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【成果快讯】原载于《科技日报》脱氯“魔术手”让农药车间变“绿色实验室”
发布时间:2025-03-25

◎本报记者 江  耘  

通讯员 陈曼姣

树木花卉错落有致,厂区空气清新无异味,智能化车间干净敞亮……走进位于金华东阳的浙江埃森化学有限公司(以下简称“浙江埃森化学”),访客单凭感官,很难猜出这家毗邻横店影视城的企业,生产的是专门除杂草的农药。

“这条基于电化学脱氯加氢合成技术的3,6-二氯吡啶甲酸工业生产线已经稳定运行15年,近3年累计产值4.05亿元。”近日,浙江埃森化学相关负责人告诉记者。公司与浙江工业大学(以下简称“浙工大”)有机电化学合成创新团队连续多年合作,使得该产线年产量从最初的50吨扩大到了如今的1000吨。

吡啶类农药是广泛应用于小麦、水稻、玉米、大豆等农作物的新型除草剂,需求量在全球范围内保持增长。相较于百草枯、敌敌畏等传统农药,它具有高活性、低毒性、低残留等优势。

合成多种大宗吡啶类农药,必须使用多氯吡啶化合物进行选择性脱氯。由于分子存在多个氯原子,多氯吡啶化合物脱氯反应的选择性非常难以控制,这极大地阻碍了吡啶类农药的大宗生产。

1963年,美国陶氏化学提出电化学还原脱氯路线。但由于缺乏精准选择性脱氯控制技术和相关生产工艺,该技术路线数十年内并未实现工业应用。

2004年,浙工大有机电化学合成创新团队接受一家化工企业的邀请,挑战电解合成二氯吡啶甲酸这道世纪难题。一年多后,团队建成了国际首条3,6-二氯吡啶甲酸的绿色电化学合成生产线,当月就生产了6吨合格产品,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学工作站预测最合适的反应条件,摸索着后续的分离、提纯工艺。浙工大有机电化学合成创新团队负责人郑华均介绍,当时的团队成员深入研究电化学脱氯过程后发现,氯代吡啶分子在电极表面的吸附构型,是影响选择性脱氯的主要因素。而电解液的pH值,直接影响氯代吡啶分子在电极表面上的吸附姿态,决定了脱氯的具体位点,由此建立了多氯吡啶甲酸电化学还原精准选择性脱氯的电解体系。

此后,该团队创制了高活性的铜银合金材料作为阴极,并发展了精准选择性脱氯合成4-氨基-3,6-二氯吡啶甲酸的新技术和生产工艺。郑华均说,团队开发的脱氯技术好比一双“魔术手”,想让哪个位置的氯原子脱下来,就能精准脱下来。这一技术极大地提高了反应的选择性,提升了产品的质量。

2023年,在浙工大有机电化学合成创新团队的持续助力下,浙江埃森化学建成年产500吨4-氨基-3,6-二氯吡啶甲酸的工业生产线。其技术经过中国石油与化学工业联合会鉴定,总体达到国际领先水平。

郑华均说,绿色化学就是要实现合成方法绿色化,也就是说化学反应要在安全无污染的过程中实现,同时避免生成副产物,实现源头的绿色化、智能化。团队有信心,用好这双“魔术手”,实现更多化工产品的绿色化合成。

浙江埃森化学相关负责人表示,公司计划通过“企业出题、高校解题”机制,深化与浙工大推进“从实验室到生产线”的成果转化工作,定向突破产业链关键技术。

原载于《科技日报》

原文链接:

https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/content_586435.htm?div=-1

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