本发明属于农药共晶技术领域，具体涉及一种氟硅唑与甲基托布津农药共晶及其制备方法。
背景技术：
据统计，2011年全球年销售额超过5亿美元的农药品种有17个，在这17个农药品种中，原料药为晶体产品的占14种。可见晶体质量与农药质量密切相关，晶体形态是决定农药晶体产品质量的本质因素。在农药的结晶过程中，由于不同的农药加工过程、制剂方法、储存和施用方式不同，对晶体质量的要求有所差异。就不同制剂而言，粉剂对晶体的细度、流动性和堆密度有较高要求，直接影响着粉粒在作物表面上的沉积，进而影响药效；乳油是我国用量较大的一个剂型，凡是液态的原药和在有机溶剂中有相当大溶解度的固态原药都可加工成，其分散度、乳液稳定性与药效有密切的关系；悬浮剂是将固体农药原药以4微米以下的微粒均匀分散于水中的制剂，没有像粉剂那样的粉尘飞扬问题，不易燃易爆，贮存安全，同时避免了像乳油那样使用大量的有机溶剂，避免了药害问题。悬浮剂是联合国粮农组织(fao)推荐的环保型剂型，符合农药制剂朝安全化、环保化、水基化发展的趋势，已经成为我国农药制剂中很有竞争力的新剂型。但是并不是每种农药原药都能制成悬浮剂，需要满足水溶解度不得大于70mg/l，避免贮存时结晶；熔点一般在60℃以上，以免在研磨时熔化，引起聚结。
随着现代社会对农药要求的提高，对农药晶型现象的研究受到了广泛的关注。不同晶型的农药产品，其晶体的质量可能存在较大的差异。吡唑醚菌酯是一种重要的甲氧基丙烯酸类杀菌剂，由于其是低熔点物，在研磨过程中会由于该物质的黏性而堵塞研磨设备，不易制成悬浮剂。专利wo2008/096005a1报道了甲基托布津与吡唑醚菌酯的共晶，很大程度上提高了吡唑醚菌酯的熔点。可见，晶型问题在农药研发、应用及知识产权保护中也应当占有重要地位。
共晶是一种超分子自组装系统，其核心内容是通过分子间弱相互作用进行分子识别和超分子自组装，不同分子间的相互作用主要有氢键、π-π堆积作用、范德华力和卤键。药物共晶的特点在于，保留药物本身药理活性的同时，达到了修饰药物物理化学性质的目的，这为药物共晶在制药工业方面的应用提供了更为广阔的发展空间。近年来，在医药领域把共晶作为一种可以快速、有效的改善活性药物成分的物理化学性质的新手段，已经越来越引起国内外研究学者的广泛关注。同样的，随着现代社会对农药晶型研究的深入，共晶在农药领域的延伸也将成为必然，改善农药原药晶体的性能也应成为农药制剂的新选择。
本发明中所用农药原药为氟硅唑，分子式为c16h15f2n3si，化学名称为双(4-氟苯基)甲基(1h-1,2,4--唑-i-基亚甲撑)硅烷，其结构式如a所示。本发明所用另一种农药原药为甲基托布津，分子式为c12h14n4o4s2，化学名称为1,2-二(3-加氧羰基-2-硫脲基)苯，其结构式如b所示。
氟硅唑是一种三唑类杀菌剂，低熔点(55℃)导致了其难以制备环境友好的悬浮剂农药剂型，而是以乳油为主要制剂。甲基托布津也是一种广谱内吸低毒杀菌剂，熔点在170℃左右。两者经常混用，以提高农田药效，但是混和施用的农药在储存时不稳定，容易聚结沉淀。
技术实现要素：
本发明基于超分子化学原理，通过晶体工程学技术将甲基托布津与氟硅唑分子形成农药共晶，利用甲基托布津的熔点高于氟硅唑这一特点，通过甲基托布津提高氟硅唑的熔点，使其满足了制备成环境友好的悬浮剂制剂的熔点条件。同时，甲基托布津与氟硅唑农药共晶结构中两分子之间存在相互作用力，从而使该农药共晶稳定性高于两种农药普通的物理混配的稳定性。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种氟硅唑与甲基托布津农药共晶及其制备方法，表征了其晶体结构和物化性能。通过形成氟硅唑与甲基托布津农药共晶改善了氟硅唑的物理化学性质，开拓农药剂型的多样性。
本发明制备得到的氟硅唑与甲基托布津农药共晶，其xrd谱图在衍射角2θ为7.4±0.2，8.1±0.2，10.6±0.2，11.7±0.2，15.5±0.2，15.8±0.2，16.6±0.2，17.0±0.2，17.3±0.2，17.7±0.2，18.3±0.2，19.0±0.2，19.7±0.2，20.7±0.2，22.1±0.2，22.9±0.2，25.1±0.2，26.0±0.2，26.8±0.2，存在特征峰。如图1所示，新型共晶的xrd图并不是两种形成共晶组分的简单叠加，它有其明显的特征峰，是新的晶型。
如图2所示，本发明制备得到的氟硅唑与甲基托布津农药共晶，差示扫描量热分析(dsc)谱图显示共晶熔点约为124～130℃，该dsc图谱并不存在两种原料的熔点峰，甲基托布津在170℃边熔化变分解，氟硅唑的熔点为52℃，而是产生了新的熔点峰，这也是形成共晶的标志。
如图3所示，本发明制备得到的氟硅唑与甲基托布津农药共晶，固体红外(ft-ir)仪器检测到甲基托布津的n-h伸缩振动、c＝o伸缩振动分别为3345cm-1、1722cm-1，氟硅唑的c-f弯曲振动、c-n伸缩振动分别为1014cm-1、1162cm-1。由于氢键的作用，发生了红移和蓝移。红外光谱的显著差异证明了在氟硅唑与甲基托布津之间有分子间氢键的存在，进一步证明了氟硅唑与甲基托布津农药共晶的形成。
