专利名称：：二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的制备方法及应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种对二酰胺类杀虫剂具有专一识别性能的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物(molecularimprintingpolymer,简称MIP)的制备方法及应用。
背景技术：
：二酰胺类杀虫剂是一类高效、低毒和作用机制独特的新型农药，其主要作用于鱼尼丁受体，诱导昆虫鱼尼丁受体的活化、使内源钙离子库的释放，进而导致昆虫死亡。该类杀虫剂的杰出代表性品种有氟虫酰胺(flubendiamide)、氯虫酰胺(chlorantraniliprole)和氰虫酰胺(cyantraniliprole)，化学结构式如下flubendiamidechlorantraniliprolecyantraniliprole该类杀虫剂对鳞翅目害虫有特效，表现出见效快、持效期长，对幼虫、成虫都有较高活性，具有胃毒、触杀作用，内吸和渗透性能好。在亩用有效成分剂量1.82.5克时，可有效地防治水稻上的稻纵巻叶螟、三化螟、二化螟等害虫，蔬菜上的小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾，果树上的潜叶蛾、小食心虫等害虫，是替代高毒农药防治水稻二化螟、三化螟、稻纵巻叶螟等害虫的重要杀虫剂品种。此外，还能控制鞘翅目的叶甲和象甲、双翅目的潜叶蝇和同翅目粉虱等害虫。目前国内外农药残留提取净化方法，多是用气相色谱或液相色谱检测，先以有机溶剂提取样品，经液液分配后再过柱层析，该方法需要耗费大量的溶剂和时间，且乳化现象比较严重，准确度不高。虽然最近出现了很多农药残留提取新技术如加速溶剂提取、固相微萃取、超临界流体萃取、吹扫蒸馏技术等，但这些方法一般需要特殊的设备，测定成本高，难以在一般残留检测实验室推广应用。普通固相萃取技术因其具有溶剂消耗少、方便、快捷等特点而成为普遍采用的农药前处理技术，但选择性较差，且对某些农药的回收率较低，难以达到农药残留痕量分析的要求。由于二酰胺类杀虫剂为大分子化合物，且用量低，其在环境介质如土壤、水和动植物组织等的残留很难用一般的方法提取和检测。此外，国家对二酰胺类杀虫剂残留分析的检测限要求很高，必须达到O.lmg/kg级以下。因此，用一般的方法无论是采用气相色谱、液相色谱检测还是气质联用仪或液质联用仪，都很难达到该类农药残留痕量分析的要求。这给环境样品中该类杀虫剂痕量残留的提取、净化、分离和检测提出了更新的挑战。
发明内容针对目前二酰胺类杀虫剂残留提取检测方法的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种对二酰胺类杀虫剂具有专一识别性能的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的制备方法及应用。本发明所提供的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的制备方法如下①将一种或一种以上二酰胺类杀虫剂模板分子与一种或一种以上聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂混合，二酰胺类杀虫剂模板分子与聚合反应单体的重量比为l:0.515，聚合反应单体与交联剂的重量比为1:120，致孔剂用量为反应混合物总体积含量的30%80%;②进行热引发聚合或光引发聚合反应制得二酰胺类杀虫剂的聚合物，热引发聚合的反应温度为608(TC，反应时间648小时；光引发聚合的反应条件为125W或150W高压汞灯辐射下反应1236小时；③将所得二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物研磨、过筛，先用有机溶剂清洗，再用有机溶剂与有机酸的混合液冲洗至不含二酰胺类杀虫剂模板分子；④将脱除二酰胺类杀虫剂模板分子的分子印迹聚合物用有机溶剂洗至中性，真空干燥即得所述二酰胺类杀虫剂的分子印迹聚合物。本发明中所述的二酰胺类杀虫剂模板分子是指氟虫酰胺或氯虫酰胺、氰虫酰胺。本发明中所述的聚合反应单体，是指丙烯酸类聚合反应单体如丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、三氟甲基丙烯酸(TFMAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸二乙胺乙基酯(DEAEM)，吡啶类聚合反应单体如2，6-二氨基吡啶(AP)、4-乙烯基吡啶(4-VP)、2-乙烯基吡啶(2-VP)，酰胺类聚合反应单体如丙烯酰胺(AM)、二丙烯酰胺-2-甲基-l-丙磺酸(DAMPS)，其他类聚合反应单体如对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙酸、亚甲基丁二酸(ITA)、1-乙烯基咪唑、N-乙烯基-a-吡咯烷(NVP)、2-乙烯基-4，6-二氨基均三嗪(VDTA)等，可以是其中一种或一种以上。