1、1.1. 鄰硝基對(duì)甲砜基苯甲酸的研究背景鄰硝基對(duì)甲砜基苯甲酸的重要性源于其是合成甲基磺草酮的重要中間體，而甲基磺草酮?jiǎng)t是一種具有重要意義的農(nóng)藥的主要成分。甲基磺草酮是瑞士的先正達(dá)公司開發(fā)的三酮類除草劑，是繼吡唑類除草劑之后的另一類hppd抑制劑，并以商品名callisto（米斯通）于2001年在歐洲銷售，同年通過美國環(huán)境保護(hù)局的批準(zhǔn)，其單劑及混劑于2002年在歐盟各國與美國銷售并獲得廣泛應(yīng)用。我國玉米田田播種面積約占旱田播種面積的1/3，玉米產(chǎn)量約占糧食作物總產(chǎn)量的1/4，每年我國玉米草害面積約達(dá)700萬公頃以上。現(xiàn)用的玉米田除草劑品種較多，但多為苗前使用，如乙草胺、莠去津等，使用效果受環(huán)境影

2、響較大，前者主要防治一年生禾本科雜草，對(duì)雙子葉草防效差；后者在土壤中持效期長，用藥量高時(shí)易傷害后茬作物（如大豆、花生、棉花、甜菜等）。苗后除草劑主要是溴苯腈等少數(shù)正在推廣階段的品種。甲基磺草酮會(huì)使植物分生組織在3-5天后，出現(xiàn)黃化癥狀隨之引起枯斑，繼而整株植物死亡。適用于玉米地雜草的清除，本品的特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境無影響，降雨不影響其藥效，對(duì)玉米無不良影響。因此，甲基磺草酮的開發(fā)對(duì)我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。玉米田主要有馬唐、牛筋草、狗尾草、反枝莧、黎、鐵莧菜、打碗花等單、雙子葉雜草。它們生長迅速，生長量大，與玉米爭水、爭肥、爭空間，對(duì)玉米苗期生長危害較大，造成苗瘦、苗弱，影響產(chǎn)量達(dá)1030%，

3、因此，進(jìn)行化學(xué)除草勢在必行?，F(xiàn)在中國玉米田除草劑的當(dāng)家品種主要是阿特拉津和乙草胺，阿特拉津在土壤中的殘留較大，乙草胺主要防治一年生禾本科雜草，對(duì)雙子葉雜草防效較差，且它們主要用于芽前，而呼聲很高的煙嘧磺隆因其生產(chǎn)成本太高（生產(chǎn)成本為20萬元/噸），畝用藥成本在6元以上，且僅能防除小草，對(duì)大草無效，對(duì)氣溫和雨水要求也較高，限于我國農(nóng)民的承受力，推廣應(yīng)用前景不理想。而甲基磺草酮?jiǎng)t不然。甲基磺草酮是玉米田闊葉除草劑，既可用于芽前也可用于芽后，有內(nèi)吸性，能有效防除玉米田一年生闊葉雜草和一些禾本科雜草，如苘麻、蒼耳、刺莧、藜屬雜草、地膚、蓼屬雜草、芥菜、稗草、繁縷、馬唐等，不僅對(duì)玉米安全，而且對(duì)環(huán)境、后

4、茬作物安全，對(duì)磺酰脲除草劑產(chǎn)生抗性的雜草有效。與煙嘧磺隆相比，它的用藥量稍大，但速效性很好，不僅可以防小草，對(duì)大草也很有效，用藥成本也低。原材料成本約為9.6萬元/噸，生產(chǎn)成本約為12.6萬元/噸；我國目前玉米田除草劑通常價(jià)格約為5元/畝，甲基磺草酮每畝用藥量為7.5-10克，按每畝售價(jià)5元計(jì)，原藥價(jià)格在35-50萬元/噸。原藥售價(jià)僅按25萬元計(jì)，每噸利稅可達(dá)12萬，若年產(chǎn)100噸，可產(chǎn)生利稅1200萬元，經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)十分顯著。由上可知，甲基磺草酮的開發(fā)對(duì)于農(nóng)業(yè)除雜草和經(jīng)濟(jì)方面都有一定的推動(dòng)作用。而根據(jù)相關(guān)資料顯示，甲基磺草酮以其殺草譜廣、 活性高、 可混性強(qiáng)， 對(duì)后茬作物安全、 使用靈活、環(huán)

5、境相容性強(qiáng)等特點(diǎn)在我國具有極好的市場前景。而鄰硝基對(duì)甲砜基苯甲酸是制備甲基磺草酮的重要的化工中間體， 國內(nèi)外有許多關(guān)于相關(guān)的研究報(bào)道。因此，鄰硝基對(duì)甲砜基苯甲酸的合成也顯得尤為重要。第2章 小試的研究設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)以鄰硝基對(duì)甲砜基甲苯為直接原料，通過消化、氧化得到目標(biāo)產(chǎn)物鄰硝基對(duì)甲砜基苯甲酸。2.1. 相關(guān)物質(zhì)的理化性質(zhì)表 2-1相關(guān)物質(zhì)理化性質(zhì)表名稱分子量性狀熔點(diǎn)沸點(diǎn)密度g/cm3cas號(hào)鄰硝基對(duì)甲砜基甲苯215.22白色結(jié)晶粉末123387.8 at 760 mmhg1.353185-99-7鄰硝基對(duì)甲砜基苯甲酸245.22無色或灰黃色針狀晶體204-206497.8 at 760 mmhg

6、1.576110964-79-9濃硫酸98.07無色油狀液體103381.847664-93-9濃硝酸63.01無色液體-42831.47697-37-2五氧化二釩182土黃色固體69017503.351314-62-12.2. 反應(yīng)方程式以及原料配比配比要求如下：氧化劑：濃硝酸、空氣，用量為化學(xué)計(jì)量的二倍催化劑：五氧化二釩，用量為原料的4%左右介質(zhì)：70%的硫酸，用量為原料的8倍2.2方程式2.3配比設(shè)計(jì)過程根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及方程式可知，原料和催化劑、溶劑用量的比值為：n（鄰硝基對(duì)甲砜基甲苯）：n（硝酸）：n（硫酸）：n（五氧化二釩）=1：4：8：0.04反應(yīng)器容積為500ml，令原料鄰硝基對(duì)

7、甲砜基甲苯的量為n mol。則硝酸的量為4n mol，硫酸的量為8n mol，催化劑的量為0.04n mol。根據(jù)反應(yīng)液體積不超過反應(yīng)器容積的2/3可得：v（硫酸）+v（硝酸）500 x =333 ml，為使反應(yīng)更加安全快速，可取反應(yīng)液體積為100 ml，則有：+=100解得n=0.165，故各物質(zhì)的用量為：表 2-2原料配比表物質(zhì)鄰硝基對(duì)甲砜基甲苯硝酸硫酸五氧化二釩物質(zhì)的量n（mol）0.16500.66001.32000.0066質(zhì)量（體積）35.5 g29.7 ml70.4 ml1.2 g2.3. 實(shí)驗(yàn)過程：3.1反應(yīng)過程及裝置圖將35.5 g鄰硝基對(duì)甲砜基甲苯和1.2 g五氧化二釩置于500 ml的反應(yīng)瓶中，并加入70.4