3-对孟烯-1-胺的合成工艺优化及除草活性研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着农业经济的高速发展，除草剂逐渐成为了全球科研人员广泛研究一类化学用品，其用量也呈现逐年上升的趋势，新世纪以来，除草剂占据了新开发的农药产品中将近一半的份额，除草剂的开发对于我国农产品的产量、安全保障都有着不可忽视的影响。就目前农药市场的发展情况来看，除草剂正向着高效、低毒、易降解低残留的环境友好型方向发展，但传统除草剂剂型均以乳油为主，使用过程中不可避免有大量有机助剂进入环境中，污染水体、土壤，造成药效降低，除草剂成本上升等问题。因此，积极开发绿色、环境友好型的高性能除草剂来代替传统化学合成除草剂是很有必要的。植物源除草剂是利用天然植物资源开发的农药，来源丰富、高效低毒、可生物降解，是近年来研究最广泛的新型环境友好型农药之一。

从松节油出发能够衍生合成多种结构接近天然产物的精细化学品。松节油及其衍生物广泛应用于高分子材料、香料、食品、医药、农药等领域，具有毒性低、生物相容性好、绿色环保等诸多优势。松节油含氮衍生物在农药开发领域具有很大的潜在利用价值，而其中关于除草剂相关研究仍处于起步阶段，前期研究发现，对孟烷胺类部分衍生化合物具有比传统除草剂草甘膦更好的除草活性。因此，以松节油为原料，制备对孟胺类除草活性物，开发新型除草剂，不仅有利于提高松节油下游产品的价值，而且能够丰富我国农药品种，推动农业经济的发展。

本课题针对目前除草剂毒性大、生物降解难等缺陷，以国内优势资源松节油作为原料，设计合成环境友好型对孟烷胺类除草活性物，研究其分子结构同除草活性间的关系，深入了解对孟烷骨架结构的除草活性规律，对林产资源产业链开发、松脂资源高附加值利用和发展绿色循环经济都具有十分重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

bortnick等人^[14]在一定浓度的硫酸催化作用下，将柠檬烯、萜二醇及α-松油醇分别和hcn反应，反应片刻后再加入适量的蒸馏水，同时调高温度，在此温度下继续反应一定时间；反应结束后利用naoh或ca(oh)₂调节生成物ph到中性；再利用溶剂萃取、蒸馏、盐析等方法将反应物进行分离，可以得到三种粗产品，再将粗产物进行分级蒸馏最终可得到纯品1,8-对孟烷二胺，产率在37%-69%之间。

代小妮等人^[15]将双戊烯和液体氢氰酸在一定浓度的硫酸条件下依次经过缩合、水解、中和等反应以及提纯后获得孟烷二胺，产率为83%。该方法虽然原料便宜易得，操作简单，且产率较高，但过程中所用到的nacn由较大的毒性，不符合环保要求。

更多研究进展见文献综述。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）以松节油为原料合成n,n-二乙酰基-1,8-对孟烷二胺，然后通过酸催化和碱水解两步反应得到3-对孟烯-1-胺，最后经减压精馏得到纯度较高的3-对孟烯-1-胺纯品；

（2）对合成条件进行优化，以得到产物收率高、重复性好的最佳反应条件；

（3）采用培养皿萌发法对合成的3-对孟烯-1-胺进行除草活性测试，得到对应的ic₅₀（半抑制浓度）和ic₉₀。

4. 研究创新点

本题针对目前除草剂毒性大、生物降解难等缺陷，以国内优势资源松节油作为原料，设计合成环境友好型对孟烷胺类除草活性物，研究其分子结构同除草活性间的关系，深入了解对孟烷骨架结构的除草活性规律，对林产资源产业链开发、松脂资源高附加值利用和发展绿色循环经济都具有十分重要的意义。