有机磷杀虫剂和杀菌剂的一般生产原理
实验室k / 2019-05-17
现以杀虫剂敌百虫为例，具体说明之。
1．敌百虫的性能：敌百虫是目前有机磷杀虫剂中很受欢迎也是耗用量最大的品种之一，具有低毒、高效、使用范围广等特点。
敌百虫分子结构式为：
学名：o，o'－二甲基－2，2，2三氯－1－羟基乙基膦酸酯。纯品为白色针状结晶，熔点83～84℃，工业品的含量一般在90～95％，凝固点65～73℃，常压下挥发性很小（沸点为92℃／0．05毫米汞柱），可溶于水及氯仿、乙醚、萃、乙醇等有机溶剂中，在碱性溶液中转化为敌敌畏，毒性可提高近十倍。
敌百虫是一种很好的胃毒剂，并具有触杀作用，但对高等动物的毒性较低，尤其是它的接触毒性更低，故使用起来十分安全。敌百虫在植物上容易分解而不会积累，对于咀嚼口器的害虫有特殊防治效果，因此广泛地用于植物保护、环境卫生、兽医（如消除牲畜体内外寄生虫）等方面。由于它农本低，使用范围广，目前还未发现象乐果那样有明显的抗药性，故为广大贫下中农所欢迎。
2．敌百虫的生产过程：制造敌百虫的主要原料为三氯化磷（PCl3）、甲醇（CH3OH）和三氯乙醛（.jpg "三氯乙醛结构式")
）生产时，将它们直接加入同一个反应器内，在减压下经过化、排酸、缩合等过程，最后合成了敌百虫，其过程简述如下：
（1）酯化 将三氯乙醛和甲醇在较低温度下（不超过45℃）加入反应器（生产上称它为冷锅）后，随即生成稳定性较差的半缩醛（或叫醇合三氯乙醛）：
然后在减压下（真空度为500毫米汞柱以上）滴加PCl3和来自热锅的回流液（主要成分为后面缩合反应中未反应完的三氯乙醛、甲醇和亚磷酸二甲酯等），控制在40℃以下，PCl3和CH3OH及半缩醛即发生酯化反应（这里并不是直接由醇和酸反应，但产物也是酯，习惯上亦称为酯化反应），生成亚磷酸三甲酯，再被反应中产生的HCl分解为亚磷酸二甲酯：
副产物氯甲烷和氯化氢可以分别回收之。
（2）排酸 在酯化反应过程中，会不断产生氯化氢气体。能否最大限度地将氯化氢排除掉，是提高敌百虫得率和质量的关键所在。因为：
① 我们所期望生成的中间体亚磷酸二甲酯在氯化氢存在下还会继续被分解，最后变成亚磷酸（H3PO3）：
② 氯化氢对成品敌百虫也有分解作用：
为此，生产中除不断用抽真空手段来排除氯化氢外，还利用一个叫做薄膜蒸发器的设备，使从冷锅出来的混合料经过这个具有很大蒸发表面的蒸发器，形成一层薄膜状的流层，并加热至90℃左右，让其迅速蒸发而将其中HCl带出。
（3）缩合 在上述酯化、排酸过程中，已开始形成少量敌百虫，为使反应趋向完全，需在较高温度（115～120℃）下缩合。缩合过程是在热锅中进行的：
实际上这是羰基加成反应。综合反应式（1）（2）（3）（4），得到：
所得敌百虫里含有大量过剩的三氯乙醛、甲醇等其他杂质，但它们的沸点都较敌百虫为低，在减压下先蒸发出来，经冷凝后成为回流液，再打入冷锅内循环使用。
上述过程可以大致表示如下：
这个过程，在生产中称它为一步法。它是我国工人阶级遵循毛主席关于“独立自主、自カ更生”伟大教导，大闹技术革新，走自己工业发展道路的生动体现。它比过去二步法（二步法是将PCl3和CH3OH反应后生成的亚磷酸二甲酯分离出来，然后再和缩合，得到敌百虫）成本低、得率高、产品质量好。目前，我国敌百虫的生产不仅已经遍地开花，产量和质量均进入世界先进行列。而且现在敌百虫连续化生产的新工艺也已正式投产，规模越来越大，预计不久的将来，将有更大的发展。
3．精制敌百虫：一般的有机化合物都可以通过重结晶的方法进行精制提纯。将有机化合物在加热条件下溶解在一定的溶剂中，随即趁热过滤，滤去不溶性杂质（有时亦加入活性炭脱色或吸附不溶性杂质，再过滤），然后使滤液慢慢冷却重新结晶。此时得到的有机化合物纯度就提高了。如果不合要求，可以再重结晶一次。
敌百虫也可以利用这个原理进行精制提纯。将工业敌百虫（含量在94％以下）放在甲醇－水混合溶剂中，经加热溶解、过滤、冷冻、结晶、分离干燥后，得到精制敌百虫，其含量达98～99％。可用来消灭牛、羊、猪、马等家畜的体内外寄生虫，也曾被用以消除人体内的血吸虫、蛔虫等。
有机磷农药，除敌百虫以外，还有敌敌畏、稻瘟净、磷胺、三硫磷、乐果、马拉松、1605、1059、杀螟松、克瘟散等，尽管它们品种繁多，分子结构千差万别，但分析其共同点，则都含有磷这一基本要素。将黄磷制成三氯化磷（PCl3）或五硫化二磷（P2S5）等，然后分别从PCl3或P2S5出发，配合其他原料，经过一系列有机化学反应，就可以能动地制取符合我们需要的有机磷农药。不论有机磷杀虫剂或有机磷杀菌剂大都是这样制成的。
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