含苯噻菌酯的控释组合物及其制备方法与流程

本发明涉及农药制剂领域，具体涉及一种含苯噻菌酯的控释组合物及其制备方法。
背景技术：
：许多农药的活性成分对非靶标生物具有高毒性，或者很多农药的活性成分在水溶液中相对地表现出溶解性不好的特点，而且，有的农药的活性成分在恶劣的田间条件下还会表现得不稳定而降低了其对靶标生物的防效。为了有效地在田间应用农药，有必要调整农药的配制以使得其中的活性成分能够在各种田间环境中充分地发挥药效并且能够降低其对任何非靶标生物的毒性。苯噻菌酯是一种可广泛用于防治蔬菜和瓜果类白粉病、霜霉病、灰霉病、褐斑病、黑星病、玉米小斑病、水稻稻曲病、柑橘地腐病、油菜菌核病等的抗菌剂。其属于能够抑制线粒体呼吸的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂(线粒体呼吸抑制剂)。苯噻菌酯通过减少真菌细胞中的一系列基本过程所需要的富能量的atp而产生抗菌性。苯噻菌酯的结构式如下所示：苯噻菌酯的主要应用剂型为微乳剂和水乳剂，但是乳油制剂以及水基化制剂主要还是采用芳香族有机溶剂配制。芳香族有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯以及其它一些稠环类芳香族溶剂等，难以生物降解，对环境的污染非常严重，对施药者本身有危害，因而受到限制。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术的苯噻菌酯存在的对环境保护不利的缺陷，提供一种含苯噻菌酯的控释组合物和一种含有该控释组合物的纳米配方杀菌剂及其制备方法。为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种含苯噻菌酯的控释组合物，该组合物中含有海藻酸盐、纳米硅源、多价阳离子和苯噻菌酯，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述海藻酸盐的含量为10～90重量％，所述纳米硅源的含量为2～60重量％，多价阳离子的含量为2～40重量％，以及所述苯噻菌酯的含量为5～80重量％。本发明的第二方面提供一种纳米配方杀菌剂，该纳米配方杀菌剂中含有本发明第一方面所述的组合物，且该纳米配方杀菌剂的剂型为可湿性粉剂、微囊悬浮剂、水悬浮剂、可分散油悬浮剂、水乳剂、颗粒剂和微乳剂中的至少一种。本发明的第三方面提供一种制备第二方面所述的纳米配方杀菌剂的方法，包括：(1)将纳米硅源与水接触以形成混合物a，以及将苯噻菌酯与溶剂接触以形成溶液a；(2)在搅拌下将所述溶液a与所述混合物a接触以得到溶液b；(3)在搅拌下将海藻酸盐与所述溶液b接触以得到混悬液a；(4)将含有多价阳离子的水溶液的溶液c与所述混悬液a接触以得到混悬液b。本发明开发含苯噻菌酯的控释组合物及其纳米配方杀菌剂的优点主要包括：1、能够显著地降低苯噻菌酯对非靶标水生动植物的毒性；2、能够在常规的实践环境(例如田间环境)中控制苯噻菌酯的释放，而在遇到病虫害侵扰时，在进入到病虫害的体内时能够加速苯噻菌酯的释放以快速杀灭病虫害，从而实现其智能控释；3、能够通过沉淀降解法以将苯噻菌酯从水生环境中分离开来；4、保护苯噻菌酯以使其免受阳光、水分和温度等不利环境条件的影响，从而延长其在田间环境中的活性周期。进一步地，本发明提供的纳米配方杀菌剂为一种纳米制剂，其具有智能控释所封装的苯噻菌酯的功能。附图说明图1是本发明的实施例1制备得到的制剂的sem图；图2是本发明的实施例1制备得到的制剂的tem图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。