Способ получения октилового эфира нормального или изостроения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и гербицидное средство, содержащее полученный указанным способом эфир
METHOD FOR PRODUCING OCTYL ETHER WITH NORMAL OR ISOMERIC STRUCTURE OF 2,4-DICHLOROPHENOXYACETIC ACID AND HERBICIDAL AGENT CONTAINING ETHER PRODUCED BY SAID METHOD

Заявленная группа изобретений относится к сельскому хозяйству, а именно к способу получения октиловых эфиров нормального или изостроения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (далее - 2,4-Д кислота) и гербицидных препаратов на их основе, используемых для борьбы с сорной и нежелательной растительностью в посевах зерновых культур.
Открытая в середине 30-х годов прошлого столетия биологическая активность 2,4-Д кислоты в отношении двудольной сорной растительности, в последующем при формуляции препаратов на ее основе она последовательно переходила от модификации натриевых, диметиламинных солей до октиловых эфиров.
При этом максимально биологический потенциал 2,4-Д кислоты раскрывался у эфирного производного. Поэтому современные продвинутые гербицидные препараты на основе 2,4-Д кислоты содержат в своем составе 2,4-Д кислоту практически на сто процентов исключительно в эфирной модификации.
Основным недостатком данного технического решения является само производство 2,4-Д кислоты:
- во-первых, на стадии хлорирования фенола до 2,4-дихлоризомера имеет место образование хоть и следовых, но чрезвычайно токсичных хлорированных диоксинов;
- во-вторых, повышение качества 2,4-дихлорфенола и 2,4-Д кислоты до требуемого уровня приводит к образованию значительного количества отходов.
Известны исследования, приведенные в работе (Валитов P.P. Разработка технологии получения высококачественной 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и перспективных гербицидов на ее основе. Диссертация на соискание ученой степени кандидата тех. наук, Уфа, 1997), где хлорированию подвергается не фенол, а феноксиуксусная кислота (далее - ФУК), что позволяет исключить возможность образования высокотоксичных диоксинов, однако технические проблемы повышения качества 2,4-Д кислоты остаются.
Известно также гербицидное средство (RU 2163759, опубл. 10.03.2001), представляющее собой высокодисперсный стабильный состав, обеспечивающий повышение гербицидной активности препарата на основе эфиров 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. Гербицидный состав имеет следующий состав, мас. %: эфиры 2,4-Д 71-80, эмульгатор 17-22, диспергатор 1-8, растворитель - остальное, при этом в качестве эфиров 2,4-Д состав содержит 2-этилгексиловый или 2-метилгептиловый эфир 2,4-Д при соотношении 3,4-4,7:1, в качестве эмульгатора - оксиэтилированные алкилфенолы, или оксиэтилированные высшие жирные спирты, в качестве растворителя - нефтяные сольвенты (смесь ароматических углеводородов), в качестве диспергатора - 2-этилгексанол или 2-метилгептанол.
Задачей настоящего изобретения является получение сложного эфира 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты и гербицидного средства на его основе с существенным упрощением технологии и сокращением количества отходов производства и сточных вод при сохранении его гербицидной активности.
Учитывая очевидную тенденцию использования в производственной практике гербицидных препаратов на основе 2,4-Д кислоты, преимущественно в модификации октиловых эфиров, суть предполагаемого изобретения, исключающего отмеченные выше недостатки, сводится к получению октилового эфира 2,4-Д кислоты не этерификацией 2,4-Д кислоты октиловым спиртом, а хлорированием октилового эфира ФУК.
При этом изобретение не имеет отношения к хорошо известным, отработанным в промышленных масштабах процессам этерификации органических кислот спиртами, хлорирования ароматических соединений методом электрофильного замещения, а претендуют только на ранее неизвестный факт хлорирования октиловых эфиров ФУК.
Ниже приведены обоснования и примеры, подтверждающие изложенное выше.
Известно, что изомерные дихлорфеноксиуксусные кислоты по гербицидной активности располагаются в ряду 2,4>2,5>2,6. Трихлорфеноксиуксусные кислоты, обладающие меньшей гербицидной активностью, чем дихлоризомеры, располагаются в ряду 2,4,5>2,4,6>2,3,6. Однако некоторые из них (2,4,5) по активности приближаются к 2,4 дихлоризомеру (Захаренко В.А. Гербициды, М: ВО «Агропромиздат», 1990, с. 47-48).
