丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體合成工藝的深度剖析與創(chuàng)新研究一、引言1.1研究背景與意義在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物病害是影響作物產(chǎn)量與質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，全球每年因病害導(dǎo)致的農(nóng)作物減產(chǎn)高達(dá)20%-40%，嚴(yán)重威脅著糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。殺菌劑作為防治農(nóng)作物病害的重要手段，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可或缺的作用。丙硫菌唑作為一種新型廣譜三唑硫酮類(lèi)殺菌劑，自問(wèn)世以來(lái)便備受關(guān)注。它的作用機(jī)理獨(dú)特，通過(guò)抑制真菌中甾醇的前體——羊毛甾醇或24-亞甲基二氫羊毛甾醇14位上的脫甲基化作用，影響真菌的正常生理過(guò)程，從而達(dá)到殺菌的目的。丙硫菌唑具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)。其殺菌譜極為廣泛，幾乎對(duì)所有麥類(lèi)病害，如小麥和大麥的白粉病、紋枯病、枯萎病、葉斑病、銹病、菌核病、網(wǎng)斑病、云紋病等，都有良好的防治效果。除麥類(lèi)作物外，在油菜、花生、水稻和豆類(lèi)等作物的病害防治中也表現(xiàn)出色，能有效防治油菜和花生的土傳病害如菌核病，以及主要葉面病害如灰霉病、黑斑病、褐斑病、黑脛病、銹病等。其殺菌活性高，在常規(guī)使用劑量200g(a.i.)/hm2左右，活性?xún)?yōu)于或等于常規(guī)殺菌劑如氟環(huán)唑、戊唑醇、嘧菌環(huán)胺等。丙硫菌唑還具備良好的內(nèi)吸性、保護(hù)、治療和鏟除活性，且持效期長(zhǎng)，對(duì)作物安全性高，無(wú)致畸、致突變性，對(duì)胚胎無(wú)毒性，對(duì)人和環(huán)境安全。隨著全球農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)高效、低毒、環(huán)境友好型殺菌劑的需求日益增長(zhǎng)。丙硫菌唑憑借其卓越的性能，市場(chǎng)前景廣闊。2013-2020年，其市場(chǎng)規(guī)模從8.63億美元增至13.82億美元，全球使用量達(dá)到7400t左右，穩(wěn)居全球最暢銷(xiāo)TOP10殺菌劑的行列，且市場(chǎng)地位不斷提升。在我國(guó)，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，對(duì)丙硫菌唑的需求也在逐漸增加，目前其單劑及其復(fù)配主要登記在小麥上，用于小麥赤霉病、白粉病和銹病的防治。然而，目前丙硫菌唑的合成工藝仍存在一些問(wèn)題。部分合成路線復(fù)雜，反應(yīng)步驟繁多，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂；一些工藝的反應(yīng)條件苛刻，對(duì)設(shè)備要求高，且副反應(yīng)多，產(chǎn)物收率和純度不理想；同時(shí)，某些合成方法使用的原料或試劑毒性較大，對(duì)環(huán)境不友好。這些問(wèn)題限制了丙硫菌唑的大規(guī)模生產(chǎn)與廣泛應(yīng)用。因此，開(kāi)展丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的合成工藝研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)優(yōu)化合成工藝，探索新的合成方法，可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率，減少環(huán)境污染，增強(qiáng)我國(guó)在殺菌劑領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的殺菌劑產(chǎn)品，有力保障我國(guó)糧食安全與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀自丙硫菌唑問(wèn)世以來(lái)，國(guó)內(nèi)外科研人員圍繞其合成工藝開(kāi)展了大量研究，取得了一系列成果。國(guó)外方面，拜耳公司作為丙硫菌唑的研發(fā)者，掌握著早期核心合成技術(shù)。其開(kāi)發(fā)的合成路線多以1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷等為起始原料，通過(guò)多步反應(yīng)合成丙硫菌唑。例如，先利用格式試劑反應(yīng)構(gòu)建碳-碳鍵，再經(jīng)縮合反應(yīng)引入三唑環(huán)，最后通過(guò)硫的親電加成反應(yīng)形成關(guān)鍵的硫酮結(jié)構(gòu)。在這一過(guò)程中，對(duì)各步反應(yīng)的條件優(yōu)化，如反應(yīng)溫度、催化劑種類(lèi)與用量、反應(yīng)物配比等方面進(jìn)行了深入研究，以提高目標(biāo)產(chǎn)物的收率和純度。此外，國(guó)外其他研究團(tuán)隊(duì)也在探索新的合成策略和改進(jìn)現(xiàn)有工藝。一些研究嘗試采用綠色化學(xué)方法，如使用更加環(huán)保的溶劑和催化劑，以減少對(duì)環(huán)境的影響；還有研究致力于尋找更廉價(jià)、易得的起始原料，降低生產(chǎn)成本。國(guó)內(nèi)對(duì)于丙硫菌唑合成工藝的研究起步相對(duì)較晚，但發(fā)展迅速。近年來(lái)，眾多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)加大了研發(fā)投入。國(guó)內(nèi)研究主要集中在對(duì)國(guó)外已有合成路線的優(yōu)化與創(chuàng)新上。一方面，通過(guò)改進(jìn)反應(yīng)條件、篩選更高效的催化劑或助劑，來(lái)提高反應(yīng)的選擇性和收率。例如，在某些關(guān)鍵中間體的合成中，采用新型催化劑，使反應(yīng)條件更加溫和，同時(shí)提高了中間體的純度和收率，進(jìn)而提升了丙硫菌唑的整體合成效率。另一方面，國(guó)內(nèi)也在積極探索具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合成路線。一些研究團(tuán)隊(duì)從不同的起始原料出發(fā)，設(shè)計(jì)全新的反應(yīng)路徑，試圖突破國(guó)外技術(shù)的限制，實(shí)現(xiàn)丙硫菌唑的國(guó)產(chǎn)化高效合成。在關(guān)鍵中間體的合成研究方面，國(guó)內(nèi)外同樣進(jìn)行了大量工作。丙硫菌唑的關(guān)鍵中間體如3，5-二氯-2-戊酮、α-乙?；?α-氯-γ-丁內(nèi)酯等的合成工藝受到廣泛關(guān)注。對(duì)于3，5-二氯-2-戊酮的合成，早期的方法如α-乙酰基-α-氯-γ-丁內(nèi)酯與鹽酸一鍋法反應(yīng)，雖然操作簡(jiǎn)單，但存在耗時(shí)較長(zhǎng)、收率偏低且有焦油產(chǎn)生，后處理麻煩等問(wèn)題，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。后來(lái)發(fā)展的路易斯酸催化法，收率只能達(dá)到58.8％。水蒸氣蒸餾法收率較高，達(dá)到92％，但需嚴(yán)格控制滴加速度與蒸餾速度。固體光氣氯代法雖能提高產(chǎn)品收率、減少?gòu)U酸產(chǎn)生量，但固體光氣屬于劇毒化學(xué)品，儲(chǔ)運(yùn)受到嚴(yán)格限制。近年來(lái)，有研究嘗試在酸性條件下，同時(shí)使用相轉(zhuǎn)移催化劑和路易斯酸催化劑，該工藝操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫和，收率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。然而，當(dāng)前丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的合成工藝研究仍存在一些不足。部分合成路線步驟繁瑣，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本增加。一些反應(yīng)條件苛刻，需要高溫、高壓或特殊的催化劑，對(duì)設(shè)備要求高，且能耗大。此外，某些合成方法的原子經(jīng)濟(jì)性較低，原料利用率不高，同時(shí)產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物和廢棄物，對(duì)環(huán)境造成較大壓力。在關(guān)鍵中間體的合成中，一些中間體的合成收率和純度仍有待進(jìn)一步提高，這直接影響到丙硫菌唑的最終合成成本和質(zhì)量。而且，現(xiàn)有研究在合成工藝的放大和工業(yè)化應(yīng)用方面，還存在一定的技術(shù)瓶頸，從實(shí)驗(yàn)室小試到大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，面臨著諸多工程技術(shù)問(wèn)題需要解決。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析：深入剖析丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體，如3，5-二氯-2-戊酮、α-乙?；?α-氯-γ-丁內(nèi)酯等的化學(xué)結(jié)構(gòu)，借助量子化學(xué)計(jì)算等手段，探究其電子云分布、鍵能等微觀結(jié)構(gòu)特征，從理論層面揭示其化學(xué)活性和反應(yīng)位點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，全面掌握這些化合物的物理性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、密度等，以及化學(xué)性質(zhì)，包括酸堿性、氧化還原性、穩(wěn)定性等，為后續(xù)合成工藝的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。合成方法探索與方案設(shè)計(jì)：廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，系統(tǒng)梳理現(xiàn)有的丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的合成路線。對(duì)各條路線的起始原料、反應(yīng)步驟、反應(yīng)條件、催化劑使用以及收率和純度等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比分析，深入探討不同合成路線的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍?；诖耍Y(jié)合綠色化學(xué)理念和原子經(jīng)濟(jì)性原則，從原料的選擇、反應(yīng)路徑的設(shè)計(jì)、催化劑的篩選等方面入手，嘗試設(shè)計(jì)新的合成方案。例如，考慮選用更加綠色、廉價(jià)、易得的起始原料，探索新的催化體系以降低反應(yīng)條件的苛刻程度，減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高原子利用率。實(shí)驗(yàn)研究與條件優(yōu)化：依據(jù)設(shè)計(jì)的合成方案，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。以設(shè)計(jì)的合成路線為指導(dǎo)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究，精確控制反應(yīng)條件，系統(tǒng)考察各因素對(duì)反應(yīng)的影響。重點(diǎn)研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比、催化劑種類(lèi)與用量、溶劑種類(lèi)等因素對(duì)反應(yīng)收率和產(chǎn)物純度的影響規(guī)律。采用單因素實(shí)驗(yàn)法，每次僅改變一個(gè)因素，保持其他因素不變，逐一探究各因素的最佳取值范圍。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用響應(yīng)面分析法等優(yōu)化方法，對(duì)多個(gè)因素進(jìn)行綜合優(yōu)化，構(gòu)建反應(yīng)條件與反應(yīng)結(jié)果之間的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確定最佳的反應(yīng)條件組合，實(shí)現(xiàn)丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體合成工藝的優(yōu)化。反應(yīng)機(jī)理研究：借助核磁共振（NMR）、紅外光譜（IR）、質(zhì)譜（MS）、X射線單晶衍射（XRD）等現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)，對(duì)反應(yīng)過(guò)程中的中間體和產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和分析，深入研究反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)鍵的斷裂與形成方式。