树木花卉错落有致,厂区空(kong)气清新无异味,智能化(hua)车间干净敞亮……走进位于金(jin)华东阳的浙江埃森化(hua)学有限企业(以下简称(cheng)“浙江埃森化(hua)学”),访客单凭(ping)感官,很难猜(cai)出这家毗邻横店影视城(cheng)的企业(ye),生产(chan)的是专门除杂草(cao)的农药。
“这条基(ji)于电化(hua)学脱氯加(jia)氢合成技术的3,6-二氯吡啶甲(jia)酸工业(ye)生产(chan)线已经稳定运行(xing)15年,近3年累计(ji)产(chan)值4.05亿元。”近日,浙江埃森化(hua)学相关负(fu)责(ze)人告诉记(ji)者。企业与浙江工业(ye)大(da)学(以下简称(cheng)“浙工大(da)”)有机电化(hua)学合成创新团(tuan)队(dui)连(lian)续多年合作,使得该产(chan)线年产(chan)量从(cong)最初的50吨扩大(da)到(dao)了如(ru)今的1000吨。
吡啶类农药是广泛应用于小(xiao)麦(mai)、水稻、玉米、大(da)豆等农作物(wu)的新型除草(cao)剂,需求量在全球范围内保持增长。相较于百(bai)草(cao)枯、敌敌畏等传统农药,它具(ju)有高活性、低毒性、低残(can)留等优势。
合成多种大(da)宗吡啶类农药,必(bi)须使用多氯吡啶化(hua)合物(wu)进行(xing)选择性脱氯。由于分子存在多个(ge)氯原子,多氯吡啶化(hua)合物(wu)脱氯反应的选择性非常难以控制,这极大(da)地阻碍了吡啶类农药的大(da)宗生产(chan)。
1963年,美国陶氏化(hua)学提(ti)出电化(hua)学还原脱氯路线。但由于缺乏精准(zhun)选择性脱氯控制技术和相关生产(chan)工艺(yi),该技术路线数(shu)十年内并(bing)未实现工业(ye)应用。
2004年,浙工大(da)有机电化(hua)学合成创新团(tuan)队(dui)接受一家化(hua)工企业(ye)的邀请,挑战电解(jie)合成二氯吡啶甲(jia)酸这道(dao)世纪难题。一年多后,团(tuan)队(dui)建成了国际首条3,6-二氯吡啶甲(jia)酸的绿色电化(hua)学合成生产(chan)线,当月(yue)就(jiu)生产(chan)了6吨合格(ge)产(chan)品,国外订单随之而来。
当时的科研条件有限,科研人员起初只能通过电化(hua)学工作站预测最合适的反应条件,摸(mo)索着后续的分离(li)、提(ti)纯工艺(yi)。浙工大(da)有机电化(hua)学合成创新团(tuan)队(dui)负(fu)责(ze)人郑华均(jun)先容(shao),当时的团(tuan)队(dui)成员深(shen)入研究电化(hua)学脱氯过程后发(fa)现,氯代吡啶分子在电极表面的吸附(fu)构型,是影响选择性脱氯的主要因素。而电解(jie)液的pH值,直(zhi)接影响氯代吡啶分子在电极表面上的吸附(fu)姿态,决定了脱氯的具(ju)体位点,由此建立了多氯吡啶甲(jia)酸电化(hua)学还原精准(zhun)选择性脱氯的电解(jie)体系(xi)。
此后,该团(tuan)队(dui)创制了高活性的铜银合金(jin)材料作为阴极,并(bing)发(fa)展了精准(zhun)选择性脱氯合成4-氨基(ji)-3,6-二氯吡啶甲(jia)酸的新技术和生产(chan)工艺(yi)。郑华均(jun)说,团(tuan)队(dui)开(kai)发(fa)的脱氯技术好比一双(shuang)“魔术手”,想让哪个(ge)位置的氯原子脱下来,就(jiu)能精准(zhun)脱下来。这一技术极大(da)地提(ti)高了反应的选择性,提(ti)升了产(chan)品的质量。
2023年,在浙工大(da)有机电化(hua)学合成创新团(tuan)队(dui)的持续助力下,浙江埃森化(hua)学建成年产(chan)500吨4-氨基(ji)-3,6-二氯吡啶甲(jia)酸的工业(ye)生产(chan)线。其技术经过中国石油与化(hua)学工业(ye)联合会鉴定,总体达到(dao)国际领先水平(ping)。
郑华均(jun)说,绿色化(hua)学就(jiu)是要实现合成方法绿色化(hua),也就(jiu)是说化(hua)学反应要在安全无污染的过程中实现,同时避免生成副产(chan)物(wu),实现源头的绿色化(hua)、智能化(hua)。团(tuan)队(dui)有信心,用好这双(shuang)“魔术手”,实现更多化(hua)工产(chan)品的绿色化(hua)合成。
浙江埃森化(hua)学相关负(fu)责(ze)人表示,企业计(ji)划通过“企业(ye)出题、高校解(jie)题”机制,深(shen)化(hua)与浙工大(da)推进“从(cong)实验室到(dao)生产(chan)线”的成果转化(hua)工作,定向突破产(chan)业(ye)链关键技术。(记(ji)者 江耘)