如前所述，本发明的第一方面提供了一种含苯噻菌酯的控释组合物，该组合物中含有海藻酸盐、纳米硅源、多价阳离子和苯噻菌酯，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述海藻酸盐的含量为10～90重量％，所述纳米硅源的含量为2～60重量％，多价阳离子的含量为2～40重量％，以及所述苯噻菌酯的含量为5～80重量％。更优选地，以所述组合物的总重量为基准，所述海藻酸盐的含量为15～60重量％，所述纳米硅源的含量为5～25重量％，多价阳离子的含量为20～40重量％，以及所述苯噻菌酯的含量为8～60重量％。本发明的组合物中的多价阳离子的含量是以含有所述多价阳离子的盐的形式计算的。需要特别说明的是，在本发明的组合物的各成分的含量中，作为基准的组合物的重量中是不包括其中可能存在的溶剂的，例如，当所述组合物中含有作为溶剂的水时，在计算各成分在组合物中的含量时，该组合物本身的重量是不包括其中的水的重量的。优选地，所述海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钙和海藻酸钾中的至少一种。特别优选情况下，所述海藻酸盐为海藻酸钠。本发明的所述海藻酸盐可以通过商购获得，也可以为从海藻或细菌中提取获得的海藻酸盐。优选地，所述纳米硅源为纳米二氧化硅颗粒和/或纳米硅结构。优选情况下，所述纳米硅源的平均粒径为10～500nm；更优选所述纳米硅源的平均粒径为20～300nm。优选地，所述多价阳离子选自ca2+、mg2+、cu2+、mn2+、zn2+和fe+3中的至少一种。特别优选情况下，所述多价阳离子为ca2+和/或mg2+。在本发明中，所述多价阳离子可以由含有多价阳离子的卤化盐(例如氯化盐、硝酸盐等)提供。本发明的实施例中示例性地使用氯化钙和氯化镁提供多价阳离子。本发明提供的含苯噻菌酯的控释组合物以海藻酸盐为包封剂，硅源为中心基材，多价阳离子为交联剂。本发明的含苯噻菌酯的控释组合物能够封装5～80重量％的苯噻菌酯。本发明的前述组合物中还可以含有少量的溶剂、稳定剂和乳化剂等添加剂中的至少一种。优选情况下，该组合物中进一步含有选自乳化剂、稳定剂、溶剂、分散剂、润湿剂、展着剂、消泡剂、增效剂、渗透剂、粘着剂、安全剂、载体和填料中的至少一种添加剂。所述乳化剂例如可以为吐温80、吐温60、吐温20、农药乳化剂500、农药乳化剂600、农药乳化剂601、农药乳化剂700、农药乳化剂33和农药乳化剂300。本发明的所述组合物中的乳化剂的含量例如可以为0～0.5重量％。所述稳定剂例如可以为聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚、环氧大豆油和环氧氯丙烷中的至少一种。本发明的所述组合物中的稳定剂的含量例如可以为0～0.1重量％。所述溶剂例如可以为甲醇、丙酮、dmso、甲苯、乙醇、异丙醇、矿物油、三甲苯、100号溶剂油、150号溶剂油、200号溶剂油、环氧酯化植物油和重芳烃溶剂油中的至少一种。本发明的组合物中的溶剂的含量例如可以为0～1重量％。本发明的所述组合物中还可以含有0～10重量％的硅粉。优选情况下，所述硅粉的平均粒径为5～50nm。本发明的第二方面提供了一种纳米配方杀菌剂，该纳米配方杀菌剂中含有前述第一方面所述的组合物，且该纳米配方杀菌剂的剂型为可湿性粉剂、微囊悬浮剂、水悬浮剂、可分散油悬浮剂、水乳剂、颗粒剂和微乳剂中的至少一种。在本发明的方法中，对获得该第二方面中所述的剂型的方法没有特别的限制，本领域技术人员可以采用本领域常规应用的方法来获得前述剂型。