专利名称：含多菌灵活性成分的高分子型化学缓释杀菌剂的制作方法
技术领域：
本发明属于农用化学品领域。
本发明涉及一种高分子型化学缓释杀菌剂及其制备方法以及应用。
多菌灵的化学名称为苯并咪唑-2-基-氨基甲酸甲酯，是目前国内用量最大的杀菌剂品种，是一种广谱杀菌剂，用于防治粮、棉、油、果、蔬菜、花卉的多种真菌病害，如对斑点落叶病菌(Phyllosticta pirina)、水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)和根腐病菌(Fusariumgraminearum)的抑制效果。国内每年用量超过数千吨(原药)。但在使用中发现，多菌灵的生物降解速度过快，在使用条件下仅7-10天就失去杀菌效果；而每次病菌发作的持续时间一般在15天到1个多月，所以多菌灵在使用是通常采取反复施药的办法，即每7-10天施药一次，直到病菌发作期结束。显然，从节省人工的角度看，反复施药的办法是很不经济的。农民迫切需要一种缓释的多菌灵制剂，药效持续期为15-40天，只需施用1-2次即可满足一次杀菌周期(15-35天)。
本发明的高分子型化学缓释杀菌剂，由如下结构(1)所示的聚合单元构成 其中，R为H或CH3，n为从10到100,000的整数。
本发明还涉及上述的高分子型化学缓释杀菌剂的合成方法，包括以下步骤(1)将杀菌剂多菌灵与氯乙醇反应合成1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯，然后再用丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯酯化，合成1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯大单体或1-乙基(2’-甲基丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯大单体；(2)上述大单体经过均聚反应，生成含多菌灵活性成分的高分子型化学缓释杀菌剂。
化学反应式如下 本发明还涉及上述的高分子型化学缓释杀菌剂在农业上的应用。这种高分子型化学缓释杀菌剂本身不表现出杀菌活性，但其在使用环境下可发生化学键断裂，释放出足够量的多菌灵或含多菌灵的碎片，具有缓释杀菌的作用。
上述高分子型化学缓释杀菌剂可以是水溶性的或非水溶性的，可以是分子态的或分子聚集态的，可以是粉末状、粒状、乳液状或溶液状的，可以是干燥的或含水的。
为了合成这种高分子型化学缓释杀菌剂，我们将杀菌剂分子与架桥剂作用生成带有活性基团的新的化合物，再与含不饱和双键的酰氯反应，生成带有活性基团的可聚合大单体；大单体经过聚合反应，生成高分子型化学杀菌剂。所使用的架桥剂为氯乙醇、环氧乙烷、短链聚醚、乙撑亚胺、环氧氯丙烷。所用的架桥剂优选氯乙醇。所使用的杀菌剂分子为多菌灵。
上述高分子型化学缓释杀菌剂可以直接使用，也加工成水剂、乳剂、粉剂、可湿性粉剂和颗粒剂等各种剂型。这些加工方法是农药加工技术人员所熟知的。
合成的各步单元反应是按照通常方法进行的。为了便于本领域的技术人员对本发明的理解，更好地实现本发明，结合化学反应式作进一步详细的介绍在多菌灵与氯乙醇反应制备1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯的反应中，溶剂和缚酸剂分别采用无水乙醇和乙醇钠，收率高，反应条件温和，溶剂易于回收；而采用DMF和氢化钠、DMSO和氢氧化钾、苯+水和氢氧化钠、氯仿和碳酸钾的搭配，结果相对较差。升高反应温度，反应速度加快，较适宜反应温度为50℃-100℃。反应时间3～8小时比较好。过度延长反应时间，收率没有明显提高，副产物逐渐增加，于反应不利。
在制备1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯的反应中，丙烯酰氯容易水解和自聚，反应需在无水溶剂中进行。溶剂需干燥后使用，还需使用氯化亚铜作阻聚剂。溶剂可以选用1，2-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷、甲苯、二甲苯、苯等常见有机溶剂，较适宜的溶剂为二氯甲烷。有机胺作缚酸剂效果较好，以三乙胺为最好。加入一定量的吡啶可以加快反应速度。由于产物的热稳定性差，反应需在较低温度下进行，以0～5℃为宜。pH＞9时丙烯酰氯及产物易分解，pH＜7时酯化较难进行，用三乙胺作缚酸剂，可容易控制反应保持在pH7.5～8，反应收率和产物的纯度都比较好。
