含氟农药及中间体

含氟农药及中间体李英春工学博士电话[e-mail]2014.6目录•一、概述•二、近十年开发含氟新农药概况•三、含氟农药种类及相应品种的应用•四、主要含氟农药中间体•附1、专利失效或将失效的含氟农药•附2、中国农药100强企业生产含氟农药现况一、概述•含氟化合物具有较高的膜渗透性、抗代谢稳定性及与脂膜的亲和力、热稳定性和化学稳定性等特点，已广泛应用于农药中。•含氟农药是十分重要的含氟精细化学品。具有高选择性、高适广谱、高附加值、低用量、低成本、低毒、低残留、对环境友好等优点，符合现代农药发展的趋势。•近10年来国内外含氟农药得到迅速发展。•目前世界上1300余个农药品种中含氟农药约占12%，而在含氟农药中除草剂约占45%，杀虫剂占33%，杀菌剂约占15%，其他占7%。•含氟除草剂是近年来开发最多的，近10年里开发出的除草剂含氟化合物占50%。•除草剂是未来农药的发展方向，•含氟农药已经成为世界农药工业发展的重点。•国内农药生产应用现状•1高毒高残留农药使用量居高不下，复配农药、低防效农药比重大，环境污染严重。•2我国每年农药中毒人数占世界的50%左右。控制农药污染，保护生态环境，已成为环境保护的热点。•3应加快筛选推广使用高效、广谱、低毒、低残留农药，严禁使用高毒、高残留农药。•4我国的农药生产结构欠合理，调整农药结构，科学使用农药，严格农药的制造、使用和管理已成为急待解决的问题。•5在食品的5大污染源(化学农药,工厂“三废”,城市垃圾,化肥及人为因素)中农药首当其冲,污染面最广,持续时间最长,残留农药对人体健康影响最大。•通过大气和饮用水进入人体的农药仅占10%,有90%是通过食物链进入的。•农药进入粮食、蔬菜、水果、鱼虾、肉、蛋、奶中，造成食物污染，严重危害人体健康。•农药残留（以mg/kg（ppm）表示）是残存在生物体和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。•现代农业农药用量大、品种杂、范围广。发达国家超过99%的谷物、接近99%的土豆、甜菜、豆类、近94%的蔬菜、近92%的果树使用过农药。•农药是精细化工的重要领域之一，具有刚性需求。二次世界大战以来的世界农药工业一直处于持续发展之中。•农药中间体的开发技术水平是决定农药开发的关键。•含氟农药是全球研发的重点之一，含氟杂环农药显示了强劲的市场竞争力。•我国生产和使用的农药有上千种。每亩施用量约2公斤，每年使用农药的面积在2.8亿hm2以上,年用量近60万吨。其中约80%的农药直接进入环境,大大超过世界平均水平，农药污染触目惊心。•随着高毒有机磷农药限制生产，对含氟农药及中间体的开发与产业化成为当务之急。生产高品质的绿色环保农药品种，对于改善美化生存环境，开发绿色植物市场，具有显著深远的社会效益和经济效益。含氟农药主要分以下几大类•用氟原子和含氟基团（如三氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲基、二氟甲氧基）代替农药芳环及杂环上的其他基团能够显著提高农药活性。•1氟原子直接连在芳环及杂环上，•2脂肪族碳原子上具有氟原子或含氟烷基，•3CF3基团直接连在芳环及杂环上，•4OCHF3基团直接连在芳环及杂环上，•5CHF2基团直接连在芳环及杂环上，•6OCHF2基团直接连在芳环及杂环上。•氟农药及中间体属于高附加值氟精细化学品•含氟农药及中间体属于朝阳行业氟精细化学品市场需求情况•未来几年，全球范围氟化工重心将转至含氟精细化学品上，预计2015年含氟精细化学品消费量由09年的67.33万吨激增到140万吨，年增长率高达13%。国际含氟精细化学品的消费量将远高于无机氟化物、含氟烷烃和含氟聚合物的消费量，年增长率是其它无机有机氟化物总和的2-3倍。•含氟精细化学品的国际市场前途光明。•国内含氟精细化学品产品大都处于中低端水平，技术与国外差距较大，多为附加值较低的通用产品。“十二五”期间要加快提高含氟精细化学品在氟化工产品中的比例，预计年均增长15％。农药产业“十二五”规划要点•我国现有5000多家农药企业，大多靠薄利多销度日，市场份额超过5%的企业极少。