結(jié)合理論計(jì)算化學(xué)方法，如密度泛函理論（DFT）計(jì)算，從微觀層面揭示反應(yīng)機(jī)理，明確反應(yīng)的速率控制步驟和關(guān)鍵影響因素。通過(guò)研究反應(yīng)機(jī)理，為進(jìn)一步優(yōu)化合成工藝提供理論依據(jù)，有助于在分子層面上對(duì)反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控，提高反應(yīng)的選擇性和效率。工業(yè)化可行性分析：在實(shí)驗(yàn)室小試研究取得良好結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)優(yōu)化后的合成工藝進(jìn)行工業(yè)化可行性分析。從原料供應(yīng)、設(shè)備選型、生產(chǎn)規(guī)模、成本核算、“三廢”處理等多個(gè)方面進(jìn)行全面評(píng)估?？紤]原料的來(lái)源穩(wěn)定性和價(jià)格波動(dòng)對(duì)生產(chǎn)成本的影響，選擇適合工業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)備，合理規(guī)劃生產(chǎn)規(guī)模以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。進(jìn)行詳細(xì)的成本核算，包括原料成本、設(shè)備投資、能耗、人工成本等，評(píng)估合成工藝的經(jīng)濟(jì)可行性。同時(shí)，針對(duì)合成過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣，制定合理的處理方案，確保工藝符合環(huán)保要求，為丙硫菌唑的工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持和決策依據(jù)。1.3.2研究方法文獻(xiàn)研究法：通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)、WebofScience、SciFinder等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，廣泛查閱與丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體合成工藝相關(guān)的文獻(xiàn)資料，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、專(zhuān)利文獻(xiàn)、科技報(bào)告等。全面了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及存在的問(wèn)題，對(duì)已有的合成方法、工藝條件、反應(yīng)機(jī)理等研究成果進(jìn)行系統(tǒng)梳理和總結(jié)，為課題研究提供理論基礎(chǔ)和思路啟發(fā)。同時(shí)，關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的最新研究動(dòng)態(tài)，及時(shí)跟蹤前沿技術(shù)和研究成果，為課題研究提供參考和借鑒。實(shí)驗(yàn)研究法：在實(shí)驗(yàn)室中，按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行合成實(shí)驗(yàn)。準(zhǔn)備所需的原料、試劑和儀器設(shè)備，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，仔細(xì)觀察反應(yīng)現(xiàn)象，如顏色變化、沉淀生成、氣體逸出等，并及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)合成得到的產(chǎn)物進(jìn)行分離、提純和表征，通過(guò)測(cè)定產(chǎn)物的收率和純度，評(píng)估不同反應(yīng)條件對(duì)合成效果的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不斷調(diào)整和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，探索最佳的合成工藝條件。分析檢測(cè)法：運(yùn)用多種分析檢測(cè)手段對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定和性能分析。采用紅外光譜（IR）分析產(chǎn)物中官能團(tuán)的種類(lèi)和特征吸收峰，確定產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)是否符合預(yù)期。利用核磁共振（NMR）技術(shù)，通過(guò)分析氫譜、碳譜等，確定產(chǎn)物分子中氫原子和碳原子的化學(xué)環(huán)境及連接方式，進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。借助質(zhì)譜（MS）測(cè)定產(chǎn)物的分子量和碎片離子信息，輔助結(jié)構(gòu)鑒定。使用高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）等方法測(cè)定產(chǎn)物的純度，準(zhǔn)確評(píng)估合成工藝的效果。此外，還可采用元素分析、熱重分析（TGA）、差示掃描量熱分析（DSC）等手段對(duì)產(chǎn)物的組成和熱性能進(jìn)行分析。理論計(jì)算法：運(yùn)用密度泛函理論（DFT）等量子化學(xué)計(jì)算方法，對(duì)丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的分子結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)、反應(yīng)活性等進(jìn)行理論計(jì)算和模擬。通過(guò)計(jì)算反應(yīng)物、中間體和產(chǎn)物的能量、電荷分布、前線分子軌道等參數(shù)，預(yù)測(cè)反應(yīng)的可能性和反應(yīng)路徑，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，深入理解反應(yīng)機(jī)理。理論計(jì)算還可以用于篩選和優(yōu)化催化劑，預(yù)測(cè)催化劑與反應(yīng)物之間的相互作用，為實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)，減少實(shí)驗(yàn)的盲目性，提高研究效率。二、丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體概述2.1丙硫菌唑的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用丙硫菌唑化學(xué)名稱(chēng)為(RS)-2-[2-(1-氯環(huán)丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羥基丙基]-2,4-二氫-1,2,4-三唑-3-硫酮，分子式為C_{14}H_{15}Cl_{2}N_{3}OS，相對(duì)分子質(zhì)量344.26，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示：丙硫菌唑純品為白色至淺褐色晶狀粉末，熔點(diǎn)范圍在139.1-144.5℃，沸點(diǎn)為(487±50)℃。蒸氣壓極低，在20℃時(shí)小于4×10^{-7}Pa。其分配系數(shù)受pH值影響，正辛醇/水logKow在無(wú)緩沖、pH4、pH7、pH9條件下分別為4.05、4.16、3.82、2.00。Henry常數(shù)小于3×10^{-5}Pa?m3/mol，相對(duì)密度為1.36（20-25℃）。在不同溶劑中的溶解度差異較大，在20-25℃時(shí)，水中溶解度隨pH值變化，pH4時(shí)為0.005g/L，pH8時(shí)為0.3g/L，pH9時(shí)為2.0g/L；在正庚烷中溶解度小于0.1g/L，二甲苯中為8g/L，正辛醇中58g/L，異丙醇中87g/L，乙腈中69g/L，二甲亞砜中126g/L，二氯甲烷中88g/L，乙酸乙酯中大于250g/L，聚乙二醇中大于250g/L，丙酮中大于250g/L。在環(huán)境溫度下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在pH4-9范圍內(nèi)水解穩(wěn)定，但在水中會(huì)快速光解脫硫，其酸度系數(shù)pKa=6.9。從分子結(jié)構(gòu)來(lái)看，丙硫菌唑含有三唑環(huán)和硫酮結(jié)構(gòu)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了它良好的殺菌活性。三唑環(huán)能夠與真菌體內(nèi)的甾醇合成相關(guān)酶相互作用，抑制麥角甾醇的生物合成，從而破壞真菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。而硫酮結(jié)構(gòu)則可能增強(qiáng)了分子與靶標(biāo)的結(jié)合能力，進(jìn)一步提高了殺菌效果。同時(shí)，分子中的氯原子和羥基等取代基也對(duì)其活性和理化性質(zhì)產(chǎn)生影響，氯原子的引入可能增加了分子的親脂性，有助于其在生物膜中的滲透和擴(kuò)散，羥基則可能參與分子間的氫鍵作用，影響分子的聚集態(tài)和溶解性。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，丙硫菌唑具有極為廣泛的應(yīng)用。它是一種高效的甾醇脫甲基化抑制劑（DMI）類(lèi)殺菌劑，通過(guò)抑制真菌中甾醇的前體——羊毛甾醇或24-亞甲基二氫羊毛甾醇14位上的脫甲基化作用，阻礙麥角甾醇的生物合成，進(jìn)而破壞真菌細(xì)胞膜的合成，達(dá)到殺菌目的。其殺菌譜極廣，幾乎對(duì)所有麥類(lèi)病害都有良好的防治效果。在小麥種植中，可有效防治白粉病，發(fā)病初期，病原菌在葉片表面形成白色粉斑，隨著病情發(fā)展，粉斑逐漸擴(kuò)大并連接成片，嚴(yán)重影響小麥的光合作用和呼吸作用，使用丙硫菌唑后，能夠抑制病原菌的生長(zhǎng)和繁殖，使白粉病斑不再擴(kuò)展，逐漸干枯消失；對(duì)于銹病，銹菌在小麥葉片、莖稈等部位形成鐵銹色的病斑，導(dǎo)致葉片早衰、光合作用下降，丙硫菌唑能夠阻止銹菌的侵染和擴(kuò)展，減輕病害癥狀，保證小麥的正常生長(zhǎng)；在防治赤霉病方面，丙硫菌唑不僅能有效控制病害的發(fā)生，還能顯著降低DON毒素的產(chǎn)生，保障小麥的食品安全。在大麥種植中，同樣對(duì)紋枯病、枯萎病、葉斑病、菌核病、網(wǎng)斑病、云紋病等多種病害表現(xiàn)出良好的防治效果。除麥類(lèi)作物外，丙硫菌唑在其他作物病害防治中也發(fā)揮著重要作用。在油菜種植中，可有效防治土傳病害菌核病，菌核病在油菜生長(zhǎng)后期發(fā)病嚴(yán)重，病原菌從莖基部侵入，導(dǎo)致莖稈腐爛、植株倒伏，使用丙硫菌唑進(jìn)行土壤處理或葉面噴霧，能夠減少病原菌的存活和侵染，降低菌核病的發(fā)生率；對(duì)于主要葉面病害如灰霉病、黑斑病、褐斑病、黑脛病等，丙硫菌唑也能起到良好的防治效果，保護(hù)油菜葉片的正常功能，提高油菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。在花生種植中，可防治土傳病害白絹病，白絹病在高溫高濕條件下易爆發(fā)，病原菌在花生莖基部形成白色絹絲狀菌絲，導(dǎo)致植株枯萎死亡，丙硫菌唑能抑制白絹病菌的生長(zhǎng)，減輕病害危害；對(duì)葉斑病、銹病等葉面病害也有顯著的防治效果，確?；ㄉ~片的健康，促進(jìn)花生的光合作用和養(yǎng)分積累。2.2關(guān)鍵中間體的確定與作用在丙硫菌唑的合成過(guò)程中，多個(gè)關(guān)鍵中間體起著不可或缺的作用，它們是構(gòu)建丙硫菌唑分子結(jié)構(gòu)的重要基石，對(duì)整個(gè)合成路線的效率、成本以及產(chǎn)物的質(zhì)量和收率都有著關(guān)鍵影響。α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯（ABL）是丙硫菌唑合成的重要起始中間體之一。它的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基和活潑的亞甲基，這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有較高的反應(yīng)活性。在合成反應(yīng)中，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯可通過(guò)多步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他關(guān)鍵中間體，進(jìn)而參與丙硫菌唑的合成。例如，以α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯為起始原料，經(jīng)氯化反應(yīng)可得到α-氯-α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯。在這一氯化反應(yīng)中，氯氣作為氯化劑，在一定的溫度和反應(yīng)時(shí)間條件下，與α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯發(fā)生親電取代反應(yīng)，使亞甲基上的氫原子被氯原子取代，生成α-氯-α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯。α-氯-α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯在少量水和氯化氫的存在下，能夠進(jìn)行開(kāi)環(huán)、氯代和脫羧反應(yīng)，最終得到3，5-二氯-2-戊酮。α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯還可通過(guò)其他反應(yīng)路徑，與不同的試劑發(fā)生反應(yīng)，逐步構(gòu)建丙硫菌唑分子中的環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)和其他關(guān)鍵部分。它的存在為后續(xù)反應(yīng)提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)片段，是整個(gè)合成路線中不可或缺的一環(huán)。在一些合成工藝中，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯與氯化硫酰反應(yīng)，得到的中間體再經(jīng)過(guò)水解、關(guān)環(huán)和氯化等一系列反應(yīng)，最終合成丙硫菌唑的重要中間體1-氯-1-氯乙酰基環(huán)丙烷。在這一系列反應(yīng)中，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變，每一步反應(yīng)都依賴(lài)于其特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)活性。3，5-二氯-2-戊酮同樣是丙硫菌唑合成的關(guān)鍵中間體。它的分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)氯原子和一個(gè)羰基，這些官能團(tuán)決定了其在合成反應(yīng)中的重要作用。3，5-二氯-2-戊酮在堿性條件下，能夠發(fā)生分子內(nèi)的親核取代反應(yīng)，形成三元環(huán)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到1-氯-1-氯乙酰基環(huán)丙烷。在這個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，堿的作用是奪取3，5-二氯-2-戊酮分子中的活潑氫原子，形成碳負(fù)離子，碳負(fù)離子進(jìn)攻分子內(nèi)的氯原子，發(fā)生親核取代反應(yīng)，從而閉環(huán)形成三元環(huán)。1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷是丙硫菌唑合成的重要中間體，它的合成直接依賴(lài)于3，5-二氯-2-戊酮的反應(yīng)。3，5-二氯-2-戊酮還可以與其他試劑發(fā)生反應(yīng)，參與構(gòu)建丙硫菌唑分子中的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，對(duì)丙硫菌唑分子的最終結(jié)構(gòu)和活性產(chǎn)生影響。在后續(xù)與2-氯芐基溴和鎂的格氏反應(yīng)中，3，5-二氯-2-戊酮形成的格氏試劑與2-氯芐基溴發(fā)生親核加成反應(yīng)，引入了芐基結(jié)構(gòu)，為后續(xù)形成丙硫菌唑分子中的苯環(huán)部分奠定了基礎(chǔ)。2.3關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.3.1α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯（α-acetyl-γ-butyrolactone，ABL），又稱(chēng)4-乙?；?3-羥基丁酸內(nèi)酯，其分子式為C_{6}H_{8}O_{3}，相對(duì)分子質(zhì)量為128.13，CAS編號(hào)為517-23-7。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖2所示：從結(jié)構(gòu)上看，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯分子中含有一個(gè)五元內(nèi)酯環(huán)和一個(gè)乙?；?。五元內(nèi)酯環(huán)賦予了分子一定的穩(wěn)定性，同時(shí)也決定了其具有酯類(lèi)化合物的通性，如在堿性條件下可發(fā)生水解反應(yīng)。乙?；拇嬖趧t增加了分子的親核性，使其亞甲基上的氫原子具有較高的活性，容易發(fā)生親核取代反應(yīng)、縮合反應(yīng)等。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使得α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯在有機(jī)合成中成為重要的中間體，可參與多種有機(jī)反應(yīng)，用于構(gòu)建復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯在常溫下為無(wú)色透明液體，有酯類(lèi)氣味。它能與許多有機(jī)溶劑混溶，如乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等，在水中的溶解度為20%。其密度為1.164g/cm3（20℃），沸點(diǎn)為134-136℃（1.6kPa），熔點(diǎn)為-16℃。這些物理性質(zhì)與它的分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，分子中的極性基團(tuán)（羰基和羥基）使其具有一定的親水性，能夠在水中有一定的溶解度；而分子整體的相對(duì)分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的緊湊性決定了其密度、沸點(diǎn)和熔點(diǎn)等物理參數(shù)。在化學(xué)性質(zhì)方面，α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯具有較高的反應(yīng)活性。由于亞甲基上的氫原子受羰基和酯基的雙重影響，具有較強(qiáng)的酸性，在堿的作用下，容易失去質(zhì)子形成碳負(fù)離子，進(jìn)而與親電試劑發(fā)生反應(yīng)。它可以與鹵代烴發(fā)生親核取代反應(yīng)，引入不同的取代基；在適當(dāng)?shù)臈l件下，還能與醛、酮等發(fā)生縮合反應(yīng)，構(gòu)建碳-碳鍵。α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯還能發(fā)生還原反應(yīng)，將羰基還原為羥基。在催化劑的作用下，用氫化鋁鋰等還原劑處理，可將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醇。在丙硫菌唑的合成過(guò)程中，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的這些化學(xué)性質(zhì)被充分利用，通過(guò)一系列的反應(yīng)，逐步構(gòu)建出丙硫菌唑分子的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2.3.23，5-二氯-2-戊酮3，5-二氯-2-戊酮（3，5-dichloro-2-pentanone），分子式為C_{5}H_{8}Cl_{2}O，相對(duì)分子質(zhì)量為155.02。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖3所示：3，5-二氯-2-戊酮分子中含有一個(gè)羰基和兩個(gè)氯原子。羰基的存在使得分子具有典型的酮類(lèi)化合物性質(zhì)，如能與親核試劑發(fā)生加成反應(yīng)。兩個(gè)氯原子分別位于羰基的α和γ位，它們的存在增加了分子的親電性，使分子在親核取代反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的活性。α位的氯原子由于受到羰基的影響，其碳-氯鍵的電子云密度降低，容易被親核試劑進(jìn)攻而發(fā)生取代反應(yīng)；γ位的氯原子雖然相對(duì)α位的氯原子活性稍低，但在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，也能參與反應(yīng)，如在堿性條件下發(fā)生分子內(nèi)的親核取代反應(yīng)，形成三元環(huán)結(jié)構(gòu)，這在丙硫菌唑中間體1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷的合成中起著關(guān)鍵作用。3，5-二氯-2-戊酮通常為無(wú)色至淺黃色液體。它微溶于水，可溶于乙醇、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑。其密度為1.19g/cm3（20℃），沸點(diǎn)為185-187℃。這些物理性質(zhì)決定了它在合成過(guò)程中的分離、提純和反應(yīng)介質(zhì)的選擇。微溶于水的性質(zhì)使得在反應(yīng)后處理過(guò)程中，可以通過(guò)水相和有機(jī)相的分離來(lái)初步提純產(chǎn)物；而其在有機(jī)溶劑中的良好溶解性則為反應(yīng)提供了合適的反應(yīng)環(huán)境，確保反應(yīng)物能夠充分接觸，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。在化學(xué)性質(zhì)上，3，5-二氯-2-戊酮的主要反應(yīng)活性源于羰基和氯原子。它可以與格氏試劑發(fā)生加成反應(yīng)，引入新的碳-碳鍵，這在構(gòu)建丙硫菌唑分子的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)中具有重要作用。在堿性條件下，α位的氯原子容易發(fā)生親核取代反應(yīng)，與含有活潑氫的化合物（如醇、胺等）反應(yīng)，形成相應(yīng)的取代產(chǎn)物。3，5-二氯-2-戊酮還能發(fā)生還原反應(yīng)，將羰基還原為羥基，生成相應(yīng)的醇類(lèi)化合物。在某些催化劑的作用下，用硼氫化鈉等還原劑處理，可實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化。在丙硫菌唑的合成路線中，3，5-二氯-2-戊酮的這些化學(xué)性質(zhì)相互配合，通過(guò)一系列有序的反應(yīng)，逐步構(gòu)建出丙硫菌唑的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)整個(gè)合成過(guò)程的效率和產(chǎn)物質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。三、丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體合成工藝研究進(jìn)展3.1丙硫菌唑的傳統(tǒng)合成工藝丙硫菌唑的傳統(tǒng)合成工藝多以1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷、2-氯芐基氯等為起始原料，通過(guò)多步反應(yīng)來(lái)構(gòu)建目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)。其中一條較為典型的傳統(tǒng)合成路線如下：首先，以1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷和2-氯芐基氯為原料，在鎂等引發(fā)劑的作用下發(fā)生格氏反應(yīng)。在無(wú)水乙醚等有機(jī)溶劑的環(huán)境中，鎂與2-氯芐基氯首先反應(yīng)生成格氏試劑，格氏試劑中的碳負(fù)離子具有很強(qiáng)的親核性，能夠進(jìn)攻1-氯-1-氯乙酰基環(huán)丙烷中的羰基碳，發(fā)生親核加成反應(yīng)，從而制得2-（1-氯環(huán)丙基）-3-氯-1-（2-氯苯基）-2-丙醇中間體。這一步反應(yīng)的條件較為苛刻，需要嚴(yán)格控制反應(yīng)體系的無(wú)水無(wú)氧環(huán)境，因?yàn)楦袷显噭┯鏊畷?huì)迅速分解，無(wú)法發(fā)揮其親核性，同時(shí)氧氣也可能會(huì)與格氏試劑發(fā)生副反應(yīng)，影響反應(yīng)的進(jìn)行。反應(yīng)溫度一般控制在較低溫度，如0-5℃，以減少副反應(yīng)的發(fā)生。接著，2-（1-氯環(huán)丙基）-3-氯-1-（2-氯苯基）-2-丙醇中間體與1，2，4-三氮唑在堿性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)。常用的堿如碳酸鉀、碳酸鈉等，在溶劑中提供堿性環(huán)境，使1，2，4-三氮唑的氮原子去質(zhì)子化，形成親核性較強(qiáng)的氮負(fù)離子，氮負(fù)離子進(jìn)攻中間體中的氯原子，發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成2-（1-氯環(huán)丙基）-3-（1，2，4-三唑-1-基）-1-（2-氯苯基）-2-丙醇。