本发明中所述的交联剂，是指三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRM)、N，N-二甲基二丙烯酰胺、N，N，_1，4-亚苯基二丙烯酰胺、3，5-二(丙烯酰胺)苯甲酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙烯基苯(DVB)、N，0-二丙酰-L-苯丙氨醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETRA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)等。本发明中所述的致孔剂，是指二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、异丙醇、或四氯甲烷等。本发明中所述的引发剂，是指有机过氧类或偶氮类化合物如偶氮二异丁腈。本发明中所述的冲洗用有机溶剂为甲醇、乙腈、氯仿中的任意一种或其与乙酸的混合液。本发明中所述的酸为常规有机酸如冰醋酸、甲酸等。本发明所述聚合反应可以采用下面二种方式之一①将反应混合物混合均匀后加入到容器如反应器、安培瓶或试管中，通入3IO分钟的氮气后密闭聚合；或②将反应混合物混合均匀后加到容器如空的色谱柱管或注射器管中直接制备成整体柱。本发明所制得的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物可作为固相萃取材料或液相色谱柱的填料，用来分离检测环境样品如水、土壤或植物样品中的二酰胺类杀虫剂残留。作为固相萃取材料进行二酰胺类杀虫剂检测时，是将二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物填充到注射器中制得固相萃取柱，将残留有二酰胺类杀虫剂的环境样品的提取液过柱进行纯化富集，用有机溶剂冲洗非二酰胺类杀虫剂的干扰物质，再用有机溶剂洗脱，收集洗脱组分即得残留的二酰胺类杀虫剂；作为液相色谱柱的填料进行二酰胺类杀虫剂检测时，是将二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物填充到色谱柱管中制得分子印迹分离柱，然后将此色谱柱连接到液相色谱系统中即可采用液相色谱法对环境样品中二酰胺类杀虫剂进行检测。本发明所述的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物，制备过程简单、操作性强、制备成本低，对二酰胺类杀虫剂模板分子具有良好的分子识别能力，可以方便、快捷、准确的用于环境、生物、食品中二酰胺类杀虫剂残留的分离、富集和提纯以及对目标分子的检测。具体实施例方式为了更好地理解本发明的实质，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的内容的内容并不局限于此。实施例1:氟虫酰胺分子印迹聚合物MIP1的制备称取O.0451g模板分子氟虫酰胺、0.5026g反应单体甲基丙烯酸(MAA)、4.9041g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.09209g引发剂偶氮二异腈，lOmL致孔剂氯仿，混合均匀，装入20mL安培瓶中，通氮气脱氧10分钟，密闭。将密闭好的安培瓶于7(TC烘箱中反应48小时(或在125W或150W高压汞灯辐射下反应1236小时)后可得到块状的氟虫酰胺分子印迹聚合物。将聚合物单块取出，研磨粉碎、干燥、过100200目筛，得到氟虫酰胺分子印迹聚合物颗粒。采用甲醇-乙酸混合溶液(9:1，V/V)反复超声清洗制得的聚合物颗粒中的模板分子，直至在最大波长处检测不到模板分子时，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，最后干燥后得到的氟虫酰胺分子印迹聚合物(MIP1)颗粒放入真空干燥箱6(TC干燥保存。实施例213:按实施例1类似的方法制备氟虫酰胺分子印迹聚合物MIP2MIP13<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例14:氯虫酰胺分子印迹聚合物MIP14的制备称取O.0401g模板分子氯虫酰胺、0.4538g反应单体甲基丙烯酸(MAA)、4.1154g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.0901g引发剂偶氮二异腈，10mL致孔剂氯仿，混合均匀，装入20mL安培瓶中，通氮气脱氧IO分钟，密闭。将密闭好的安培瓶于7(TC烘箱中反应48小时(或在125W或150W高压汞灯辐射下反应1236小时)后可得到块状的氯虫酰胺分子印迹聚合物。将聚合物单块取出，研磨粉碎、干燥、过100200目筛，得到氯虫酰胺分子印迹聚合物颗粒。