•“十二五”规划提出，要通过兼并、重组、股份制改造等方式组建大型农药企业集团，推动形成大规模、多品种的农药生产企业集团。•规划要求农药原药生产厂家进一步集中，2015年内，农药原药生产企业缩减到300个。••其中，销售额在50亿元以上的农药生产企业5个，销售额在20亿元以上的农药生产企业有20个；•前20位农药生产企业的原药产量将占总产量的50%以上；•建成3-5个生产企业集中的农药生产专业园区；•培育2-3个销售额超过100亿元、具有国际竞争力的大型企业集团。•规划对节能减排提出了明确的指标。到2015年，特殊污染物处理技术进一步提高和完善，“三废”排放量减少15％。农药产品收率提高5％，副产物资源化利用率提高30％。•节能减排力度的加大，将加快龙头企业整合市场的速度。当前，销售额上10亿元的农药企业，多数是上市公司，在环保方面已经具备一定的基础。•1-2亿元的中小企业环保基础比较薄弱，也是节能减排的难点，将逐步被大企业兼并重组或被市场淘汰。•农药行业整体技术水平将有较大提高，大型企业主导产品的生产将实现连续化、自动化。新开发品种的技术指标将达到国际先进水平，大部分老品种的质量将达到国际先进水平。二、近十年含氟新农药开发概况•近十年来，国际上新开发的109种化学农药中，含氟农药有50个。•国内开发应用的含氟杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂以及植物生长调节剂等上百个品种中，上规模生产的含氟农药仅占8%左右，且产量低、品种单一，与世界先进农药的发展水平差距很大。近十年开发含氟新农药概况三、含氟农药种类及相应产品•1、含氟杀虫剂•一些产量较大，应用范围较广的杀虫剂大多含有一个或多个氟原子。•90年代后上市的杀虫剂共61个，其中含氟杀虫剂21个,占34.43%。•在近几年33个含氟杀虫剂中，销售额上亿美元品种共7个，占21.21%。•含氟拟除虫菊酯类•五氟苯菊酯、四氟苯菊酯、七氟菊酯、氟氯苯菊酯、氟硅菊酯、氯氟氰菊酯（三氟氯氰菊酯）、联苯菊酯（氟氯菊酯）、氟酯菊酯（氟丙菊酯）、三氟醚菊酯、氟氰戊菊酯、溴氟菊酯、五氟菊酯、氟胺氰菊酯、百树菊酯、氯氟醚菊酯、四氟醚菊酯、四氟甲醚菊酯、甲氧苄氟菊酯等•含氟苯甲酰脲类•氟铃脲（除虫脲）、氟啶脲（定虫隆、伏虫隆、氯氟脲）、氟虫脲、氟螨脲、氟酰脲、啶蜱脲、氟幼脲、虱螨脲、杀虫隆、苏脲1号、氟吗啉、锐劲特（氟虫腈）、吡咯胺（溴虫腈）、氟虫双酰胺、氟啶虫酰胺、砜虫啶、氰氟虫腙、双三氟虫脲、啶虫丙醚、嘧虫胺等在33个含氟杀虫剂品种中，近五年年均增长率超过10%的共9个，占36.0%。增长最快的前6位品种为：杀铃脲55.2%Profluthrin38.0%氟啶双酰胺28.5%除虫脲16.7%高效氯氟氰菊酯14.9%氟苯脲12.7%1.1含氟拟除虫菊酯类杀虫剂•含氟杀虫剂中的一大类型是拟除虫菊酯类杀虫剂。•国内生产的有四氟苯菊酯、五氟苯菊酯、七氟菊酯、氟氯苯菊酯、氯氟氰菊酯、联苯菊酯等品种。（1）精高效氯氟氰菊酯•由丹麦Cheminova公司和美国陶氏益农公司联合开发的，该产品构型简单，活性却更高，制剂中有效成分使用量最少。可用于防治玉米、棉花、小粒谷物、果树与蔬菜等多种作物上的蚜虫、蓟马、甲虫等害虫。•国内生产的是高效氯氟氰菊酯。（2）联苯菊酯•联苯菊酯是由美国富美实公司研发生产的一种拟除虫菊酯类杀虫、杀螨剂，其主要用于防治禾谷类作物，棉花、果树、葡萄、观赏植物和蔬菜上的各种鳞翅目幼虫、粉虱、蚜虫、植食性叶螨。（3）四氟苯菊酯•由德国拜耳公司研发生产的，是一种高效、安全、低毒的卫生用拟除虫菊酯类杀虫剂，能有效地防治卫生害虫和储藏害虫，对双翅目昆虫如蚊蝇类有快速击倒的作用，可用作多种蚊香和防蛀产品的原料，也可以作为野外和旅游用的杀虫剂。市场前景看好。•四氟苯菊酯的合成难度较大，主要因为其中的中间体四氟苄醇的合成较难。•四氟苯菊酯在中国的专利已于2008年2月到期。1.2含氟苯甲酰脲类杀虫剂•苯甲酰脲类杀虫剂通过抑制昆虫几丁质合成酶的活性，阻碍几丁质的合成和新表皮的形成，使昆虫的蜕皮和化蛹受阻，活动取食减少而死亡，属于几丁质类抑制剂。