本发明的纳米配方杀菌剂具有高度的生物相容性，并且无毒、低成本，能够自然降解。并且，本发明的第三方面提供了一种制备前述第二方面所述的纳米配方杀菌剂的优选具体实施方式的方法，采用该优选的方法获得的本发明的杀菌剂在保证良好的抗菌活性的前提下能够实现在恶劣环境下的更加有效的智能控释，该方法包括：(1)将纳米硅源与水接触以形成混合物a，以及将苯噻菌酯与溶剂接触以形成溶液a；(2)在搅拌下将所述溶液a与所述混合物a接触以得到溶液b；(3)在搅拌下将海藻酸盐与所述溶液b接触以得到混悬液a；(4)将含有多价阳离子的水溶液的溶液c与所述混悬液a接触以得到混悬液b。本发明的第三方面中所述的有关组合物的情况与本发明前述第一方面中完全相同，本发明在此不再赘述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。优选地，在本发明的方法中，以本发明第一方面所述组合物的总重量为基准，所述海藻酸盐的用量为10～90重量％，所述纳米硅源的用量为2～60重量％，多价阳离子的用量为2～40重量％，以及所述苯噻菌酯的用量为5～80重量％；更优选地，以所述组合物的总重量为基准，所述海藻酸盐的用量为15～60重量％，所述纳米硅源的用量为5～25重量％，多价阳离子的用量为20～40重量％，以及所述苯噻菌酯的用量为8～60重量％。在没有特别说明的情况下，本发明第二方面所述的方法中的接触、混合等步骤可以在室温环境下进行，例如可以在5～45℃下进行。本发明的水可以为去离子水。在本发明中，所述混合物a可以由每100ml的水中加入5～2000mg的硅源而形成；所述溶液a可以由每2ml的溶剂中加入5～5000mg的苯噻菌酯而形成。在所述溶液a中，所述溶剂可以为安全性高且成本低的有机溶剂，例如可以为甲醇、丙酮、dmso、甲苯、乙醇、异丙醇、矿物油、三甲苯、100号溶剂油、150号溶剂油、200号溶剂油、环氧酯化植物油和重芳烃溶剂油中的至少一种。优选情况下，所述溶液a中还可以含有乳化剂、稳定剂等本发明的组合物中的前述添加剂。本发明的前述方法中的搅拌可以采用例如磁力搅拌器进行。在本发明的方法中，在步骤(2)中，搅拌直至所述溶液b的分散性良好。在本发明的方法中，在步骤(3)中，在搅拌下将海藻酸盐与所述溶液b接触以得到混悬液a，并且所述混悬液a优选为一种均匀且光滑的凝胶。本发明还可以采用干燥的方法将获得的所述混悬液b进行干燥以制备成期望获得的剂型。本发明的干燥的方法优选为喷雾干燥、流化床干燥和冷冻干燥。本发明的发明人发现，通过采用喷雾干燥法获得的本发明的杀菌剂的颗粒剂具有更好的控释效果。因此，优选情况下，本发明的方法进一步包括：通过喷雾干燥法除去所述混悬液b中的溶剂以得到干粉，然后将所述干粉干燥至恒重以得到颗粒制剂。本发明的方法还可以包括采用例如研磨的方法将干燥后得到的中间体进行研磨；但是，若采用喷雾干燥方法来进行干燥时，优选不对喷雾干燥后获得的产物进行研磨。优选情况下，所述颗粒制剂的平均粒径为200～900nm。特别优选地，本发明的方法提供的纳米配方杀菌剂的结构优选以纳米硅源作为中心物质，该中心物质的周围被多层环状的海藻酸盐包裹，层与层之间通过多价阳离子键接，而苯噻菌酯被包裹在由海藻酸盐形成的多层环与环之间，本发明的方法提供的纳米配方杀菌剂能够对苯噻菌酯实现高达5～80重量％的包封率。优选地，所述喷雾干燥在喷雾干燥机中进行，且所述喷雾干燥的条件包括：进口温度为100～250℃，出口温度比所述进口温度低40～60℃。例如，所述喷雾干燥的条件包括：进口温度为200℃，出口温度为150℃；或者所述喷雾干燥的条件包括：进口温度为150℃，出口温度为100℃；或者所述喷雾干燥的条件包括：进口温度为125℃，出口温度为75℃。