本发明属于化工领域,特别涉及一种树枝状聚酰胺-胺在农药中的应用。
背景技术:
树枝状聚酰胺-胺(pamam)具有高度的支化结构和丰富的外围官能团,在生物、化学和材料等领域有重要的应用价值和广阔的应用情景,经过我们的研究发现,树枝状聚酰胺-胺对农药中有效成分起到非常好的增溶效果,但目前市场上并没有将其应用于农药领域。
结构完整的树枝状聚酰胺-胺的制备方法存在反应耗时长,且由于反应中原料的大大过量出现后处理繁琐的缺点,每生产一个代数需要十几天的时间,成本高昂,而在农药中使用的助剂需要具有使用量大、价格低廉等特点,所以低成本高效率的生产工艺是本项目的关键技术,可大大降低成本,缩短生产周期,更适合工业化应用。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种低成本的树枝状聚酰胺-胺在农药中的应用,这种低成本的树枝状聚酰胺-胺对农药中有效成分起到非常好的增溶效果,进而可以实现环保农药以及高效农药的开发。
为解决以上技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明所述的树枝状聚酰胺-胺在农药中的应用。
优选的,所述的农药为杀虫剂、除草剂或植物生长调节剂。
优选的,除草剂为:氟乐灵、草甘膦、麦草畏、氯氟吡氧乙酸;杀虫剂为:噻虫啉、2,4-d、哒螨灵,植物生长调节剂为:3-吲哚乙酸。
优选的,所述的树枝状聚酰胺-胺由胺类单体和酯类单体合成;其中:
所述胺类单体为多氨基胺,所述多氨基胺为氨、乙二胺、己二胺、二亚乙基三胺中的一种或几种;
所述酯类单体为丙烯酸酯类化合物,所述丙烯酸酯类化合物为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
优选的,所述胺单体为乙二胺,所述的酯类单体为丙烯酸甲酯。
优选的,所述的树枝状聚酰胺-胺在农药中的重量比为1~5wt.%。
优选的,所述的树枝状聚酰胺-胺为g0~g5代树枝状聚酰胺-胺中的一种或多种。
优选的,所述的农药为草甘膦,所述的树枝状聚酰胺-胺为g3代树枝状聚酰胺-胺,g3代树枝状聚酰胺-胺在农药中的重量比为3wt.%。
优选的,应用方法为:
配制树枝状聚酰胺-胺水溶液,加入农药成分,搅拌,分离,取上层清液;所述的搅拌分为两次,第一次搅拌温度为29~31℃,第二次搅拌温度为19~21℃。
优选的,所述树枝状聚酰胺-胺的制备步骤为:
1)胺类单体与酯类单体分别溶于溶剂中,混合,加热反应;
2)加入溶于溶剂中的胺类单体,加热反应,制得含有g0代树枝状聚酰胺-胺的溶液;
3)加入酯类单体溶液,加热反应;
4)加入胺类单体溶液,加热反应;
制得含有g1代树枝状聚酰胺-胺的溶液;
重复步骤3)、4)n次,得到含有gn+1代树枝状聚酰胺-胺的溶液,n为整数,且n≥1;
将上述步骤得到的含有g0、g1或gn+1代树枝状聚酰胺-胺的溶液除去溶剂,即得g0、g1或gn+1代树枝状聚酰胺-胺。
优选的,所述的胺类单体为乙二胺、酯类单体为丙烯酸甲酯、溶剂为甲醇;
步骤1)中乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为:乙二胺︰丙烯酸甲酯=1︰4~5;
步骤2)中乙二胺的用量为:
步骤2)乙二胺用量∶步骤1)乙二胺用量摩尔比为4~5∶1。
优选的,步骤3)中丙烯酸甲酯的用量与前一步骤中乙二胺的用量比为4~5∶1;
步骤4)中乙二胺的用量与前一步骤中丙烯酸甲酯的用量比例为1∶1。
优选的,步骤1)及步骤3)中加热反应温度为30~90℃,反应时间为3~12h;
步骤2)及步骤4)中加热反应温度为30~90℃,反应时间为6~30h。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)本发明制得的树枝状聚酰胺-胺在结构上没有原来工艺生产出来的产品结构规整,但是同样具有原工艺生产的树枝状聚酰胺-胺的优点,且工艺更简单,适合工业化生产;;
2)原料用量接近于理论用量或稍微过量,使得后处理简化,原料成本更低,耗能更低;
3)简单的后处理使得生产周期缩短,产量更大,价格更便宜;
4)本发明制得的树枝状聚酰胺-胺应用于农药具有良好的增溶效果,本发明制备的树枝状聚酰胺-胺与传统工艺的树枝状聚酰胺-胺相比,效果基本一致,甚至比传统工艺的树枝状聚酰胺-胺的增溶效果更好。
附图说明
图1为本发明制备的g2代树枝状聚酰胺-胺红外谱图;
图2为传统工艺的g2代树枝状聚酰胺-胺红外谱图。
具体实施方式
实施例1(本发明g0代树枝状聚酰胺-胺的制备)
(1)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕放料至反应釜③;
(2)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②中;
(3)将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰4;
(4)加热至30℃,反应3h;
(5)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②内;
(6)待(4)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中,乙二胺的量为与此次加入的乙二胺的摩尔比为1︰4;
(7)升温至50℃,反应24h;
(8)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体,即为g0代树枝状聚酰胺-胺;
实施例2
(9)在实施例1(1)~(7)的基础上,向反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰4的比例慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕后慢慢滴入反应釜③;
(10)加热至50℃,反应3h;
(11)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰4的比例慢慢滴入反应釜②内;
