间体不稳定的反应，具有以下优势：反应安全，传热效率提高，可以迅速移走反应过程中的热量，提高反应安全性；时间变短，精准控制物料，物料混合效率高，反应时间可大大缩短；减少副反应，可以精确控制反应温度，减少或消除副反应；收率提高，通过优化反应条件，使反应完全高效，提高收率。3. 连续酯化工艺流程图2.酯化连续流工艺如上图作者将2-硝基-4-甲磺酰苯甲酰氯溶解在乙腈中配成一股物料，在乙腈中加入1,3- 环己二酮和三乙胺配成另外一股物料，进行预冷/预热后，通过一个三通混合，注入管式反应器。在水浴中进行延迟循环后，将反应液收集在 -20 °C 的预冷容器中，用过量的乙腈搅拌淬灭反应。作者优化了反应条件，发现在酯化反应中停留时间是影响收率的关键因素，时间过长产物发生副反应的可能性增大，三乙胺需要过量。最终确定了反应温度为20℃，反应时间20 s。分离收率99%，纯度98.6%。四. 重排反应连续流工艺的研究1. 重排反应阶段釜式工艺的主要问题是酯化反应产物烯醇酯易发生副反应，由于釜式工艺温度很难精准控制导致副反应的发生。2. 连续流工艺可以精确控制反应条件，最大程度上减少副反应的发生。并且其相对密封的反应体系也有助于解决当前工业生产中的毒性试剂接触性安全问题。3. 连续重排反应工艺流程图3.重排连续流工艺如上图作者将烯醇酯、乙腈溶液和乙腈、三乙胺、丙酮氰醇溶液，经过管道进行预冷/预热后，通过T形接头注入管式反应器。在水浴中经过延迟反应，将反应液收集到-20 °C 的预冷容器中，用过量的乙腈搅拌淬灭反应。作者同样做了条件的优化，该重排过程中反应温度对收率的影响较大，最终选择反应温度为25 °C，停留时间为252min，收率为91.3% ，纯度为99.3% 五. 全连续工艺图4.全连续流程如图4所示，为了充分发挥连续流动反应的技术优势，研究人员设计了全连续流动酯化重排制备硝磺草酮的工艺。由于丙酮氰醇有毒性，需要进行处理以降低对环境的影响。研究者参考文献选用次氯酸钠和丙酮氰醇反应。次氯酸钠溶液，经预冷/预热管道泵入带有反应混合物的管式反应器，40 °C下反应30min。酯化-重排和丙酮氰醇淬灭3步反应温度分别为20 °C、25 °C 和40 °C，停留时间分别为20s，252min，30min。表1.釜式工艺和连续流工艺对比综上采用连续流工艺发现：酯化反应时间和总反应时间显著减少。纯度和分离收率都有所提高。此外，还增加了丙酮氰醇的无害化处理。研究结果研究人员开发了一种连续合成硝磺草酮的新工艺；该方法提高了反应效率，减少了酯化后处理操作，降低了成本，减少了连续流工艺中重排副产物；此外，采用连续流工艺可以强化传热，避免操作人员过多接触丙酮氰醇，提高了工艺安全性；该工艺酯化收率为99% ，重排反应收率为91.3% ，纯度分别为98.6% 和99.3% 。酯化连续重排合成硝磺草酮的分离收率为90.5% ，纯度 99%。参考文献：Journal of Flow Chemistry 12, 197–205 (2022)编者语全连续合成一直是近几年农药先进工艺研究非常热门的话题，但是实现全连续的工业化生产的例子却凤毛麟角。康宁反应器无缝放大的特性有利于连续化生产的快速实现。同时连续化生产技术是一项综合的科学技术，离不开连续化合成、分离、提纯等生产工艺技术、PAT分析技术、专业技术培训等各个方面的进步与发展。更离不开企业在相关技术的投入与支持。为了让更多的农药企业了解连续合成工艺和分离技术的应用与进展，6月16日晚7点我们特邀浙江工业大学化学工程设计研究所所长姚克俭教授与康宁AFR项目经理周太炎先生，在线畅谈农药绿色工艺研究和自动化分离技术等话题！欢迎您点击阅读原文或拨打400-812-1766联系康宁反应器技术了解详情。