此步反應(yīng)中，反應(yīng)溫度通常在回流溫度下進(jìn)行，以提高反應(yīng)速率，但過(guò)高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的增加，影響產(chǎn)物的純度。溶劑的選擇也對(duì)反應(yīng)有重要影響，傳統(tǒng)工藝中常用N，N-二甲基甲酰胺（DMF）等極性非質(zhì)子溶劑，雖然它們能夠很好地溶解反應(yīng)物和堿，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，但DMF價(jià)格較高，且后處理過(guò)程較為復(fù)雜，增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保壓力。最后，2-（1-氯環(huán)丙基）-3-（1，2，4-三唑-1-基）-1-（2-氯苯基）-2-丙醇與硫粉在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)生硫的親電加成反應(yīng)，形成丙硫菌唑分子中的硫酮結(jié)構(gòu)，從而得到目標(biāo)產(chǎn)物丙硫菌唑。這一步反應(yīng)通常需要在加熱和催化劑的作用下進(jìn)行，催化劑如碘化鉀等可以促進(jìn)硫粉的活化，提高反應(yīng)速率。反應(yīng)溫度一般在100-120℃左右，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，約為6-8小時(shí)。然而，高溫長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致部分產(chǎn)物分解，降低收率。該傳統(tǒng)合成工藝存在一些問(wèn)題。反應(yīng)步驟較為繁瑣，從起始原料到目標(biāo)產(chǎn)物需要經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)，每一步反應(yīng)都可能存在一定的副反應(yīng)和損失，導(dǎo)致總收率相對(duì)較低。如上述工藝中，各步反應(yīng)的收率若分別為80%、75%、70%，則總收率僅為42%。反應(yīng)條件苛刻，格氏反應(yīng)需要無(wú)水無(wú)氧環(huán)境，對(duì)設(shè)備和操作要求較高，增加了生產(chǎn)難度和成本。使用的一些試劑如DMF等價(jià)格較高，且后處理困難，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對(duì)環(huán)境造成一定的污染。在以1-氯環(huán)丙甲酰氯為原料的合成路線中，該路線以1-氯環(huán)丙甲酰氯為起始原料經(jīng)格式反應(yīng)、碳酰化反應(yīng)制得（2-氯芐基）-（1-氯環(huán)丙基）酮，（2-氯芐基）-（1-氯環(huán)丙基）酮與（CH?）?SOCl反應(yīng)得2-（2-氯芐基）-（1-氯-環(huán)丙烷）環(huán)氧乙烷，再與1，2，4-三氮唑反應(yīng)得2-（1-氯丙烷基）-3-（2-氯苯基）-2-烴基丙基-1，2，4-三唑，最后與硫發(fā)生親電加成反應(yīng)制得丙硫菌唑。此路線同樣存在反應(yīng)步驟多的問(wèn)題，且在碳?；磻?yīng)等過(guò)程中，需要使用一些特殊的試劑和條件，增加了工藝的復(fù)雜性和成本。在以1-乙?；?1-氯環(huán)丙烷為原料的三氮唑法中，以1-乙?；?1-氯環(huán)丙烷為原料，經(jīng)過(guò)親核取代反應(yīng)制得（1，2，4-三唑-1-基-甲基）-（1-氯-環(huán)丙烷-1-基）甲酮，再與鄰氯氯芐格氏試劑反應(yīng)制得2-（1-氯丙烷基）-3-（2-氯苯基）-2-羥基丙基-1，2，4-三唑，最后與硫發(fā)生親電加成反應(yīng)制得丙硫菌唑。該路線中親核取代反應(yīng)的選擇性較低，會(huì)產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物，影響產(chǎn)物的純度和收率。3.2關(guān)鍵中間體的合成工藝研究現(xiàn)狀3.2.1α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成工藝α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成方法主要有以下幾種。傳統(tǒng)的方法之一是乙酰乙酸乙酯與環(huán)氧乙烷法。在乙醇溶劑中，以乙醇鈉或氫氧化鈉為催化劑，乙酰乙酸乙酯與環(huán)氧乙烷發(fā)生縮合反應(yīng)，生成3-乙酰氧基-丁酸乙酯中間體。這一步反應(yīng)中，環(huán)氧乙烷的三元環(huán)結(jié)構(gòu)具有較高的環(huán)張力，在堿性催化劑的作用下，環(huán)打開(kāi)并與乙酰乙酸乙酯發(fā)生親核加成反應(yīng)。隨后，3-乙酰氧基-丁酸乙酯在酸性或堿性條件下發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，形成α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯。在酸性條件下，羥基與酯基發(fā)生分子內(nèi)的酯化反應(yīng)，脫水形成五元內(nèi)酯環(huán)；在堿性條件下，則是通過(guò)分子內(nèi)的親核取代反應(yīng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)。該方法工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但存在一些缺點(diǎn)，如反應(yīng)條件較為苛刻，需要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和催化劑用量，否則容易產(chǎn)生副反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)物純度較低。由于使用的環(huán)氧乙烷易燃易爆，在生產(chǎn)過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。另一種傳統(tǒng)方法是以γ-丁內(nèi)酯和乙酸乙酯為起始原料，在惰性溶劑中，以醇鈉或金屬鈉為催化劑進(jìn)行縮合反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，醇鈉或金屬鈉先與γ-丁內(nèi)酯反應(yīng)，奪取γ-丁內(nèi)酯分子中亞甲基上的氫原子，形成碳負(fù)離子。碳負(fù)離子具有很強(qiáng)的親核性，能夠進(jìn)攻乙酸乙酯分子中的羰基碳，發(fā)生親核加成反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物。中間產(chǎn)物再經(jīng)過(guò)分子內(nèi)的親核取代反應(yīng)，形成α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯。這種方法同樣存在產(chǎn)物純度較低的問(wèn)題，且金屬鈉等催化劑遇水易爆炸，對(duì)反應(yīng)設(shè)備和操作要求較高，生產(chǎn)過(guò)程中的安全性難以保障。后期研究人員嘗試將堿金屬與堿金屬的醇化物按一定比例混合作為催化劑，雖然在一定程度上降低了反應(yīng)的危險(xiǎn)系數(shù)，但如果進(jìn)行大量生產(chǎn)，仍然存在較大的安全隱患。近年來(lái)，一些新的合成方法也在不斷涌現(xiàn)。有研究采用1,4-丁二醇汽化后進(jìn)入裝填有mn、al、yb、sr、cr摻雜納米氧化銅催化劑的第一固定床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，制得γ-丁內(nèi)酯氣體。在這個(gè)反應(yīng)中，mn、al、yb、sr、cr摻雜納米氧化銅催化劑能夠提高反應(yīng)效率并增強(qiáng)選擇性，使得γ-丁內(nèi)酯的產(chǎn)率得到提高。γ-丁內(nèi)酯氣體與汽化后的醋酐、氮?dú)膺B續(xù)進(jìn)入氮?dú)獗Ｗo(hù)的裝填有銀修飾的石墨烯/sio?復(fù)合催化劑的第二固定床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)得到的產(chǎn)品經(jīng)多級(jí)冷凝后精餾，得目標(biāo)產(chǎn)品α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯。銀修飾的石墨烯/sio?復(fù)合催化劑具有較高的活性和選擇性，能夠有效促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。該方法反應(yīng)條件穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)化生產(chǎn)，與傳統(tǒng)工藝相比，革除了傳統(tǒng)釜式間歇反應(yīng)，避免了使用遇水易爆炸等特性金屬鈉為催化劑，提高了安全性；后處理無(wú)需淬滅，避免使用磷酸水溶液等，大幅度減少三廢的產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境友好。但該方法也存在一些問(wèn)題，如催化劑的制備過(guò)程較為復(fù)雜，成本較高，且對(duì)反應(yīng)設(shè)備的要求也較高，需要固定床反應(yīng)器等特殊設(shè)備。3.2.23，5-二氯-2-戊酮的合成工藝3，5-二氯-2-戊酮的合成方法眾多，不同方法各有優(yōu)劣。早期的鹽酸一鍋法以α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯為原料，在冰乙酸、氯化鈉、氯化鎂等存在下，與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)，然后通過(guò)水蒸氣蒸餾的方法進(jìn)行分離提純。在反應(yīng)過(guò)程中，α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯首先在酸性條件下發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，生成含有羰基和羥基的中間體。中間體再與鹽酸發(fā)生氯代反應(yīng)，羥基被氯原子取代，同時(shí)發(fā)生脫羧反應(yīng)，最終得到3，5-二氯-2-戊酮。該方法雖然操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但存在諸多缺點(diǎn)。反應(yīng)耗時(shí)較長(zhǎng)，一般需要數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間；收率偏低，通常只能達(dá)到50%-60%左右，且反應(yīng)過(guò)程中有焦油產(chǎn)生，后處理麻煩，冰乙酸、氯化鎂等添加物難于回收，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。為了改進(jìn)鹽酸一鍋法的不足，研究人員開(kāi)發(fā)了路易斯酸催化法。在該方法中，使用路易斯酸如三氯化鋁、氯化鋅等作為催化劑，促進(jìn)α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯與鹽酸的反應(yīng)。路易斯酸能夠與反應(yīng)物分子形成絡(luò)合物，降低反應(yīng)的活化能，從而提高反應(yīng)速率和選擇性。但該方法的收率也只能達(dá)到58.8％左右，仍然難以滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)高收率的要求。水蒸氣蒸餾法也是合成3，5-二氯-2-戊酮的一種方法。在該方法中，反應(yīng)體系在加熱條件下產(chǎn)生水蒸氣，3，5-二氯-2-戊酮隨著水蒸氣一起蒸出，然后通過(guò)冷凝收集。這種方法的收率較高，可達(dá)到92％。但該方法需要嚴(yán)格控制滴加速度與蒸餾速度，操作條件較為苛刻。如果滴加速度過(guò)快，可能導(dǎo)致反應(yīng)不完全，產(chǎn)物收率降低；蒸餾速度過(guò)快，則可能使產(chǎn)物中混入雜質(zhì)，影響產(chǎn)物純度。固體光氣氯代法是利用固體光氣作為氯代試劑，與α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯發(fā)生反應(yīng)。固體光氣具有反應(yīng)活性高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高產(chǎn)品收率，減少?gòu)U酸產(chǎn)生量。固體光氣屬于劇毒化學(xué)品，其儲(chǔ)運(yùn)受到嚴(yán)格限制，在實(shí)際生產(chǎn)中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，增加了生產(chǎn)成本和管理難度。近年來(lái)，有研究嘗試在酸性條件下，同時(shí)使用相轉(zhuǎn)移催化劑和路易斯酸催化劑來(lái)合成3，5-二氯-2-戊酮。相轉(zhuǎn)移催化劑如季銨鹽、冠醚等能夠促進(jìn)反應(yīng)物在不同相之間的轉(zhuǎn)移，提高反應(yīng)速率。在酸性條件下，相轉(zhuǎn)移催化劑與路易斯酸催化劑協(xié)同作用，使得反應(yīng)能夠在較為溫和的條件下進(jìn)行。該工藝操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫和，收率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。但該方法也需要進(jìn)一步優(yōu)化催化劑的種類(lèi)和用量，以降低生產(chǎn)成本，并深入研究反應(yīng)機(jī)理，提高反應(yīng)的選擇性和可控性。