叔碳酸又稱新酸和三烷基乙酸,是一類帶支鏈的一元飽和羧酸,是工業脂肪酸中的重要分支。由于化學結構特殊叔碳酸衍生物的化學性質也相對穩定得多,如叔碳酸酯類具有優異的耐水解性,此外,它還具有較高的耐熱、耐變色等性質。由于叔碳酸系列產品具有優異的物化性質,固而叔碳酸系列產品在農藥中的用途相當廣泛,目前尤其是三甲基乙酸應用最為普通。
在農藥工業中,三甲基乙酸與丙酮為原料合成的頻那酮是國內十分緊俏的農藥中間體,頻那酮可以合成多種新型的殺菌劑、植物生長調節劑和殺蟲劑等,如三唑醇、芐氯三唑酮、三唑酮、多效唑、雙苯唑酮、特效唑、烯唑酮、戊唑酮、抑芽唑、縮株唑、辛唑酮等,這些農藥產品具有高效、低毒、內吸、廣譜、用量少、殘效期長等特點。叔碳酸可用于植物以及棉花和大豆、燕麥、土豆等農作物萌發后期除莠劑;長鏈新酸的鋅皂和錫皂又有生物殺傷性和殺真菌活性,用于木材等防腐劑等。預計2006年我國農藥行業消耗的叔碳酸約為1000噸左右。另外,三甲基乙酸鋅可以作為香煙過濾咀成分,可以明顯降低煙霧中的有毒成份;叔碳酸酯類可以作為糧食和食品防腐防霉劑等,預計在上述領域中2006年約消耗叔碳酸400噸左右。
目前工業化生產叔碳酸(C5~C13)主要采用Koch法合成。烯烴、醇、醛類等都可以作為原料,但是由于烯烴在反應上比醇、醛更為有利,故實際生產中大多采取烯烴與一氧化碳反應。烯烴在強酸催化劑的作用下被質子化,繼而發生碳骨架的重排,接著同一氧化碳作用,生成酰基鎓離子,在經過水解成為叔碳酸,改良的Koch法可以在常溫和低壓下進行,產品幾乎100%是叔碳酸,沒有其它的副產物。目前,我國西南化工研究院,撫順石油化工研究院等多家研究機構已基本完成了叔碳酸生產技術的開發與研究,已進入工業化實施階段,其中均為Koch工藝。國內農藥及中間體生產企業可考慮采用國內技術建設一套3000~5000t/a規模的C5~C13的叔碳酸生產裝置,建設一套這種規模的裝置約需投資0.8~1億元人民幣。
目前全球叔碳酸年生產能力約為12~16萬t/a。目前國內天津一家精細化工廠已建成2000t/a生產裝置,預計2006年我國對叔碳酸的市場總需求量為5000噸左右,國內市場需求量主要依靠進口解決。有條件的農藥或農藥中間體生產企業建設一套叔碳酸生產裝置將會取得良好的經濟效益和社會效益。 |