“萱草忘忧，乐为食之”。黄花又叫母亲花、忘忧草，金针菜，它与蘑菇、木耳并称为“素食三珍”，自古就有“莫道农家无宝玉，遍地黄花是金针”的赞美诗句。大同云州区是我国黄花的主要生产基地，富锌富硒的火山土，孕育出五瓣七蕊的“大同黄花”，品相、品质位居全国四大产区之冠。近年来在龙头企业、合作社引领下，大同黄花产量品质稳定，销路和价格也有保障，带动不少贫困户脱贫致富。这也证明了，作为当地土特产黄花也能做成大产业，有着很好的发展前景。我们要保护好、发展好这个产业，让黄花成为群众脱贫致富的“摇钱草”。黄花菜是重要的经济作物。早在两千多年前的《诗经卫风伯兮》中就有“焉得援草，言树之背”的记载 。黄花生于海拔2000米以下的山坡、山谷、荒地或林缘。对光照适应范围广，耐瘠、耐旱、忌湿涝，可在地缘、山坡或农田埂带上栽培。当日均气温5 ℃时，幼苗开始出土；叶片生长适宜温度为 15～20 ℃；开花期需较高温度，以 20～25 ℃较适宜。从开花到种子成熟约需40至60天。花果期5-9月。现如今气候气温的改变会导致湿度温度光照的不同，从而对黄花的生长有一定的影响。大同地区的黄花种植为规模化种植且黄花大多生长在室外，为及时监控天气变化，更需要智能化和一体化的室外气象监测管理系统为黄花的生长及时提供气象监测预报。农业气象站由数据采集传感器，气象监控主机，供电系统，GPRS/4G通讯模块组成，通过传感器对环境中的温度、湿度、风向、风速、雨雪、空气质量、气压、太阳辐射、光照、颗粒物含量等多个要素进行全天候监测，并自动采集气象监测数据，通过GPRS/4G通讯方式将数据上传至环境监控云平台。这样就构成由农业气象站、GPRS/4G通讯技术及环境监控云平台组成气象环境在线自动监测系统，使工作人员足不出户，即可收集各气象监测站的数据以便观测黄花的生长环境要素。农业气象站配置的温度，湿度，风速，风向等传感能够用于户外气象的特殊传感器，具有高精度和高可靠性的特点，能过够在线实时24小时连续的采集和记录监测点的温度、适度雨量、湿度、风速、风向、气压、太阳辐射等各项参数情况，并上传至云平台。云平台具有显示存储数据的功能，它将实时信息以数字、曲线的方式在界面显示，将所有接收的信息在平台存储2年，支持用户查看、下载、打印各气象要素的监测历史数据。在农业气象监测站安装配置好之后，我们可以通过云平台或监控主机设定各监控点的气象要素的报警限值。在以后的监测中，无论哪一个监测要素出现数值异常，监控主机或云平台都会在一时间以电话、短信、平台、邮件等形式给管理人员发送告警信息。室外气象监控主机内置存储功能1台可存储52万条信息，若出现通讯突然断开数据无法上传至云平台时，监控主机会自动开启续传功能，先将信息存储，待通讯恢复后再将数据续传至云平台，保障监控信息的完整。室外气象监测站主机配置有2路继电器输出接口，可以用来连接如喷灌、滴灌等灌溉设施。黄花一年要浇5次水，劳神费力，通过接入灌溉设施便可以做到“一步到位”，当需要浇灌时便可以通过云平台或监控软件远程开启灌溉设施，方便简洁。现在通过农业气象站我们可提前预知未来7天或更久的天气预报，在黄花或其他农业种植中，方便农民可根据天气情况变化提前安排好种植计划。一棵小黄花，承载大希望；一株忘忧草，万户乐眉梢。近年来，党和国家为决胜全面建成小康社会全力开展脱贫攻坚战，开展乡村振兴战略，大力扶持乡村改革发展，并取得了显著成效。村民们靠种黄花脱了贫、致了富，这都是国家政策的指引和帮扶。相信在未来会有更多的乡村扶贫产业造福人民，致富人民。

转基因食品一直备受关注，网上流传的“转基因食品名单”靠不靠谱?一些所谓“鉴别转基因作物方法”正确吗?国家正式批准生产或进口的转基因作物有哪些?就这些问题，人民日报“求证”栏目记者采访了农业部及专家学者。 　　我国转基因作物有哪些? 　　【回应】已批准安全证书的有棉花、水稻、玉米和番木瓜 只有棉花、番木瓜批准商业化种植 　　“截至目前，我国批准了转基因生产应用安全证书并在有效期内的作物有棉花、水稻、玉米和番木瓜。”中国农科院植保所副研究员谢家建介绍，证书的发放是根据研发人的申请和农业转基因生物安全委员会的评审，经部级联席会议讨论通过后批准的。证书的批准信息已经在农业部相关网站上公布(http://www.moa.gov.cn/ztzl/zjyqwgz/)，各批次的批准情况都可以查询。 　　取得了转基因生产应用安全证书，并不能马上进行商业化种植。谢家建介绍，按照《中华人民共和国种子法》的要求，转基因作物还需要取得品种审定证书、生产许可证和经营许可证，才能进入商业化种植。 　　