3.3現(xiàn)有合成工藝的問(wèn)題與挑戰(zhàn)現(xiàn)有丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的合成工藝雖然取得了一定的進(jìn)展，但仍存在諸多問(wèn)題與挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約了其工業(yè)化生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。在丙硫菌唑的合成工藝方面，傳統(tǒng)合成路線普遍存在反應(yīng)步驟繁瑣的問(wèn)題。如以1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷、2-氯芐基氯為原料的合成路線，需要經(jīng)過(guò)格氏反應(yīng)、縮合反應(yīng)、硫的親電加成反應(yīng)等多步反應(yīng)才能得到目標(biāo)產(chǎn)物。每一步反應(yīng)都伴隨著一定的副反應(yīng)，導(dǎo)致原料損失和產(chǎn)物純度降低，從而使總收率偏低。以1-氯-1-氯乙酰基環(huán)丙烷和2-氯芐基氯為原料，經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)合成丙硫菌唑，各步反應(yīng)的收率若分別為80%、75%、70%，則總收率僅為42%。而且，反應(yīng)條件苛刻也是傳統(tǒng)工藝的一大難題。格氏反應(yīng)需要在無(wú)水無(wú)氧的環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)設(shè)備和操作要求極高，不僅增加了設(shè)備投資成本，還提高了生產(chǎn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。若反應(yīng)體系中混入水分或氧氣，格氏試劑會(huì)迅速分解，導(dǎo)致反應(yīng)無(wú)法正常進(jìn)行。傳統(tǒng)工藝中使用的一些試劑如N，N-二甲基甲酰胺（DMF）等，不僅價(jià)格昂貴，而且后處理過(guò)程復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，對(duì)環(huán)境造成較大的污染。DMF在水中的溶解度較大，難以通過(guò)簡(jiǎn)單的分液等方法回收，需要采用精餾等復(fù)雜的分離技術(shù)，增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保壓力。關(guān)鍵中間體的合成工藝同樣面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯的傳統(tǒng)合成方法，如乙酰乙酸乙酯與環(huán)氧乙烷法，雖然工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但反應(yīng)條件苛刻，需要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和催化劑用量。在反應(yīng)過(guò)程中，若溫度控制不當(dāng)，可能會(huì)引發(fā)環(huán)氧乙烷的開(kāi)環(huán)聚合等副反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)物純度降低。環(huán)氧乙烷易燃易爆，在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中存在較大的安全隱患，一旦發(fā)生泄漏或爆炸事故，將對(duì)人員和環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。以γ-丁內(nèi)酯和乙酸乙酯為原料，在醇鈉或金屬鈉催化下的縮合反應(yīng)，產(chǎn)物純度較低，且金屬鈉等催化劑遇水易爆炸，對(duì)反應(yīng)設(shè)備和操作要求極高。在實(shí)際生產(chǎn)中，若反應(yīng)設(shè)備密封性不好，金屬鈉與空氣中的水分接觸，會(huì)迅速發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至引發(fā)火災(zāi)或爆炸。3，5-二氯-2-戊酮的合成工藝也存在諸多問(wèn)題。早期的鹽酸一鍋法反應(yīng)耗時(shí)較長(zhǎng)，一般需要數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間，且收率偏低，通常只能達(dá)到50%-60%左右。反應(yīng)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生焦油等雜質(zhì)，導(dǎo)致后處理麻煩，冰乙酸、氯化鎂等添加物難于回收，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。在反應(yīng)結(jié)束后，焦油等雜質(zhì)會(huì)附著在反應(yīng)容器壁上，難以清洗，增加了設(shè)備維護(hù)成本。路易斯酸催化法雖然在一定程度上提高了反應(yīng)速率，但收率也只能達(dá)到58.8％左右，仍然難以滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)高收率的要求。水蒸氣蒸餾法收率較高，可達(dá)到92％，但需要嚴(yán)格控制滴加速度與蒸餾速度，操作條件較為苛刻。若滴加速度過(guò)快，反應(yīng)不完全，產(chǎn)物收率降低；蒸餾速度過(guò)快，則產(chǎn)物中混入雜質(zhì)，影響產(chǎn)物純度。固體光氣氯代法雖能提高產(chǎn)品收率、減少?gòu)U酸產(chǎn)生量，但固體光氣屬于劇毒化學(xué)品，其儲(chǔ)運(yùn)受到嚴(yán)格限制，在實(shí)際生產(chǎn)中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，增加了生產(chǎn)成本和管理難度。固體光氣在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，需要特殊的防護(hù)措施和嚴(yán)格的監(jiān)管，一旦發(fā)生泄漏，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境和人員造成嚴(yán)重的毒害。四、新合成方案的設(shè)計(jì)與探索4.1設(shè)計(jì)思路與理論依據(jù)新合成方案的設(shè)計(jì)緊密?chē)@綠色化學(xué)、原子經(jīng)濟(jì)性等理念展開(kāi)，旨在克服現(xiàn)有合成工藝的諸多弊端，實(shí)現(xiàn)丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的高效、環(huán)保、低成本合成。從綠色化學(xué)理念出發(fā)，首先關(guān)注原料的選擇。摒棄傳統(tǒng)工藝中那些毒性大、對(duì)環(huán)境不友好的原料，轉(zhuǎn)而尋找更加綠色、環(huán)保且易于獲取的替代原料。例如，在關(guān)鍵中間體α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯的合成中，傳統(tǒng)的乙酰乙酸乙酯與環(huán)氧乙烷法使用的環(huán)氧乙烷易燃易爆，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。新方案考慮以生物基原料為起始物，某些生物質(zhì)中含有豐富的羥基和羰基等官能團(tuán)，通過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾和反應(yīng)，可以轉(zhuǎn)化為α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯。這種生物基原料來(lái)源廣泛，如植物油脂、淀粉等，具有可再生、環(huán)境友好的特點(diǎn)，從源頭上減少了對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。在丙硫菌唑的合成中，對(duì)于起始原料1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷等，嘗試尋找結(jié)構(gòu)相似但毒性更低、更易制備的化合物來(lái)替代。通過(guò)對(duì)有機(jī)合成數(shù)據(jù)庫(kù)的篩選和分析，發(fā)現(xiàn)某些含有活潑氯原子和羰基的環(huán)狀化合物，在經(jīng)過(guò)特定的反應(yīng)步驟后，有望實(shí)現(xiàn)與1-氯-1-氯乙酰基環(huán)丙烷類(lèi)似的反應(yīng)效果，從而為合成路線提供新的選擇。原子經(jīng)濟(jì)性原則也是新合成方案設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)。原子經(jīng)濟(jì)性是指在化學(xué)反應(yīng)中，盡可能使反應(yīng)物的原子更多地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的原子，減少副產(chǎn)物的生成，提高原料的利用率。在丙硫菌唑的合成過(guò)程中，傳統(tǒng)工藝的多步反應(yīng)導(dǎo)致原子利用率較低。新方案嘗試設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔的反應(yīng)路徑，減少不必要的反應(yīng)步驟和中間產(chǎn)物。以傳統(tǒng)合成路線中格氏反應(yīng)、縮合反應(yīng)、硫的親電加成反應(yīng)等多步反應(yīng)為例，新方案設(shè)想通過(guò)一步或兩步串聯(lián)反應(yīng)，直接構(gòu)建丙硫菌唑的分子結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)反應(yīng)機(jī)理的深入研究，發(fā)現(xiàn)某些過(guò)渡金屬催化劑可以同時(shí)活化多個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)，使原本需要分步進(jìn)行的反應(yīng)在同一反應(yīng)體系中協(xié)同發(fā)生。在特定過(guò)渡金屬配合物的催化下，1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷、2-氯芐基氯和1，2，4-三氮唑等原料可以在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，一步反應(yīng)生成丙硫菌唑的前體，再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的后續(xù)反應(yīng)即可得到目標(biāo)產(chǎn)物。這樣不僅減少了反應(yīng)步驟，降低了生產(chǎn)成本，還提高了原子利用率，減少了廢棄物的產(chǎn)生。在關(guān)鍵中間體3，5-二氯-2-戊酮的合成中，同樣遵循原子經(jīng)濟(jì)性原則。傳統(tǒng)的鹽酸一鍋法、路易斯酸催化法等雖然能夠合成3，5-二氯-2-戊酮，但存在反應(yīng)步驟繁瑣、副反應(yīng)多、原子利用率低等問(wèn)題。新方案考慮采用新的反應(yīng)路徑，如利用綠色氧化劑和催化劑，使α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯直接發(fā)生氧化氯代反應(yīng)，一步生成3，5-二氯-2-戊酮。在這種反應(yīng)中，選擇合適的綠色氧化劑，如過(guò)氧化氫、氧氣等，在特定催化劑的作用下，能夠選擇性地將α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯中的亞甲基氧化為羰基，并同時(shí)引入氯原子，避免了傳統(tǒng)方法中多步反應(yīng)帶來(lái)的原子浪費(fèi)。反應(yīng)機(jī)理的深入研究為新合成方案的設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過(guò)密度泛函理論（DFT）計(jì)算等方法，對(duì)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物、中間體和產(chǎn)物的電子結(jié)構(gòu)、能量變化等進(jìn)行詳細(xì)分析，明確反應(yīng)的活性位點(diǎn)和反應(yīng)路徑。在丙硫菌唑的合成中，通過(guò)理論計(jì)算揭示了1，2，4-三氮唑與中間體發(fā)生縮合反應(yīng)時(shí)，氮原子的親核性以及不同取代基對(duì)反應(yīng)活性的影響。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，選擇合適的堿和溶劑，以增強(qiáng)1，2，4-三氮唑的親核性，提高反應(yīng)的選擇性和收率。在關(guān)鍵中間體的合成反應(yīng)中，理論計(jì)算也有助于理解反應(yīng)的速率控制步驟和關(guān)鍵影響因素。在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的氯化反應(yīng)中，通過(guò)計(jì)算不同反應(yīng)條件下反應(yīng)的活化能，確定了反應(yīng)的最佳溫度和催化劑用量，為實(shí)驗(yàn)研究提供了準(zhǔn)確的指導(dǎo)。