在聚合反应中，溶剂可选用苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、DMF、1，2-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等常见有机溶剂，较适宜的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、DMF，其中苯、甲苯、二甲苯价格较低。提高反应前物料中1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯的浓度，减少引发剂用量，或减少反应前物料中溶剂用量，有利于提高聚合物的分子量；降低反应前物料中1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯的浓度，增加引发剂用量，或增加反应前物料中溶剂用量，有利于降低聚合物的分子量。采用上述方法，可以合成出聚合度n从10到100,000的聚合物。生成的聚合物称为聚合物缓释剂，聚合度n为22称为聚合物缓释剂(I)，聚合度n为44,800称为聚合物缓释剂(II)。
聚合物缓释剂在自然环境中降解时，既有可能释放出多菌灵，也有可能释放出含多菌灵的碎片1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯(在下面的实施例中，称这些含有多菌灵的碎片为中间体)。经测定，中间体1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯和大单体1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯具有与多菌灵基本一致的杀菌活性。
对本发明的聚合物缓释剂的杀菌效果进行测定。测试靶标为水稻纹枯病。测试结果表明，聚合物缓释剂(I)和聚合物缓释剂(II)具有明显的缓释杀菌作用，药效可持续30-40天。而多菌灵原药持效期仅有7-10天左右。
本发明的高分子型化学缓释杀菌剂与常规杀菌剂相比，具有如下优点(1)使杀菌剂可控制释放，延长持效期，药剂稳定；(2)施用次数少，可以降低农用成本。
例1 1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯的合成在配有搅拌器、温度计、回流冷凝器的125毫升的四口瓶中，加入2.0克(0.0104摩尔)的多菌灵、1.33克(0.0156摩尔)的氯乙醇、75毫升的无水乙醇和适量的乙醇钠，开动搅拌，升温，回流1小时后降温至室温，过滤，滤饼用100毫升50℃蒸馏水漂洗，抽干后得浅黄色固体1.76克，收率72％，粗品经用硅胶柱提纯后(氯仿为洗脱剂)得灰白色固体，纯度99.6％，mp.227℃(变色分解)。1H NMR(DMSO)δ3.86(s，3H，CH3)，4.11(t，2H，CH2)，4.40(t，2H，CH2)，6.87-7.34(m，4H，aromatic)，11.71(s，1H，-NHCOO-)；IR氨基甲酸酯类羰基特征吸收峰1740cm-1，苯环骨架振动吸收峰1580cm-1、1570cm-1、1443cm-1，-CH2CH2-伸缩振动吸收峰2925cm-1，-O-CH3弯曲振动吸收峰1455cm-1，-OH特征吸收峰3220cm-1、1058cm-1均存在。
例2 1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯的合成在配有搅拌器、温度计、回流冷凝器的125毫升的四口瓶中，加入1.5克(0.0055摩尔)粗品1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯、0.56克(0.0056摩尔)三乙胺、二氯甲烷65毫升，开动搅拌，用冰水浴降温至0～5℃，滴加入0.5克(0.0055摩尔)的丙烯酰氯，滴完后缓慢升温至室温继续搅拌5小时后，减压蒸馏蒸出溶剂，得浅粉色固体，经用异丙醇重结晶后得浅黄色固体0.76克，纯度98％，mp.201℃(分解)，收率48％。1H NMR(CDCl3)δ3.62(s，3H，CH3)，4.56(t，2H，CH2)，4.50(t，2H，CH2)，6.2-64(m，3H，-CH＝CH2)，6.98-7.23(m，4H，aromatic)，10.08(s，1H，-NHCOO-)。