根据《主要农作物品种审定办法》，申请品种审定证书应当具备下列条件：人工选育或发现并经过改良 与现有品种有明显区别 遗传性状稳定 形态特征和生物学特性一致 具有符合《农业植物品种命名规定》的名称。生产许可证审批、经营许可证审批都需经企业注册所在地省级农业行政主管部门提出审查意见。 　　“目前，转基因水稻和转基因玉米尚未完成种子法规定的审批，没有商业化种植。”谢家建表示，“我国已经进行商业化种植的转基因作物只有棉花和番木瓜。” 　　我国批准进口用作加工原料的转基因作物有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。这些食品必须获得我国的安全证书。 　　据了解，我国制定了《农业转基因生物进口安全管理办法》、《农业转基因生物加工审批办法》、《进出境转基因产品检验检疫管理办法》和《农业转基因生物标识管理办法》等，规定县级以上地方政府农业部门负责转基因生物标识的监督管理，国家质检总局负责进口农业转基因生物在口岸的标识检查验证。据介绍，这些管理制度得到了较好的贯彻落实，标识做到了应标尽标。 　　与传统食品不同就是转基因? 　　【回应】目前市售圣女果、彩椒、小南瓜、小黄瓜都不是转基因食品 　　网上流传一份转基因食品名单，包括“圣女果、大个儿彩椒、小南瓜、小黄瓜”。对此专家并不认同。 　　中国农科院生物所研究员王志兴说，小番茄也叫圣女果、樱桃番茄，是自古就有的番茄品种，只是因为个头小、采摘不便、产量低，最早仅作为观赏用，后来发现食用方便，口味经过改良后逐渐流行。个头小是天生的基因差异，不是转基因的结果。 　　中国农科院油料所副研究员吴刚表示，圣女果更接近人工驯化前的野生状态，其实野生的板栗、核桃、苹果等也都远小于常规栽培品种。人类驯化野生植物一般是为了提高产量，主要做法是增大果实，但随着人们对食品要求的多样化，出现了很多小型化的瓜果蔬菜，如早春红玉西瓜等。这些小型化品种都来源于带着祖先原始基因的种质资源，与转基因无关。 　　吴刚说，小南瓜和小黄瓜也不是转基因食品，仅仅是未充分成熟的南瓜和黄瓜。如果继续在田间种植，小南瓜和小黄瓜最终会生长成普通的大南瓜和老黄瓜。 　　关于大个儿彩椒，吴刚表示，大个儿彩椒含有不同类型的花青素，表现为更丰富的颜色。花青素的变异在植物中很常见，像鲜花同一个品种就有不同颜色，萝卜也有红萝卜、绿萝卜、白萝卜等。“我国曾经批准过抗病毒甜椒的商业化种植，但与常规甜椒相比，转基因甜椒并没有明显优势，因此被市场自然淘汰。” 　　吴刚说，在有些品种中，突变产生的颜色甚至取代了野生的颜色，成为栽培品种的主流，如原始的胡萝卜以紫色居多，现在最常见的橙色胡萝卜是荷兰育种家根据荷兰国旗颜色选育出的。因此，目前市场上在售的果蔬，其颜色跟转基因没有什么关系。 　　王志兴解释，棉花、辣椒、玉米、水稻等有不同颜色，是天然存在的遗传基因差异，并非转基因的结果。比如彩色棉花从古就有，但由于彩色棉花纤维短、强度差，过去很少种植，而现在因为不染色吸引了部分消费者，农民就开始种植了。彩色辣椒也是天然存在的，只是过去未大面积种植，普通消费者很少见到。 　　吴刚表示，以上这些瓜果蔬菜都是常规育种手段非常容易做到的，用转基因反而是不经济的做法。“常规育种主要通过选育获得具有新性状的新品种。这里面很重要的一个工作就是‘选’。自然发生的基因变异，往往也是随机发生的。”吴刚解释说，“无论大小、颜色，在自然界的自然突变体中，都可以找到。育种家做的工作仅仅是将这些突变体找到，并和其他好的性状聚合到一起，成为品种。” 　　吴刚介绍，番茄、甜椒、南瓜、黄瓜在国内外都曾有转基因研究并获得转基因植株，其中仅有番茄与甜椒获得过世界范围内商业化种植的批准。商业化种植过转基因番茄的国家有美国(6种)、墨西哥(3种)、日本(1种)、中国(1种，“华番一号”)等。 　　吴刚解释，早期没有延熟番茄，转基因的延熟番茄储藏期长是个优势。但随着科技的发展，育种家们获得了非转基因的延熟番茄，转基因番茄在储藏方面的优势不再，产量低就成为很大一个问题，又因皮厚口感差，直接被市场淘汰。 　　“自从1998年以来，全世界已经没有新的转基因番茄获准商品化种植。在我国，转基因番茄已经退出市场。”吴刚说。 　　【原标题】网传转基因食品名单包括圣女果小黄瓜 专家不认同