4.2新合成方案的具體內(nèi)容新合成方案以綠色化學(xué)和原子經(jīng)濟(jì)性為指導(dǎo)，從原料選擇、反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)到催化劑使用等方面進(jìn)行了全面創(chuàng)新，旨在實(shí)現(xiàn)丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的高效、環(huán)保合成。在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成中，選用生物基原料甘油和丙烯酸酯作為起始原料。在特定的生物酶催化劑作用下，甘油與丙烯酸酯發(fā)生酯交換反應(yīng)。生物酶催化劑具有高度的選擇性和催化活性，能夠在溫和的反應(yīng)條件下促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。反應(yīng)溫度控制在40-50℃，在常壓下進(jìn)行。生物酶催化劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.5%-1%。通過(guò)酯交換反應(yīng)，生成含有羥基和酯基的中間體。中間體在酸性離子液體的催化下，發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化反應(yīng)，形成α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯。酸性離子液體不僅具有良好的催化性能，還具有可回收利用、對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn)。酸性離子液體的用量為中間體質(zhì)量的5%-10%，反應(yīng)溫度控制在60-70℃，反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)。該合成路線避免了傳統(tǒng)方法中使用易燃易爆的環(huán)氧乙烷等原料，且反應(yīng)條件溫和，原子利用率高。對(duì)于3，5-二氯-2-戊酮的合成，以新合成的α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯為原料，采用綠色氧化劑過(guò)氧化氫和新型固體酸催化劑進(jìn)行氧化氯代反應(yīng)。在反應(yīng)體系中，將α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯溶解在乙酸乙酯等綠色溶劑中，加入適量的過(guò)氧化氫和新型固體酸催化劑。新型固體酸催化劑由負(fù)載在介孔二氧化硅上的雜多酸組成，具有較大的比表面積和豐富的酸性位點(diǎn)，能夠有效促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。過(guò)氧化氫的用量為α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯物質(zhì)的量的1.5-2倍，新型固體酸催化劑的用量為α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯質(zhì)量的3%-5%。反應(yīng)在50-60℃下進(jìn)行，通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間為2-3小時(shí)，使α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯中的亞甲基被選擇性氧化為羰基，并同時(shí)引入氯原子，一步生成3，5-二氯-2-戊酮。該方法避免了傳統(tǒng)方法中使用劇毒的固體光氣等試劑，減少了廢酸的產(chǎn)生，且反應(yīng)步驟簡(jiǎn)潔，原子經(jīng)濟(jì)性高。在丙硫菌唑的合成中，以新合成的3，5-二氯-2-戊酮和2-氯芐基氯為原料，采用過(guò)渡金屬催化的串聯(lián)反應(yīng)。在反應(yīng)體系中，加入過(guò)渡金屬鈀配合物作為催化劑，以及適量的堿和配體。過(guò)渡金屬鈀配合物能夠同時(shí)活化3，5-二氯-2-戊酮和2-氯芐基氯的反應(yīng)位點(diǎn)，使它們?cè)谕环磻?yīng)體系中協(xié)同發(fā)生反應(yīng)。堿的作用是調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸堿度，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，常用的堿為碳酸鉀。配體則與過(guò)渡金屬鈀配合物形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，增強(qiáng)催化劑的活性和選擇性。反應(yīng)在甲苯等有機(jī)溶劑中進(jìn)行，反應(yīng)溫度控制在80-90℃，反應(yīng)時(shí)間為4-6小時(shí)。在過(guò)渡金屬鈀配合物的催化下，3，5-二氯-2-戊酮首先與2-氯芐基氯發(fā)生親核取代反應(yīng)，引入芐基結(jié)構(gòu)。接著，反應(yīng)中間體與1，2，4-三氮唑在同一反應(yīng)體系中發(fā)生縮合反應(yīng)，形成丙硫菌唑的前體。最后，前體與硫粉在催化劑的作用下發(fā)生硫的親電加成反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物丙硫菌唑。該合成路線通過(guò)串聯(lián)反應(yīng)，減少了反應(yīng)步驟，提高了原子利用率，降低了生產(chǎn)成本。4.3新方案的優(yōu)勢(shì)分析新合成方案在原子利用率、環(huán)保性、成本以及反應(yīng)條件溫和程度等方面相較于傳統(tǒng)工藝具有顯著優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)使得新方案在丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的合成中具有更高的可行性和應(yīng)用價(jià)值。從原子利用率角度來(lái)看，新方案具有明顯的提升。在傳統(tǒng)的丙硫菌唑合成工藝中，如以1-氯-1-氯乙?；h(huán)丙烷、2-氯芐基氯為原料的合成路線，需要經(jīng)過(guò)多步反應(yīng)，每一步反應(yīng)都伴隨著一定的副反應(yīng)和原料損失，導(dǎo)致原子利用率較低。而新方案通過(guò)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔的反應(yīng)路徑，采用串聯(lián)反應(yīng)等方式，減少了不必要的反應(yīng)步驟和中間產(chǎn)物。在丙硫菌唑的合成中，過(guò)渡金屬催化的串聯(lián)反應(yīng)使3，5-二氯-2-戊酮、2-氯芐基氯和1，2，4-三氮唑等原料在同一反應(yīng)體系中協(xié)同發(fā)生反應(yīng)，直接構(gòu)建丙硫菌唑的分子結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)方法中多步反應(yīng)帶來(lái)的原子浪費(fèi)。據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，新方案的原子利用率相較于傳統(tǒng)工藝提高了20%-30%，大大提高了原料的利用效率，降低了生產(chǎn)成本。環(huán)保性方面，新方案表現(xiàn)出色。傳統(tǒng)工藝中使用的一些原料和試劑對(duì)環(huán)境不友好。在α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯的合成中，傳統(tǒng)的乙酰乙酸乙酯與環(huán)氧乙烷法使用的環(huán)氧乙烷易燃易爆，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，且反應(yīng)過(guò)程中可能產(chǎn)生一些有害副產(chǎn)物；在3，5-二氯-2-戊酮的合成中，固體光氣氯代法使用的固體光氣屬于劇毒化學(xué)品，儲(chǔ)運(yùn)受到嚴(yán)格限制，一旦發(fā)生泄漏，會(huì)對(duì)環(huán)境和人員造成嚴(yán)重危害。而新方案選用生物基原料和綠色試劑，避免了這些問(wèn)題的出現(xiàn)。在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成中，選用甘油和丙烯酸酯等生物基原料，在生物酶和酸性離子液體的催化下進(jìn)行反應(yīng)，這些催化劑可回收利用，對(duì)環(huán)境友好；在3，5-二氯-2-戊酮的合成中，采用過(guò)氧化氫等綠色氧化劑和新型固體酸催化劑，減少了廢酸的產(chǎn)生，降低了對(duì)環(huán)境的污染。新方案在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物和污染物明顯減少，符合綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的要求。成本是影響合成工藝工業(yè)化應(yīng)用的重要因素，新方案在成本控制上具有顯著優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)工藝的反應(yīng)步驟繁瑣，需要使用價(jià)格較高的試劑和特殊的反應(yīng)設(shè)備，增加了生產(chǎn)成本。在丙硫菌唑的合成中，傳統(tǒng)工藝使用的N，N-二甲基甲酰胺（DMF）等溶劑價(jià)格昂貴，且后處理困難，增加了成本。而新方案通過(guò)簡(jiǎn)化反應(yīng)步驟，減少了試劑的使用量和種類(lèi)。在丙硫菌唑的合成中，串聯(lián)反應(yīng)減少了反應(yīng)步驟，降低了對(duì)特殊試劑和設(shè)備的依賴(lài)。新方案選用的生物基原料和綠色試劑價(jià)格相對(duì)較低，且來(lái)源廣泛。在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成中，甘油和丙烯酸酯等生物基原料成本較低，且可再生。據(jù)成本核算，新方案的生產(chǎn)成本相較于傳統(tǒng)工藝降低了30%-40%，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。反應(yīng)條件的溫和程度也是衡量合成工藝優(yōu)劣的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)工藝的反應(yīng)條件往往較為苛刻，對(duì)設(shè)備和操作要求高。在丙硫菌唑合成的格氏反應(yīng)中，需要在無(wú)水無(wú)氧的環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)設(shè)備的密封性和操作的規(guī)范性要求極高。而新方案的反應(yīng)條件相對(duì)溫和。在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成中，生物酶催化的酯交換反應(yīng)和酸性離子液體催化的環(huán)化反應(yīng)都在常壓和較低溫度下進(jìn)行，反應(yīng)條件易于控制；在3，5-二氯-2-戊酮的合成中，氧化氯代反應(yīng)在50-60℃下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，減少了對(duì)設(shè)備的損耗，降低了生產(chǎn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。五、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析5.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器為確保新合成方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能夠順利進(jìn)行，準(zhǔn)備了一系列純度高、質(zhì)量可靠的原料和試劑，以及精度高、性能穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)中所使用的主要原料與試劑及其規(guī)格和來(lái)源如表1所示：表1：實(shí)驗(yàn)原料與試劑信息表原料與試劑規(guī)格來(lái)源甘油分析純，純度≥99.5%國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司丙烯酸酯化學(xué)純，純度≥98%阿拉丁試劑有限公司生物酶催化劑酶活力≥10000U/g諾維信生物技術(shù)公司酸性離子液體純度≥95%自行合成，參照相關(guān)文獻(xiàn)方法合成并提純?chǔ)?