优选地，将所述干粉干燥至恒重可以在真空烘箱干燥机中进行。对真空烘箱干燥机中的设定温度没有特别的限定，本领域技术人员可以根据本领域的常规温度进行选择。本发明的方法还可以包括将前述获得的颗粒制剂进行筛分，以及将筛分后得到的粒径为200～900nm的颗粒制剂与硅粉混合以得到本发明的前述纳米配方杀菌剂。优选情况下，所述颗粒制剂与硅粉的混合可以在高剪切混合器中进行，转速例如可以为200～5000rpm。本发明获得的组合物产品可以存储在干燥容器中以备用。具体地，本发明提供的含苯噻菌酯的控释组合物还具有如下具体的优点：降低了苯噻菌酯对非靶标生物的毒性，改善了农药的水溶性，延长了农药的保质期。并且，本发明提供的纳米配方杀菌剂能够以直接接触的方式施用于作物的叶面。在优选情况下，本发明的纳米配方杀菌剂还可作为可湿性粉剂或者进一步改性为水性悬浮液结合表面活性剂或润湿剂。本发明的产品能够有效防治水稻、蔬菜、水果、玉米、柑橘等农作物的病虫害而不损害环境。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均来自商购。以下苯噻菌酯的包封率(ee)的测定采用如下方法进行：高效液相色谱(安捷伦、美国)使用eclipsexdbc8柱(150×4.6mm，5μm；zorbax，美国)，流动相(乙腈：水＝65:35，体积比)的流量为1ml/min，注射量为0.5μl。样品的全分析时间为10min。苯噻菌酯的保留时间为5.7min(210nm波长)。颗粒尺寸和形貌测定：(a)透射电子显微镜(tem)：h-7000fa(hitachi、日本)；(b)扫描电子显微镜(sem)：jeoljsm6700f，日本。粒度分布测定：动态激光散射(dls)：使用dynapronanostar(wyatt科技的设备，英国)以确定多分散性指数。粒度分布数据通过编辑器v7软件进行分析。实施例1：制备纳米配方杀菌剂(1)将100mg纳米二氧化硅颗粒(平均粒径为50nm)与100ml水接触以形成混合物a，以及将100mg苯噻菌酯与2ml含有乳化剂(吐温80)和稳定剂(聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚)的甲醇溶液(该甲醇溶液中，甲醇含量为88.98重量％，吐温80的含量为8.47重量％，聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚的含量为2.55重量％)接触以形成溶液a；(2)在搅拌下将步骤(1)的溶液a与步骤(1)的混合物a接触以得到溶液b；(3)在搅拌下将300mg海藻酸钠与步骤(2)的所述溶液b接触以得到混悬液a；(4)将300mg氯化镁溶于10ml水中，得到溶液c，将该溶液c与步骤(4)的所述混悬液a接触以得到混悬液b；(5)通过喷雾干燥法(干燥机进口温度为200℃，出口温度为150℃)除去所述混悬液b中的溶剂以得到干粉，然后将所述干粉在真空烘箱中干燥至恒重以得到颗粒制剂，将所述颗粒制剂进行筛分以得到白色干粉，然后将该干粉与硅粉混合得到制剂(硅粉含量为2重量％)备用。通过sem(结果如图1所示)和tem(结果如图2所示)测得本实施例获得的干粉的粒径范围为200～900nm，通过dls测得干粉的粒径在657.2nm附近分布最多，且通过hplc测得包封率为14.2％。对比例1本对比例采用与实施例1相似的方法进行，所不同的是，本对比例中采用300mg的分子量为400的聚乙二醇替换实施例1中的300mg的海藻酸钠，其余均与实施例1中相同。