Совершенно очевидно, что аналогичная последовательность гербицидной активности будет иметь место для эфирных производных ди- и трихлоризомерных феноксиуксусных кислот.
Хорошо известен также факт, что при производстве гербицидных препаратов на основе действующих веществ (2,4-Д кислоты, в частности) для обеспечения качества и технологичности при транспортировке и применении в состав гербицидного средства дополнительно вводят биологически неактивные компоненты, такие как растворители, поверхностно-активные соединения, диспергаторы и ряд других (Кузнецов В.М. Химико-технологические основы разработки и совершенствования гербицидных препаративных форм, М.: Химия, 2006, с. 49-74).
Изложенное выше позволяет считать, что присутствие при исчерпывающем хлорировании эфиров ФУК трихлоризомеров феноксиуксусных кислот ни в коей мере не будет отражаться на качестве препарата, поскольку их присутствие легко компенсируется снижением расхода растворителя при производстве гербицидного средства.
Решение поставленной задачи достигается также тем, что гербицидное средство включает в качестве действующего вещества 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту в форме октилового эфира нормального или изостроения и вспомогательные компоненты, причем октиловый эфир нормального или изостроения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты получают вышеуказанным способом, а гербицидное средство дополнительно содержит полученный при этом октиловый эфир нормального или изостроения трихлорфеноксиуксусной кислоты, представляющий собой согербицид и ароматический растворитель.
Вопрос сводится лишь к установлению порога целесообразной концентрации трихлоризомеров в продукте хлорирования октилового эфира ФУК.
В табл. 1 приведены экспериментальные данные физико-химических характеристик двух образцов препаратов «Октапон-экстра», КЭ (500 г/л 2,4-Д) на основе 2-этилгексилового эфира 2,4-Д кислоты, один из которых получен принятым в настоящее время способом (этерификацией 2,4-Д кислоты 2-этилгексиловым спиртом), а другой хлорированием 2-этилгексилового эфира ФУК путем барботажа хлора в колбе с мешалкой.
При этом первый образец содержал 98% масс. 2,4-дихлоризомера 2-этилгексилового эфира феноксиуксусной кислоты. Экспериментальный образец содержал 90% масс. 2,4-дихлоризомера.
Как следует из приведенных данных, физико-химические характеристики сравниваемых образцов препаратов практически идентичны, что подтверждает возможность, при сохранении концентрации действующего вещества в препарате, замены части растворителя на присутствующие в продукте хлорирования 2-этилгексилового эфира ФУК изомерные трихлорпроизводные.
Простыми расчетами легко показать, что возможность получения коммерческих препаратов (Октапон-экстра, Лавират, Зерномакс), содержащих 500-550 г/л 2,4-Д кислоты, обеспечивается при условии содержания в хлорированной массе 2-этилгексилового эфира ФУК не менее 90% масс. 2,4-дихлоризомера.
При повышении концентрации в препарате 2,4-Д кислоты до 560-630 г/л (Октапон Супер, Эстерон, Эстет) содержание 2,4-дихлоризомера в хлорированной массе эфира ФУК должно быть не менее 95% масс.
Биологическая эффективность образцов, представленных в табл. 1, была оценена в условиях вегетационных испытаний на посевах гороха, имитирующего двудольный тип засорения (табл. 2).
Как следует из данных табл. 2, гербицидная активность сравниваемых образцов оказалась на одном уровне, что подтверждает суть изобретения.
Таким образом, анализируя изложенное выше, можно сказать, что получение гербицидного средства на основе октилового эфира нормального или изостроения 2,4-Д кислоты, полученного хлорированием указанного эфира ФУК, в сравнении с традиционным вариантом, не только упрощает технологию производства гербицидного препарата (отсутствие отдельной стадии выделения ФУК, менее жесткие требования к октиловому эфиру 2,4-Д кислоты по 2,4-дихлоризомеру, снижение количества отходов и сточных вод, снижение количества растворителя за счет присутствия ароматического растворителя), но и исключает возможность образования высокотоксичных хлорированных диоксинов, что благоприятным образом способствует сохранению окружающей среды.