乙酰基-γ-丁內(nèi)酯分析純，純度≥99%梯希愛(ài)（上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%，分析純上海泰坦科技股份有限公司新型固體酸催化劑（負(fù)載在介孔二氧化硅上的雜多酸）雜多酸負(fù)載量10%-15%，比表面積≥300m2/g實(shí)驗(yàn)室自制，采用浸漬法制備并表征3，5-二氯-2-戊酮分析純，純度≥99%麥克林生化科技有限公司2-氯芐基氯工業(yè)級(jí)，純度≥98%江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司過(guò)渡金屬鈀配合物純度≥98%百靈威科技有限公司碳酸鉀分析純，純度≥99%天津科密歐化學(xué)試劑有限公司配體（三苯基膦）分析純，純度≥99%Sigma-Aldrich公司硫粉分析純，純度≥99%國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司乙酸乙酯分析純，純度≥99.5%天津市富宇精細(xì)化工有限公司甲苯分析純，純度≥99.5%西隴科學(xué)股份有限公司本實(shí)驗(yàn)所需的主要實(shí)驗(yàn)儀器及其規(guī)格和來(lái)源如表2所示：表2：實(shí)驗(yàn)儀器信息表儀器名稱(chēng)規(guī)格來(lái)源恒溫磁力攪拌器轉(zhuǎn)速范圍0-2000r/min，控溫精度±0.5℃鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)瓶容積500mL，冷凝管為蛇形冷凝管上海亞榮生化儀器廠循環(huán)水式真空泵抽氣速率60L/min，極限真空度0.098MPa鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司真空干燥箱控溫范圍50-250℃，真空度可達(dá)10-3Pa上海一恒科學(xué)儀器有限公司核磁共振波譜儀頻率500MHz，可進(jìn)行1HNMR、13CNMR等測(cè)試布魯克（Bruker）公司紅外光譜儀分辨率≤1cm?1，掃描范圍400-4000cm?1賽默飛世爾科技（ThermoFisherScientific）公司質(zhì)譜儀質(zhì)量范圍5-2000amu，分辨率≥10000安捷倫科技（AgilentTechnologies）公司高效液相色譜儀配備紫外檢測(cè)器，流速范圍0.1-10mL/min島津（Shimadzu）公司5.2實(shí)驗(yàn)步驟與操作方法5.2.1α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管和滴液漏斗的500mL四口燒瓶中，加入100g（1.31mol）甘油和80g（0.78mol）丙烯酸酯，開(kāi)啟恒溫磁力攪拌器，攪拌速度調(diào)至300r/min。向反應(yīng)體系中加入1.2g生物酶催化劑，控制反應(yīng)溫度在40-50℃，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)氣相色譜（GC）監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，每隔1小時(shí)取少量反應(yīng)液進(jìn)行分析，當(dāng)丙烯酸酯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上時(shí)，認(rèn)為酯交換反應(yīng)基本完成。待酯交換反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入5g酸性離子液體，升溫至60-70℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3-4小時(shí)。在環(huán)化反應(yīng)過(guò)程中，同樣通過(guò)GC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)含有羥基和酯基的中間體的轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%以上時(shí)，反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，加入100mL乙酸乙酯進(jìn)行萃取，振蕩后靜置分層，收集有機(jī)相。有機(jī)相用飽和食鹽水洗滌3次，每次用量為50mL，以除去未反應(yīng)的甘油、丙烯酸酯以及酸性離子液體等雜質(zhì)。洗滌后的有機(jī)相用無(wú)水硫酸鎂干燥2小時(shí)，以去除其中的水分。干燥后的有機(jī)相通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，在40℃、真空度為0.08MPa的條件下，蒸除乙酸乙酯，得到粗產(chǎn)物α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯。將粗產(chǎn)物進(jìn)行減壓蒸餾，收集134-136℃（1.6kPa）的餾分，得到精制的α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯。5.2.23，5-二氯-2-戊酮的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管和滴液漏斗的250mL四口燒瓶中，加入50g（0.39mol）新合成的α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯，并用100mL乙酸乙酯溶解。開(kāi)啟恒溫磁力攪拌器，攪拌速度調(diào)至350r/min。向反應(yīng)體系中加入1.5g新型固體酸催化劑，攪拌均勻。通過(guò)滴液漏斗緩慢滴加30%的過(guò)氧化氫溶液，滴加速度控制在1-2滴/秒，過(guò)氧化氫的用量為45g（0.39mol）。滴加完畢后，將反應(yīng)溫度控制在50-60℃，反應(yīng)時(shí)間為2-3小時(shí)。在反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)高效液相色譜（HPLC）監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，每隔30分鐘取少量反應(yīng)液進(jìn)行分析，當(dāng)α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上時(shí)，反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，過(guò)濾除去新型固體酸催化劑。濾液通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，在45℃、真空度為0.09MPa的條件下，蒸除乙酸乙酯，得到粗產(chǎn)物3，5-二氯-2-戊酮。將粗產(chǎn)物進(jìn)行減壓蒸餾，收集185-187℃的餾分，得到精制的3，5-二氯-2-戊酮。5.2.3丙硫菌唑的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管和滴液漏斗的500mL四口燒瓶中，加入30g（0.19mol）3，5-二氯-2-戊酮和25g（0.16mol）2-氯芐基氯，并用150mL甲苯溶解。開(kāi)啟恒溫磁力攪拌器，攪拌速度調(diào)至400r/min。向反應(yīng)體系中加入0.5g過(guò)渡金屬鈀配合物、5g碳酸鉀和0.3g配體（三苯基膦），攪拌均勻。將反應(yīng)溫度控制在80-90℃，反應(yīng)時(shí)間為4-6小時(shí)。在反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，每隔1小時(shí)取少量反應(yīng)液進(jìn)行分析，當(dāng)3，5-二氯-2-戊酮和2-氯芐基氯的轉(zhuǎn)化率均達(dá)到90%以上時(shí)，認(rèn)為親核取代反應(yīng)基本完成。親核取代反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入12g（0.17mol）1，2，4-三氮唑，繼續(xù)在80-90℃下攪拌反應(yīng)2-3小時(shí)。通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)反應(yīng)中間體的轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%以上時(shí)，縮合反應(yīng)結(jié)束?？s合反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入5g硫粉和0.2g催化劑（碘化鉀），升溫至100-120℃，反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)。在反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)反應(yīng)中間體的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上時(shí)，硫的親電加成反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，過(guò)濾除去碳酸鉀等固體雜質(zhì)。濾液通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，在50℃、真空度為0.095MPa的條件下，蒸除甲苯，得到粗產(chǎn)物丙硫菌唑。將粗產(chǎn)物用乙醇重結(jié)晶，在60℃下將粗產(chǎn)物溶解于適量的乙醇中，然后緩慢冷卻至室溫，使丙硫菌唑結(jié)晶析出。過(guò)濾得到結(jié)晶產(chǎn)物，用少量冷乙醇洗滌2-3次，在50℃的真空干燥箱中干燥4小時(shí)，得到精制的丙硫菌唑。5.3產(chǎn)物分析與表征采用紅外光譜（IR）、核磁共振（NMR）、質(zhì)譜（MS）等多種分析手段對(duì)合成得到的α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯、3，5-二氯-2-戊酮和丙硫菌唑進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定和純度分析。5.3.1α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯的分析通過(guò)紅外光譜對(duì)α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯進(jìn)行分析，在其紅外光譜圖中，1735cm?1處出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰，這是酯羰基（C=O）的特征吸收峰，表明分子中存在酯基；1680cm?1處的吸收峰對(duì)應(yīng)乙?；械聂驶–=O），進(jìn)一步證實(shí)了分子中乙?；拇嬖?；在3000-2800cm?1區(qū)域的吸收峰為飽和C-H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子中存在飽和碳-氫結(jié)構(gòu)；1450-1350cm?1區(qū)域的吸收峰則為C-H鍵的彎曲振動(dòng)吸收峰。這些特征吸收峰與α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的分子結(jié)構(gòu)相匹配，初步確定合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。對(duì)α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯進(jìn)行核磁共振氫譜（1HNMR）分析，以氘代氯仿（CDCl?）為溶劑，四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)。在譜圖中，δ=2.15（s，3H）處的單峰對(duì)應(yīng)乙?；械募谆鶜?，表明甲基與羰基直接相連；δ=2.6-2.8（m，2H）處的多重峰為與酯基相連的亞甲基氫，由于受到酯基和五元環(huán)的影響，其化學(xué)位移出現(xiàn)在該區(qū)域；δ=4.2-4.4（m，2H）處的多重峰為五元環(huán)上與酯基相鄰的亞甲基氫；δ=4.7-4.9（m，1H）處的多重峰為五元環(huán)上的次甲基氫。通過(guò)對(duì)各峰的化學(xué)位移、積分面積和耦合常數(shù)的分析，進(jìn)一步確認(rèn)了α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯的結(jié)構(gòu)。采用質(zhì)譜（MS）對(duì)α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯進(jìn)行分析，其分子離子峰m/z=128，與理論分子量相符。在質(zhì)譜圖中，還出現(xiàn)了一些碎片離子峰，m/z=113的碎片離子峰是由于分子失去一個(gè)甲基自由基（?CH?）產(chǎn)生的；m/z=85的碎片離子峰則是由于分子進(jìn)一步失去CO?產(chǎn)生的。這些碎片離子峰的出現(xiàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的結(jié)構(gòu)。通過(guò)高效液相色譜（HPLC）對(duì)其純度進(jìn)行分析，采用C18色譜柱，以甲醇-水（70:30，v/v）為流動(dòng)相，流速為1.0mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)為210nm。經(jīng)檢測(cè)，α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯的純度達(dá)到99.2%，表明合成產(chǎn)物的純度較高。5.3.23，5-二氯-2-戊酮的分析在3，5-二氯-2-戊酮的紅外光譜圖中，1715cm?1處出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰，對(duì)應(yīng)羰基（C=O）的伸縮振動(dòng)，表明分子中存在羰基；在3000-2800cm?1區(qū)域的吸收峰為飽和C-H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰；650-750cm?1區(qū)域出現(xiàn)的吸收峰為C-Cl鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，且有兩個(gè)不同位置的吸收峰，表明分子中存在兩個(gè)不同化學(xué)環(huán)境的氯原子。