采用甲醇-乙酸混合溶液(9:1，V/V)反复超声清洗制得的聚合物颗粒中的模板分子，直至在最大波长处检测不到模板分子时，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，最后干燥后得到的氯虫酰胺分子印迹聚合物(MIP14)颗粒放入真空干燥箱6(TC干燥保存。实施例1526:按实施例14类似的方法制备氯虫酰胺分子印迹聚合物MIP15MIP26<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例27:氰虫酰胺分子印迹聚合物MIP27的制备称取O.0423g模板分子氰虫酰胺、0.4845g反应单体甲基丙烯酸(MAA)、5.1092g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.0891g引发剂偶氮二异腈，10mL致孔剂氯仿，混合均匀，装入20mL安培瓶中，通氮气脱氧IO分钟，密闭。将密闭好的安培瓶于7(TC烘箱中反应48小时后可得到块状的氰虫酰胺分子印迹聚合物。将聚合物单块取出，研磨粉碎、干燥、过100200目筛，得到氰虫酰胺分子印迹聚合物颗粒。采用甲醇-乙酸混合溶液(9:1，V/V)反复超声清洗制得的聚合物颗粒中的模板分子，直至在最大波长处检测不到模板分子时，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，最后干燥后得到的氰虫酰胺分子印迹聚合物(MIP27)颗粒放入真空干燥箱6(TC干燥保存。实施例28:氯虫酰胺_氰虫酰胺分子印迹聚合物MIP28的制备称取0.0454g模板分子氯虫酰胺、0.0453g模板分子氰虫酰胺、0.4877g反应单体甲基丙烯酸(MAA)、0.4503g反应单体二丙烯酰胺_2_甲基-1-丙磺酸(DAMPS)、6.4145g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.1197g引发剂偶氮二异腈，10mL致孔剂氯仿，混合均匀，装入20mL安培瓶中，通氮气脱氧10分钟，密闭。将密闭好的安培瓶于7(TC烘箱中反应48小时后可得到块状的氰虫酰胺分子印迹聚合物。将聚合物单块取出，研磨粉碎、干燥、过100200目筛，得到氰虫酰胺分子印迹聚合物颗粒。采用甲醇-乙酸混合溶液(9:1，V/V)反复超声清洗制得的聚合物颗粒中的模板分子，直至在最大波长处检测不到模板分子时，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，最后干燥后得到的氰虫酰胺分子印迹聚合物(MIP28)颗粒放入真空干燥箱6(TC干燥保存。实施例29:二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物固相萃取柱在蔬菜、土壤和水中二酰胺类杀虫剂的回收应用称取5g蔬菜(甘蓝)空白样品，加入10mL丙酮，振荡1小时，过无水硫酸钠，离心取上清液2mL，加入定量的待测二酰胺类杀虫剂，待上柱；称取5g土壤空白样品，加入10mL丙酮和2mL水，振荡1小时，过无水硫酸钠，离心取上清液2mL，加入定量的待测二酰胺类杀虫剂，待上柱；称取10mL池塘水空白样品，离心取上清液2mL，加入定量的待测二酰胺类杀虫剂，待上柱。分别将各二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物填充到2mL玻璃注射器中制备成固相萃取住(MIP-SPE)，柱高5cm、直径1.2cm。先分别用5mL甲醇、5mL丙酮淋洗，然后将2mL蔬菜提取液、土壤提取液或水样提取液上样MIP-SPE柱，先用2mL甲醇-二氯甲烷(1:1，V/V)洗去杂质，然后分别用lmL甲醇和lmL甲醇-醋酸(9:1，V/V)洗脱SPE柱，收集、浓縮、检测待测目标二酰胺类杀虫剂组分，求出SPE柱对目的组分的回收率，结果见表1。可见，不同分子印迹聚合物对其模板分子的回收率较高，说明该分子印迹聚合物对其具有较高的识别能力，同时该印迹分子聚合物对与模板分子结构相类似的化合物的回收率也较高，但对结构差异较大的化合物吸附能力明显降低。表1不同MIP-SPE柱对蔬菜和土壤中不同农药的回收率11<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>实施例31:不同分子印迹聚合物材料对目标分子的吸附性能考察将lg本发明分子印迹聚合物浸泡在5mL浓度为10mg/L的目标分子溶液中，于振荡器上振荡吸附，分别于振荡1、2、6、12、24小时后取样测定，采用HPLC测定溶液中的目标分子浓度，求出分子印迹聚合物在不同时间时对目标分子的吸附比，结果见表3。可见，随时间延长，分子印迹聚合物对目标分子的吸附量逐渐增加，6小时后基本达到平衡。