例3 聚合物缓释剂(I)的合成在250毫升配有温度计、搅拌及回流冷凝器的三口瓶中，加入100毫升苯、1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯2.89克、过氧化苯甲酰0.01克，搅拌下缓慢升温到60℃，反应1小时。然后降温，加入80毫升水，然后搅拌下真空浓缩，回收苯，剩余物过滤，干燥，得2.3克浅红色固体物，为聚合物缓释剂(I)，收率80％。经乌氏粘度剂测定，平均分子量为6,500，即聚合度n为22。
例4 聚合物缓释剂(II)的制备在10毫升配有温度计、搅拌及回流冷凝器的三口瓶中，加入2毫升二甲苯、1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯2.89克，搅拌下升温到130℃，回流30分钟。迅速加入0.00001克过氧化苯甲酰和1毫升二甲苯的溶液，反应1小时。然后降温，加入80毫升水，然后搅拌下真空浓缩，回收二甲苯，剩余物过滤，干燥，得2.74克褐色固体物，为聚合物缓释剂(II)，收率95％。经乌氏粘度剂测定，平均分子量为13,000,000，即聚合度n为44,800。
例5 中间体、大单体的生物活性测定试样1、试样2和原药分别为中间体1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯、大单体1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯和多菌灵(95％)。
试样1、试样2和原药的处理量均为20、2ug/ml，设不加药剂的空白对照，每个处理4次重复；测定靶标为棉花立枯病、苹果斑点落叶病、小麦根腐病、小麦赤霉病。将溶好的特制培养基冷却至60℃～70℃，按上面所设浓度加入定量药剂，制成含有不同药量的含毒培养基，待其充分冷却后，接种直径为0.5cm的供试菌片，放置培养箱中培养。培养温度25±1℃。在培养箱中培养72小时后进行调查，调查时分别测定每个处理的菌落生长直径，并计算抑菌率。
具体数据见表1表1 生物活性测定结果
例6 聚合物缓释剂(I)、聚合物缓释剂(II)的缓释作用生测结果
25％聚合物缓释剂(I)、聚合物缓释剂(II)及多菌灵原药处理剂量为500ug/ml，设不加药剂的空白对照，每个处理4次重复；供试作物为蚕豆，测试靶标为水稻纹枯病。选择生长整齐一致的盆栽蚕豆苗，剪去生长点后按设计浓度在作物喷雾机上喷雾处理(喷液量为1000kg/ha)，在通风橱内凉干后放置温室培养；分别于药剂处理后1、3、5、10、20、30、40天，剪取蚕豆叶片放置培养皿中进行保湿处理，并接种水稻纹枯病病菌，接种后放置植物生长箱(24℃，RH＞90％)中保湿培养，待空白对照充分发病后调查药剂的防治效果。具体数据见表2表2 缓释作用生测结果
可见，聚合物缓释剂(I)和聚合物缓释剂(II)有明显的缓释效果，作用可持续30-40天。而多菌灵原药持效期仅有7-10天左右。
权利要求
1.高分子型化学缓释杀菌剂，其特征在于将杀菌剂多菌灵以共价键的形式链接在高分子载体上，由如下结构(1)所示的聚合单元构成 其中，R为H或CH3，n为从10到100,000的整数。
2.权利要求1所述的高分子型化学缓释杀菌剂的合成方法，包括以下步骤(1)将杀菌剂多菌灵与氯乙醇反应合成1-羟乙基-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯，然后再用丙烯酰氯酯化，合成1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯大单体；(2)1-乙基(2’-丙烯酸酯-1’-基)-2-苯并咪唑氨基甲酸甲酯大单体经过均聚反应，生成含多菌灵活性成分的高分子型化学缓释杀菌剂。
3.权利要求1所述的高分子型化学缓释杀菌剂在农业上的应用，其特征在于这种高分子型化学缓释杀菌剂本身不表现出杀菌活性，但其在使用环境下可发生化学键断裂，释放出足够量的多菌灵或含多菌灵的碎片，具有缓释杀菌的作用。
全文摘要
一种聚合单元结构如式(1)的高分子型化学缓释杀菌剂及其制备方法和应用。将杀菌剂多菌灵链接在高分子载体上。生成的含多菌灵活性成分的高分子型化学缓释杀菌剂本身不表现出杀菌活性，但其在使用环境下可发生化学键断裂，释放出足够量的多菌灵，具有缓释杀菌的作用，可用作农用杀菌剂。其中，R为H或CH
文档编号A01N25/10GK1419825SQ01133470
公开日2003年5月28日 申请日期2001年11月20日 优先权日2001年11月20日
发明者刘冬雪, 台立民, 魏峰, 吴玉春, 王新, 旋咏梅, 张晓燕, 王炳帅, 刘博 , 李建华, 谭波 申请人:沈阳化工研究院