媒體聚焦 | 科技日報:脫氯“魔術手”讓農藥車間變“綠色實驗室”

來源: 科技日報
作者: 江耘 ?陳曼姣
日期: 2025-03-27

樹木花卉錯落有致,廠區空氣清新無異味,智能化車間干凈敞亮……走進位于金華東陽的浙江埃森化學有限公司(以下簡稱“浙江埃森化學”),訪客單憑感官,很難猜出這家毗鄰橫店影視城的企業,生產的是專門除雜草的農藥。

“這條基于電化學脫氯加氫合成技術的3,6-二氯吡啶甲酸工業生產線已經穩定運行15年,近3年累計產值4.05億元。”近日,浙江埃森化學相關負責人告訴記者。公司與浙江工業大學(以下簡稱“浙工大”)有機電化學合成創新團隊連續多年合作,使得該產線年產量從最初的50噸擴大到了如今的1000噸。

吡啶類農藥是廣泛應用于小麥、水稻、玉米、大豆等農作物的新型除草劑,需求量在全球范圍內保持增長。相較于百草枯、敵敵畏等傳統農藥,它具有高活性、低毒性、低殘留等優勢。

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合成多種大宗吡啶類農藥,必須使用多氯吡啶化合物進行選擇性脫氯。由于分子存在多個氯原子,多氯吡啶化合物脫氯反應的選擇性非常難以控制,這極大地阻礙了吡啶類農藥的大宗生產。

1963年,美國陶氏化學提出電化學還原脫氯路線。但由于缺乏精準選擇性脫氯控制技術和相關生產工藝,該技術路線數十年內并未實現工業應用。

2004年,浙工大有機電化學合成創新團隊接受一家化工企業的邀請,挑戰電解合成二氯吡啶甲酸這道世紀難題。一年多后,團隊建成了國際首條3,6-二氯吡啶甲酸的綠色電化學合成生產線,當月就生產了6噸合格產品,國外訂單隨之而來。

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當時的科研條件有限,科研人員起初只能通過電化學工作站預測最合適的反應條件,摸索著后續的分離、提純工藝。浙工大有機電化學合成創新團隊負責人鄭華均介紹,當時的團隊成員深入研究電化學脫氯過程后發現,氯代吡啶分子在電極表面的吸附構型,是影響選擇性脫氯的主要因素。而電解液的pH值,直接影響氯代吡啶分子在電極表面上的吸附姿態,決定了脫氯的具體位點,由此建立了多氯吡啶甲酸電化學還原精準選擇性脫氯的電解體系。

此后,該團隊創制了高活性的銅銀合金材料作為陰極,并發展了精準選擇性脫氯合成4-氨基-3,6-二氯吡啶甲酸的新技術和生產工藝。鄭華均說,團隊開發的脫氯技術好比一雙“魔術手”,想讓哪個位置的氯原子脫下來,就能精準脫下來。這一技術極大地提高了反應的選擇性,提升了產品的質量。

2023年,在浙工大有機電化學合成創新團隊的持續助力下,浙江埃森化學建成年產500噸4-氨基-3,6-二氯吡啶甲酸的工業生產線。其技術經過中國石油與化學工業聯合會鑒定,總體達到國際領先水平。

鄭華均說,綠色化學就是要實現合成方法綠色化,也就是說化學反應要在安全無污染的過程中實現,同時避免生成副產物,實現源頭的綠色化、智能化。團隊有信心,用好這雙“魔術手”,實現更多化工產品的綠色化合成。

浙江埃森化學相關負責人表示,公司計劃通過“企業出題、高校解題”機制,深化與浙工大推進“從實驗室到生產線”的成果轉化工作,定向突破產業鏈關鍵技術。

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