结果，本对比例中并不能得到如实施例1的图1和图2所示的包裹有苯噻菌酯的纳米配方杀菌剂。对比例2本对比例采用与实施例1相似的方法进行，所不同的是，纳米二氧化硅颗粒的用量为3000mg，其余均与实施例1中相同。结果，本对比例中获得的包裹有苯噻菌酯的纳米配方杀菌剂的包封率仅为0.3％。实施例2：制备纳米配方杀菌剂(1)将100mg纳米二氧化硅颗粒(平均粒径为50nm)与100ml水接触以形成混合物a，以及将500mg苯噻菌酯与8ml含有乳化剂(吐温80)和稳定剂(聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚)的甲醇溶液(该甲醇溶液中，甲醇含量为87.69重量％，吐温80的含量为6.39重量％，聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚的含量为5.92重量％)接触以形成溶液a；(2)在搅拌下将步骤(1)的溶液a与步骤(1)的混合物a接触以得到溶液b；(3)在搅拌下将500mg海藻酸钠与步骤(2)的所述溶液b接触以得到混悬液a；(4)将320mg氯化钙溶于10ml水中，得到溶液c，将该溶液c与步骤(4)的所述混悬液a接触以得到混悬液b；(5)通过喷雾干燥法(干燥机进口温度为150℃，出口温度为100℃)除去所述混悬液b中的溶剂以得到干粉，然后将所述干粉在真空烘箱中干燥至恒重以得到颗粒制剂，将所述颗粒制剂进行筛分以得到白色干粉，然后将该干粉与硅粉混合得到制剂(硅粉含量为2重量％)备用。通过sem和tem测得本实施例获得的干粉的粒径范围为200～900nm，通过dls测得干粉的粒径在661.3nm附近分布最多，且通过hplc测得包封率为32.4％。实施例3：制备纳米配方杀菌剂(1)将150mg纳米硅颗粒(平均粒径为60nm)与100ml水接触以形成混合物a，以及将720mg苯噻菌酯与10ml含有乳化剂(吐温80)和稳定剂(聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚)的甲醇溶液(该甲醇溶液中，甲醇含量为89.31重量％，吐温80的含量为6.92重量％，聚乙烯乙二醇二缩水甘油醚的含量为3.77重量％)接触以形成溶液a；(2)在搅拌下将步骤(1)的溶液a与步骤(1)的混合物a接触以得到溶液b；(3)在搅拌下将600mg海藻酸钠与步骤(2)的所述溶液b接触以得到混悬液a；(4)将380mg氯化镁溶于10ml水中，得到溶液c，将该溶液c与步骤(4)的所述混悬液a接触以得到混悬液b；(5)通过喷雾干燥法(干燥机进口温度为125℃，出口温度为75℃)除去所述混悬液b中的溶剂以得到干粉，然后将所述干粉在真空烘箱中干燥至恒重以得到颗粒制剂，将所述颗粒制剂进行筛分以得到白色干粉，然后将该干粉与硅粉混合得到制剂(硅粉含量为2重量％)备用。通过sem和tem测得本实施例获得的干粉的粒径范围为200～900nm，通过dls测得干粉的粒径在674.3nm附近分布最多，且通过hplc测得包封率为54.5％。实施例4：制备纳米配方杀菌剂本实施例采用与实施例3相似的方法进行，所不同的是：本实施例中的氯化镁的用量为320mg，其余均与实施例3中相同，得到干粉制剂。通过sem和tem测得本实施例获得的干粉的粒径范围为200～900nm，通过dls测得干粉的粒径在674.1nm附近分布最多，且通过hplc测得包封率为47.9％。药效评价：1、抗真菌活性试验将实施例制备得到的纳米配方杀菌剂分散于水中。