(12)待(10)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;
(13)升温至60℃,反应24h;
(14)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体;
即为g1代树枝状聚酰胺-胺。
(15)重复步骤(9)~(14)n次,分别得到g2、g3、g4、g5代树枝状聚酰胺-胺。
实施例3(本发明g0代树枝状聚酰胺-胺的制备)
(1)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕放料至反应釜③;
(2)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②中;
(3)将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰5;
(4)加热至60℃,反应12h;
(5)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②内;
(6)待(4)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中,乙二胺的量为与此次加入的乙二胺的摩尔比为1︰5;
(7)升温至80℃,反应6h;
(8)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体,即为g0代树枝状聚酰胺-胺;
实施例4
(9)在实施例3(1)~(7)的基础上,向反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰5的比例慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕后慢慢滴入反应釜③;
(10)加热至70℃,反应12h;
(11)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰5的比例慢慢滴入反应釜②内;
(12)待(10)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;
(13)升温至90℃,反应6h;
(14)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体;
即为g1代树枝状聚酰胺-胺。
(15)重复步骤(9)~(14)n次,分别得到g2、g3、g4、g5代树枝状聚酰胺-胺。
实施例5(本发明g0代树枝状聚酰胺-胺的制备)
(1)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕放料至反应釜③;
(2)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②中;
(3)将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰5;
(4)加热至40℃,反应8h;
(5)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②内;
(6)待(4)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中,乙二胺的量为与此次加入的乙二胺的摩尔比为1︰5;
(7)升温至80℃,反应15h;
(8)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体,即为g0代树枝状聚酰胺-胺;
实施例6
(9)在实施例5(1)~(7)的基础上,向反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰5的比例慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕后慢慢滴入反应釜③;
(10)加热至60℃,反应8h;
(11)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺按乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰5的比例慢慢滴入反应釜②内;
(12)待(10)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;
(13)升温至70℃,反应15h;
(14)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体;
即为g1代树枝状聚酰胺-胺。
(15)重复步骤(9)~(14)n次,分别得到g2、g3、g4、g5代树枝状聚酰胺-胺。
实施例1、3、5最终制得的g0代树枝状聚酰胺-胺的质量比为2︰3︰4;
实施例2、4、6最终制得的g1代树枝状聚酰胺-胺的质量比分别为2︰3︰4;
g2代树枝状聚酰胺-胺的质量比分别为2︰3︰4;
g3代树枝状聚酰胺-胺的质量比分别为2︰3︰4;
g4代树枝状聚酰胺-胺的质量比分别为2︰3︰4;
g5代树枝状聚酰胺-胺的质量比分别为2︰3︰4。
结果表明用实施例5的反应条件制得的g0代树枝状聚酰胺-胺的产量最高,用实施例6的反应条件制得的g1~g5代树枝状聚酰胺-胺产量最高。
实施例1~6中,乙二胺与丙烯酸甲酯溶于甲醇的浓度越稀越好,但是浓度过低或增加后期除去溶剂的时间,延长生产周期,增加成本,本发明中实施例1~6中乙二胺与丙烯酸甲酯溶于甲醇的浓度均采用浓度为10wt.%的溶液。
传统工艺的的树枝状聚酰胺-胺采用cn103601895b专利公开的技术制备而得。
以g2代为例,我们对本发明制备的树枝状聚酰胺-胺,与传统工艺的树枝状聚酰胺-胺进行了红外测试,通过制备红外光谱可以看出,两者红外光谱基本一致,说明本发明虽然对工艺和原料用量进行了大的调整,但是依然制备出了树枝状聚酰胺-胺。
农药的制备工艺
以下为树枝状聚酰胺-胺对农药增溶效果的考察实验:
配置含50ml3%质量分数的低成本树枝状聚酰胺-胺水溶液放入锥形瓶中,加入稍过量的试样(农药有效成分),将锥形瓶置于(30±1)℃的水浴中,用磁力搅拌搅拌30min,然后将锥形瓶放入(20±1)℃水浴中搅拌30min,停止搅拌离心。取上层清液,即为制备的农药产品。
农药成分检测方法:
用色谱法检测上质量浓度即为溶解度。
试样中的溶解度s按公式计算
式中s为式样在水中的溶解度,单位g/100g
a1为试样溶液中有效成分峰面积平均值
a2为标样溶液中有效成分峰面积平均值
m1为试样的质量,单位为g
m2为标样的质量,单位为g
w为标样中有效成分的质量分数
允许差
两次平行测定值相差不超过15%
按照实施例6的技术方案考察树枝状聚酰胺-胺的代数对草甘膦农药的增溶性影响,结果见表1:
表1
采用实施例6的技术方案制备表1中含有不同代数pamam的草甘膦农药,pamam的浓度为3wt.%,考察代数对其溶解度的影响,我们发现,本发明制备的pamam与传统工艺的pamam相比,效果基本一致,增溶效果并不随着代数的增加而明显增加,综合比较g0效果可以,并且成本最低。
浓度对草甘膦农药的增溶性影响,结果见表2:
表2
采用实施例6的技术方案制备表1中含有g0代pamam的草甘膦农药,pamam的浓度为1~5wt.%,考察浓度对其溶解度的影响,我们发现,溶解度随着浓度的增加而增加,浓度为4%时,本发明制备的g0代树枝状聚酰胺-胺比传统工艺的g0代树枝状聚酰胺-胺溶解度略高。
本发明树枝状聚酰胺-胺对不同农药的增溶性影响,结果见表3:
表3
实施例7(g0代树枝状聚酰胺-胺,胺类单体为氨,酯类单体为丙烯酸乙酯)
(1)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸乙酯慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕放料至反应釜③;
(2)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜②中加入甲醇,然后将氨慢慢滴入反应釜②中;
(3)将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;氨与丙烯酸乙酯的摩尔比为1︰4;
(4)加热至40℃,反应3h;
(5)向反应釜②中加入甲醇,然后将乙二胺慢慢滴入反应釜②内;
(6)待(4)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中,乙二胺的量为与此次加入的乙二胺的摩尔比为1︰4;
(7)升温至80℃,反应24h;
(8)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体,即为g0代树枝状聚酰胺-胺。
实施例8(g0代树枝状聚酰胺-胺,胺类单体为己二胺,酯类单体为丙烯酸甲酯单体)
(1)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸甲酯慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕放料至反应釜③;
(2)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜②中加入甲醇,然后将己二胺慢慢滴入反应釜②中;
(3)将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;己二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1︰4;
(4)加热至40℃,反应3h;
(5)向反应釜②中加入甲醇,然后将己二胺慢慢滴入反应釜②内;
(6)待(4)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中,己二胺的量为与此次加入的己二胺的摩尔比为1︰4;
(7)升温至80℃,反应24h;
(8)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体,即为g0代树枝状聚酰胺-胺。
实施例9(g0代树枝状聚酰胺-胺,胺类单体为二亚乙基三胺,酯类单体为丙烯酸乙酯单体)
(1)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜①中加入甲醇,然后将丙烯酸乙酯慢慢滴入反应釜①内,滴加完毕放料至反应釜③;
(2)向带有温度计、冷凝器、控温装置的反应釜②中加入甲醇,然后将氨慢慢滴入反应釜②中;
(3)将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中;二亚乙基三胺与丙烯酸乙酯的摩尔比为1︰4;
(4)加热至40℃,反应3h;
(5)向反应釜②中加入甲醇,然后将二亚乙基三胺慢慢滴入反应釜②内;
(6)待(4)反应时间结束后,将反应釜②中的液体慢慢滴入反应釜③中,二亚乙基三胺的量为与此次加入的二亚乙基三胺的摩尔比为1︰4;
(7)升温至80℃,反应24h;
(8)将反应釜③内的甲醇蒸出,得到淡黄色粘稠液体,即为g0代树枝状聚酰胺-胺。
对实施例7~9制备的g0代树枝状聚酰胺-胺对草甘膦农药的增溶性进行考察,g0代树枝状聚酰胺-胺在农药的比例为3wt.%,结果如表4:
表4
从表4可以看出,选用其他胺类单体、酯类单体合成的树枝状聚酰胺-胺同样具有优异的增溶效果,可以被应用于农药中。
本发明请求保护所使用的树枝状聚酰胺-胺不能仅限于本发明举例的这几种胺类单体、丙烯酸脂类单体所合成的,也可采用其他本发明未提及的胺类单体、丙烯酸脂类单体合成,由于该两类单体种类繁多,此处无法穷举,但不能作为对本发明保护范围得限定。
本发明请求保护的农药种类不限于本发明中举例的这几种,实际上,树枝状聚酰胺-胺对其他农药也起到了非常好的增溶效果,由于农药种类繁多,此处无法穷举,但不能作为作为对本发明保护范围得限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。