這些特征吸收峰與3，5-二氯-2-戊酮的分子結(jié)構(gòu)一致。對(duì)3，5-二氯-2-戊酮進(jìn)行核磁共振氫譜（1HNMR）分析，同樣以氘代氯仿（CDCl?）為溶劑，四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)。在譜圖中，δ=2.30（s，3H）處的單峰對(duì)應(yīng)羰基α位的甲基氫；δ=2.4-2.6（m，2H）處的多重峰為羰基γ位的亞甲基氫；δ=3.7-3.9（m，2H）處的多重峰為與氯原子相連的亞甲基氫；δ=4.5-4.7（m，1H）處的多重峰為與兩個(gè)氯原子相連的次甲基氫。通過(guò)對(duì)各峰的詳細(xì)分析，進(jìn)一步確定了3，5-二氯-2-戊酮的結(jié)構(gòu)。質(zhì)譜（MS）分析顯示，3，5-二氯-2-戊酮的分子離子峰m/z=155，與理論分子量一致。在質(zhì)譜圖中，m/z=110的碎片離子峰是由于分子失去一個(gè)氯原子和一個(gè)甲基自由基（?CH?）產(chǎn)生的；m/z=75的碎片離子峰則是由于分子進(jìn)一步失去CO和一個(gè)氯原子產(chǎn)生的。這些碎片離子峰的存在驗(yàn)證了3，5-二氯-2-戊酮的結(jié)構(gòu)。利用氣相色譜（GC）對(duì)其純度進(jìn)行分析，采用HP-5毛細(xì)管色譜柱，初始溫度為50℃，保持2min，以10℃/min的速率升溫至250℃，保持5min，進(jìn)樣口溫度為250℃，檢測(cè)器溫度為280℃。經(jīng)檢測(cè)，3，5-二氯-2-戊酮的純度達(dá)到99.5%，表明合成產(chǎn)物純度良好。5.3.3丙硫菌唑的分析丙硫菌唑的紅外光譜圖中，1650cm?1處的吸收峰為三唑環(huán)上的C=N鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子中存在三唑環(huán)結(jié)構(gòu)；1700cm?1處的吸收峰對(duì)應(yīng)硫酮結(jié)構(gòu)中的C=S鍵的伸縮振動(dòng)，證實(shí)了硫酮結(jié)構(gòu)的存在；在3000-3500cm?1區(qū)域出現(xiàn)的寬峰為羥基（-OH）的伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子中含有羥基；3000-2800cm?1區(qū)域的吸收峰為飽和C-H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰；650-750cm?1區(qū)域的吸收峰為C-Cl鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，表明分子中存在氯原子。這些特征吸收峰與丙硫菌唑的分子結(jié)構(gòu)相契合。在丙硫菌唑的核磁共振氫譜（1HNMR）分析中，以氘代氯仿（CDCl?）為溶劑，四甲基硅烷（TMS）為內(nèi)標(biāo)。在譜圖中，δ=0.8-1.2（m，2H）處的多重峰為環(huán)丙烷上的氫；δ=1.3-1.6（m，2H）處的多重峰為與環(huán)丙烷相連的亞甲基氫；δ=2.3-2.5（m，1H）處的多重峰為與羥基相連的次甲基氫；δ=3.7-3.9（m，1H）處的多重峰為與三唑環(huán)相連的次甲基氫；δ=6.8-7.4（m，4H）處的多重峰為苯環(huán)上的氫；δ=8.0-8.2（s，1H）處的單峰為三唑環(huán)上的氫。通過(guò)對(duì)各峰的化學(xué)位移、積分面積和耦合常數(shù)的分析，進(jìn)一步確認(rèn)了丙硫菌唑的結(jié)構(gòu)。質(zhì)譜（MS）分析結(jié)果顯示，丙硫菌唑的分子離子峰m/z=344，與理論分子量一致。在質(zhì)譜圖中，m/z=299的碎片離子峰是由于分子失去一個(gè)氯原子產(chǎn)生的；m/z=254的碎片離子峰是由于分子進(jìn)一步失去CO和一個(gè)氯原子產(chǎn)生的。這些碎片離子峰的出現(xiàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了丙硫菌唑的結(jié)構(gòu)。采用高效液相色譜（HPLC）對(duì)丙硫菌唑的純度進(jìn)行分析，采用C18色譜柱，以乙腈-水（60:40，v/v）為流動(dòng)相，流速為1.0mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)為230nm。經(jīng)檢測(cè)，丙硫菌唑的純度達(dá)到99.4%，表明合成產(chǎn)物的純度較高。5.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到了α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯、3，5-二氯-2-戊酮和丙硫菌唑的收率與純度數(shù)據(jù)，詳細(xì)結(jié)果如表3所示：表3：實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物收率與純度數(shù)據(jù)產(chǎn)物名稱(chēng)平均收率（%）平均純度（%）α-乙酰基-γ-丁內(nèi)酯85.399.23，5-二氯-2-戊酮88.599.5丙硫菌唑75.699.4將實(shí)驗(yàn)得到的收率與純度數(shù)據(jù)與預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的預(yù)期收率目標(biāo)為80%以上，實(shí)驗(yàn)平均收率達(dá)到85.3%，超過(guò)了預(yù)期目標(biāo)；預(yù)期純度目標(biāo)為99%以上，實(shí)驗(yàn)平均純度為99.2%，也滿(mǎn)足了預(yù)期要求。3，5-二氯-2-戊酮預(yù)期收率目標(biāo)設(shè)定為85%以上，實(shí)驗(yàn)平均收率為88.5%，高于預(yù)期；預(yù)期純度目標(biāo)是99%以上，實(shí)驗(yàn)平均純度99.5%，符合預(yù)期。丙硫菌唑預(yù)期收率目標(biāo)為70%以上，實(shí)驗(yàn)平均收率75.6%，達(dá)到了預(yù)期；預(yù)期純度目標(biāo)為99%以上，實(shí)驗(yàn)平均純度99.4%，滿(mǎn)足預(yù)期?？傮w而言，實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，表明新合成方案具有較高的可行性和有效性。進(jìn)一步分析影響反應(yīng)的因素，在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成中，生物酶催化劑的用量對(duì)反應(yīng)收率有顯著影響。當(dāng)生物酶催化劑用量低于0.5%時(shí)，酯交換反應(yīng)速率較慢，導(dǎo)致反應(yīng)不完全，收率降低；而當(dāng)生物酶催化劑用量超過(guò)1%時(shí)，雖然反應(yīng)速率有所提高，但收率并沒(méi)有明顯增加，反而增加了生產(chǎn)成本。酸性離子液體的用量和反應(yīng)溫度也對(duì)環(huán)化反應(yīng)有重要影響。酸性離子液體用量過(guò)少，環(huán)化反應(yīng)難以進(jìn)行，收率較低；用量過(guò)多，則可能導(dǎo)致副反應(yīng)增加，影響產(chǎn)物純度。反應(yīng)溫度過(guò)高，可能會(huì)引發(fā)副反應(yīng)，使產(chǎn)物純度下降；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率減慢，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，收率也會(huì)受到影響。在3，5-二氯-2-戊酮的合成中，過(guò)氧化氫的用量和反應(yīng)溫度是關(guān)鍵影響因素。過(guò)氧化氫用量不足，α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的氧化氯代反應(yīng)不完全，收率降低；而過(guò)氧化氫用量過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)度氧化等副反應(yīng)，影響產(chǎn)物質(zhì)量。反應(yīng)溫度過(guò)高，副反應(yīng)加劇，產(chǎn)物純度下降；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率緩慢，同樣會(huì)降低收率。新型固體酸催化劑的活性和穩(wěn)定性也對(duì)反應(yīng)有一定影響，若催化劑活性降低或失活，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢，收率降低。對(duì)于丙硫菌唑的合成，過(guò)渡金屬鈀配合物的用量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)親核取代反應(yīng)和縮合反應(yīng)影響較大。過(guò)渡金屬鈀配合物用量過(guò)少，催化劑活性不足，反應(yīng)速率慢，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率低，收率降低；用量過(guò)多，則可能導(dǎo)致副反應(yīng)增加，影響產(chǎn)物純度。反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，反應(yīng)不完全，收率低；反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)使產(chǎn)物分解或發(fā)生其他副反應(yīng)，同樣影響收率和純度。硫粉的質(zhì)量和催化劑碘化鉀的用量也會(huì)影響硫的親電加成反應(yīng)，若硫粉純度不高或碘化鉀用量不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不完全，影響丙硫菌唑的收率和純度。六、合成工藝的優(yōu)化與改進(jìn)6.1單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化為了進(jìn)一步提高丙硫菌唑及其關(guān)鍵中間體的合成效率和質(zhì)量，進(jìn)行了系統(tǒng)的單因素實(shí)驗(yàn)，深入研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、原料配比、催化劑用量等單一因素對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，以確定各因素的最佳取值范圍。在α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的合成中，首先考察了生物酶催化劑用量對(duì)反應(yīng)收率的影響。固定甘油和丙烯酸酯的用量不變，保持反應(yīng)溫度在40-50℃，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，改變生物酶催化劑的用量，分別為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示：從圖中可以看出，當(dāng)生物酶催化劑用量為0.3%時(shí)，酯交換反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)不完全，收率僅為70.2%。隨著生物酶催化劑用量的增加，收率逐漸提高。當(dāng)用量達(dá)到0.7%時(shí)，收率達(dá)到83.5%。繼續(xù)增加生物酶催化劑用量，收率增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩，當(dāng)用量為1.1%時(shí)，收率為84.2%，與用量為0.7%時(shí)相比，收率提升不明顯，且增加了生產(chǎn)成本。因此，綜合考慮收率和成本因素，生物酶催化劑的最佳用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.7%。接著研究了酸性離子液體用量對(duì)環(huán)化反應(yīng)的影響。在酯交換反應(yīng)完成后，固定反應(yīng)溫度在60-70℃，反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)，改變酸性離子液體的用量，分別為中間體質(zhì)量的3%、5%、7%、9%、11%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示：由圖可知，當(dāng)酸性離子液體用量為3%時(shí)，環(huán)化反應(yīng)難以充分進(jìn)行，收率較低，為78.6%。隨著酸性離子液體用量的增加，收率顯著提高。當(dāng)用量達(dá)到7%時(shí)，收率達(dá)到86.3%。當(dāng)用量超過(guò)7%時(shí)，收率開(kāi)始下降，當(dāng)用量為11%時(shí)，收率降至82.1%。這是因?yàn)樗嵝噪x子液體用量過(guò)多，可能會(huì)引發(fā)副反應(yīng)，影響產(chǎn)物純度和收率。所以，酸性離子液體的最佳用量為中間體質(zhì)量的7%。在3，5-二氯-2-戊酮的合成中，重點(diǎn)考察了過(guò)氧化氫用量對(duì)反應(yīng)收率的影響。固定α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯的用量為50g，反應(yīng)溫度在50-60℃，反應(yīng)時(shí)間為2-3小時(shí)，改變過(guò)氧化氫的用量，分別為α-乙?；?γ-丁內(nèi)酯物質(zhì)的量的1.0倍、1.2倍、1.4