在超净工作台上，用直径0.4cm的打孔器(预先醮75％乙醇灼烧3次以灭菌)在培养好的供试菌种菌落外缘切下带菌培养基块-菌饼，用接种针(预先醮75％乙醇灼烧3次)将菌饼反向(有菌丝的一面向下和培养基贴合)移植到带有实施例1-5和对比例2的纳米配方杀菌剂的培养基(pda培养基)上(纳米配方杀菌剂的用量使得培养基中的苯噻菌酯浓度如表1中所示)。每药液处理重复3次(3个培养皿)，每个培养皿的中心放置1个菌饼。用封口膜封好培养皿，放在恒温箱中培养。用十字测量菌的直径：每个菌落(菌生长四天)用直尺以十字交叉法测量两个直径，每菌饼两个数据，取其平均值代表菌落大小。菌落生长直径(mm)＝两次直径平均值(mm)-4.0mm(菌饼直径)；菌丝生长抑制率％(抑菌率)＝(对照菌落生长直径-处理菌落生长直径)/对照菌落生长直径×100采用实施例1-4和对比例2的纳米配方杀菌剂对柑橘炭疽病菌(colletotrichumglecosporioides)进行上述抗真菌活性试验，抑菌率结果如表1中所示。并且采用苯噻菌酯原药作为对照。表1由表1的结果可以看出，本发明提供的纳米配方杀菌剂具有良好的杀菌效果，例如，均能够实现与用于对照的原药相当的杀菌效果。这说明本发明提供的纳米配方制剂能够容易地进入到病菌体内，并且该制剂能够在进入到病菌体内后实现及时有效的苯噻菌酯的释放，从而实现优异的杀菌效果。2、鱼体内毒性试验采用实施例1-4和对比例2的纳米配方杀菌剂对鲤鱼(cyprinuscarpio)进行试验。实验方法具体为：鲤鱼购自广西南宁市江南区亭洪路鱼苗市场。平均每尾鱼2.8g，平均长度为43mm，购回后正常饲养2天，待其自然死亡率稳定后分组(每组10尾)备用。供试药剂为：a：实施例1-4和对比例2制备得到的纳米配方杀菌剂，用量使得苯噻菌酯的含量为200mg(例如，包封率为14.2％的实施例1制备得到的纳米配方杀菌剂用量为1.41g)；b：9重量％的苯噻菌酯悬浮剂2.22g；c：25重量％的苯噻菌酯乳油剂0.8g；d：25重量％的苯噻菌酯悬乳剂0.8g。分别取上述a、b、c、d一级母液3ml各置于200ml容量瓶中定容，并且配制成苯噻菌酯当量为30mg/l的二级母液备用。各处理组的饲水量为5l，并且二级母液的用量使得各处理组中的苯噻菌酯的终浓度为0.04mg/l，并且设置清水对照组，每隔24h各处理采用相同浓度药液换水1次。分别在药后5h、7h、24h、48h、72h、96h调查各处理死鱼数量，并计算死亡率，死亡率(％)＝(个体累积死亡数量)/饲喂个体总数量×100。上述实验重复三次，结果取平均值，如表2中所示。表2制剂来源死亡率/％实施例136.7实施例236.7实施例336.7实施例440.0对比例233.3b76.7c86.7d100.0清水对照40.0由表2的结果可以看出，本发明提供的纳米配方杀菌剂对鱼的毒性小，并且鱼毒性明显低于现有技术中常用的苯噻菌酯的悬浮剂、乳油剂等剂型，并且，本发明的实施例的死亡率与清水对照组的死亡率相当，由此可以证实，在上述用量浓度下，本发明的纳米配方杀菌剂对非靶标生物体可以说是安全极高而无毒的。3、环境行为评价本实验在以下几种不同的条件下测试实施例1-4和对比例2制备得到的制剂释放苯噻菌酯的速率情况。在各测试环境中，纳米配方杀菌剂的用量使苯噻菌酯的浓度为15ppm，结果如表3所示。表3中的微量释放表示释放度小于0.01％。释放度％＝实验时苯噻菌酯在环境体系中的浓度/初始情况下纳米配方杀菌剂中苯噻菌酯的浓度×100表3由表3的结果可以看出：本发明提供的纳米配方杀菌剂在实践环境中的稳定性良好，其中包封的苯噻菌酯的释放度极低。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12