表3不同分子印迹聚合物材料对目标分子的吸附性能考察结果MIP代号单体交联剂模板分子lh吸附比(%)2h吸附比(％)6h吸附比(％)12h吸附比(％)24h吸附比(%)MIP1MAAEGDMA氟虫酰胺67.478.395.795.995.4MIP14MAAEGDMA氟虫酰胺77.585.996.396.997.1MIP27MAAEGDMA氰虫酰胺72.384.793.394.193.9MIP28MAA+DAMPSEGDMA氯虫酰胺+氰虫酰胺70.388.696.096.998.371.788.496.496.898.71权利要求一种二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于首先将一种或一种以上二酰胺类杀虫剂模板分子与一种或一种以上聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂混合，然后进行热引发聚合或光引发聚合反应得到含有二酰胺类杀虫剂的分子印迹聚合物，将所得聚合物研磨、过筛，先用有机溶剂清洗，再用有机溶剂与有机酸的混合液冲洗至不含模板分子，最后将脱除模板分子的分子印迹聚合物用有机溶剂洗至中性，真空干燥即得二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物；所述的二酰胺类杀虫剂模板分子为氟虫酰胺或氯虫酰胺、氰虫酰胺；所述的聚合反应单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、三氟甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二乙胺乙基酯、2，6-二氨基吡啶、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、二丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙酸、亚甲基丁二酸、1-乙烯基咪唑、N-乙烯基-a-吡咯烷或2-乙烯基-4，6-二氨基均三嗪中的一种或一种以上；所述的交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N，N-二甲基二丙烯酰胺、N，N，-1，4-亚苯基二丙烯酰胺、3，5-二(丙烯酰胺)苯甲酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、N，O-二丙酰-L-苯丙氨醇、季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯；所述的致孔剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、异丙醇、或四氯甲烷；所述的引发剂为有机过氧类或偶氮类化合物；所述的引发聚合反应条件为在60～80℃的温度下热引发聚合反应6～48小时，或在125W或150W高压汞灯辐射下光引发聚合反应12～36小时。2.根据权利要求1所述的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于二酰胺类杀虫剂模板分子与聚合反应单体物质的重量比为1:0.515;聚合反应单体与交联剂物质的重量比为1:120;致孔剂用量为反应混合物总体积含量的30%80%。3.根据权利要求1所述的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的应用，其特征在于作为固相萃取材料用来富集、分离和纯化环境样品中的二酰胺类杀虫剂残留，先将二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物填充到注射器中制得固相萃取柱，将残留有二酰胺类杀虫剂的环境样品水、土壤或植物样品的提取液过柱进行纯化富集，然后用有机溶剂冲洗非二酰胺类杀虫剂的干扰物质，再用有机溶剂洗脱，收集洗脱组分即得到残留的二酰胺类杀虫剂。4.根据权利要求1所述的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的应用，其特征在于作为液相色谱柱的填料用来检测环境样品中的二酰胺类杀虫剂残留，先将二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物填充到色谱柱管中制得分子印迹分离柱，然后将此色谱柱连接到液相色谱系统中即可采用液相色谱法对环境样品中二酰胺类杀虫剂残留进行检测。全文摘要本发明公开了一种对二酰胺类杀虫剂具有专一识别性能的二酰胺类杀虫剂分子印迹聚合物的制备方法，将一种或一种以上二酰胺类杀虫剂模板分子与一种或一种以上聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂混合，然后进行热引发聚合或光引发聚合反应制得二酰胺类杀虫剂的聚合物，将所得聚合物研磨、过筛，先用有机溶剂清洗，再用有机溶剂与有机酸的混合液冲洗至不含二酰胺类杀虫剂模板分子；最后将脱除二酰胺类杀虫剂模板分子的分子印迹聚合物用有机溶剂洗至中性，真空干燥即得所述二酰胺类杀虫剂的分子印迹聚合物。本发明可用于环境和生物样品中二酰胺类杀虫剂的筛选、富集、分离和纯化，也可用于各种环境样品中二酰胺类杀虫剂残留的前处理和快速测定。文档编号C08F20/58GK101724112SQ200910227020公开日2010年6月9日申请日期2009年11月25日优先权日2009年11月25日发明者付启明,余淑英,冯国录,唐德秀,欧晓明,裴晖申请人:湖南化工研究院