具有活性高、杀虫谱广、选择性强、对环境友好的优点，是杀虫剂的重要种类之一。•市场上流通的主要品种有：氟铃脲、氟虫脲、除虫脲、定虫隆、伏虫隆、氟螨脲、氟酰脲、啶蜱脲、氟幼脲、虱螨脲等。（1）氟铃脲•氟铃脲是由美国陶氏公司开发的一种高活性、杀虫谱广的苯甲酰脲类杀虫剂，它对使用有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂等已产生抗性的害虫具有很高的杀虫和杀卵活性，尤其在防治棉铃虫方面有独到之处。还可用于棉花、马铃薯及果树防治多种鞘翅目、双翅目、同翅目昆虫。在防治白蚁方面效果显著，获得美国总统的“绿色挑战奖”。•是比较有市场发展前景的农药品种。（2）氟虫脲•氟虫脲是由美国氰胺公司研发的一种新型高活性的昆虫生长调节剂，可用于防治棉花、大豆、蔬菜、果树、玉米等田间未成熟阶段的螨类和昆虫。（3）氟酰脲•是由以色列马克西姆（Makhteshim）化学品有限公司研发的新型含氟昆虫生长调节剂，在低剂量时，显示对鳞翅目、甲虫目、半翅目以及双翅目昆虫的幼虫有明显的防除效果。它主要用于卷心菜、茄子和番茄等农作物。•氟酰脲在中国专利权2010年期满，有很好的市场开发前景。（4）啶蜱脲•昆虫生长调节剂，系几丁质合成抑制剂。其吡啶类原料为2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶。FFCNHCNHOONClOClCF3（5）杀虫隆又名杀铃脲，由德国拜耳公司开发，主要用于防治抗性棉铃虫。含氟中间体为对三氟甲基苯胺。1.3其它含氟杀虫剂•（1）氟虫腈•商品名称锐劲特，是苯基吡唑类杀虫剂，杀虫谱广，杀虫机理是阻碍昆虫γ-氨基丁酸控制的氯化物代谢，与常规农药无交互抗性。•该农药品种在世界90个国家销售。•所需中间体为对三氟甲基苯胺。（2）溴虫腈•溴虫腈是由美国氰胺公司开发的一种含有三氟甲基吡咯的新型杀虫剂，对鳞翅目、同翅目、鞘翅目等70多种害虫都有极好的防效，对使用有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、苯甲酰脲类杀虫剂产生抗性的害虫和螨类有很好的效果。•合成溴虫腈所需的中间体为2-(对氯苯基)-(三氟甲基)吡咯-2-腈。•溴虫腈在专利权已于2008年7月到期。目前登记生产的厂家较少，值得重视和关注。（3）氟虫双酰胺•氟虫双酰胺商品名为垄歌，是新型邻苯二甲酰胺类杀虫剂，它能高效激活昆虫鱼尼丁受体，过度释放细胞内钙库中的钙离子，导致昆虫瘫痪死亡。它对鳞翅目害虫的幼虫活性高，杀虫谱广，对蜜蜂和鲤鱼毒性很低。•它对非靶标对象安全，且不与现有的杀虫剂产生交互抗性，是很有发展前途的新型杀虫剂。•合成氟虫双酰胺所需的中间体为2-甲基-4-七氟异丙基苯胺。（4）啶虫醚•用于防治鳞翅目害虫，主要用于蔬菜、棉花、马铃薯等。吡啶类原料为2-氯-5-三氟甲基吡啶。NOClClClOOCF3Cl（5）氯啶虫酰胺（flonicamid）•主要用于刺吸性害虫，以环化法合成。NONHCF3CH2CN1.4新开发含氟杀虫剂•（1）Cyflumetofen（丁氟螨酯）•日本大塚化学公司开发的杀螨/杀线虫剂。主要用于蔬菜、果树、茶树等作物。•该剂于2007年上市，2000年8月申请专利。CF3OOONCOMe（2）Flubendiamide(氟虫双酰胺)•日本农药公司开发的第一个鱼尼汀受体作用剂，它主要用于蔬菜、水果、水稻、棉花等众多作物防治鳞翅目害虫，其具有双酰胺结构。•于1999年申请专利。CF3NHCF3FCF3OINHOSO2CH3（3）Pyrafluprole•日本三菱化学公司开发的苯基吡唑类杀虫剂，为r-氨基丁酸作用剂，系氟虫腈同系物，主要防治半翅目和鞘翅目害虫，如蚜虫、跳蚤、豆象、褐飞虱、科纹夜蛾、小菜蛾等。•2000年6月申请专利。NNNNNHSFCNClCF3Cl（4）Pyrifluquinazon•日本农药公司开发的嘧啶啉酮类杀虫剂，主要用于蔬菜、果树和茶树等作物防治半翅目、缨翅目害虫，它主要通过抑制害虫