本发明所述的氟硅唑与甲基托布津农药共晶的制备方法是溶液介导转变法，本发明的具体步骤如下：
将摩尔比为1:1.2～1的氟硅唑和甲基托布津置于结晶器中，加入溶剂，体系中溶质氟硅唑+甲基托布津总质量占溶液总质量的5％～20％；27～40℃温度下恒温；搅拌2-3h，氟硅唑和甲基托布津在该温度下溶解并在溶液中充分接触，进而形成共晶；搅拌停止后将反应液过滤，过滤产品于40℃真空干燥箱中干燥，所得产品即为氟硅唑与甲基托布津农药共晶。
所述的溶剂选自单溶剂或混和溶剂。
单溶剂为水、甲醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙腈或丙酮等。
混和溶剂是单溶剂与水的混合，单溶剂与水的体积比为1:3的混和溶剂。如甲醇+水，乙腈+水等。
本发明的氟硅唑与甲基托布津农药共晶还可以通过机械力的作用制备，溶液助磨形成共晶，具体步骤如下：
将摩尔比为1:1.2～1.2:1的氟硅唑和甲基托布津至于球研磨罐中，同时加入甲醇、乙腈或者丙酮溶剂，溶剂质量为固体总质量的5％～10％；球磨仪的振动频率设定为20赫兹～30赫兹，研磨15min～30min；将研磨后的产品烘干得到氟硅唑与甲基托布津的农药共晶。
在使用微量溶剂条件下或者小批量制备该农药共晶时，优先选择溶液助磨法制备。
经过形成新型农药共晶，修饰了农药氟硅唑的物理化学性质，将氟硅唑的熔点从52℃提高到124～130℃，同时提高了与农药甲基托布津`混配的稳定性，为开发环境友好的悬浮剂提高了可能。
附图说明
图1：氟硅唑与甲基托布津农药共晶实验得到的pxrd图；
图2：氟硅唑与甲基托布津农药共晶实验得到的dsc图；
图3：氟硅唑与甲基托布津农药共晶实验得到的ftir图。
具体实施方式
实施例1：
称量反应物氟硅唑：甲基托布津＝1:1摩尔比投料，用分析天平分别准确称取0.5321g氟硅唑和0.5776g甲基托布津于25ml结晶器中；
用移液枪量取4ml甲醇和12ml水于结晶器中，配成悬浮液，溶质质量含量6.95％。40℃下恒温磁力搅拌2h。
搅拌停止后将反应液过滤，过滤产品于40℃真空干燥箱中干燥，所得产品即为氟硅唑和甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为128℃。
实施例2：
称量反应物氟硅唑：甲基托布津＝1:1.05摩尔比投料，用分析天平分别称取0.7526g氟硅唑和0.8579g甲基托布津于25ml结晶器中；
用移液枪量取4ml甲醇和12ml水于结晶器中，配成悬浮液，溶质质量含量10.03％。30℃下恒温磁力搅拌2.5h。
搅拌停止后将反应液过滤，过滤产品于40℃真空干燥箱中干燥，所得产品即为氟硅唑和甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为126℃。
实施例3：
称量反应物氟硅唑：甲基托布津＝1:1.2摩尔比投料，用分析天平分别称取0.8659g氟硅唑和1.1280g甲基托布津于50ml结晶器中；
用移液枪量取10.2ml正丙醇和30.6ml水于结晶器中，配成悬浮液，溶质质量含量5％。27℃下恒温磁力搅拌3h。
搅拌停止后将反应液过滤，过滤产品于40℃真空干燥箱中干燥，所得产品即为氟硅唑和甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为128℃。
实施例4：
称量反应物氟硅唑：甲基托布津＝1:1.05摩尔比投料，用分析天平分别称取1.5230g氟硅唑和1.7360g甲基托布津于25ml结晶器中；
用移液枪量取3.5ml异丙醇和10.5ml水于结晶器中，配成悬浮液，溶质质量含量20％。40℃下恒温磁力搅拌3h。
搅拌停止后将反应液过滤，过滤产品于40℃真空干燥箱中干燥，所得产品即为氟硅唑和甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为125℃。
实施例5：
称取0.3527g氟硅唑和0.3829g甲基托布津，摩尔比为1.2:1，放置到球磨罐中，滴加0.05g甲醇溶剂，溶剂质量为固体质量的6.79％；
球磨仪振动频率设为20赫兹，研磨时间30min；
将研磨得到的产品烘干即为氟硅唑与甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为126℃。
实施例6：
称取0.2983g氟硅唑和0.3562g甲基托布津，摩尔比为1:1.2，放置到球磨罐中，滴加0.03g甲醇溶剂，溶剂质量为固体质量的5％；
球磨仪振动频率设为25赫兹，研磨时间20min；
将研磨得到的产品烘干即为氟硅唑与甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为128℃。
实施例7：
称取0.3274g氟硅唑和0.3554g甲基托布津，摩尔比为1:1，放置到球磨罐中，滴加0.068g甲醇溶剂，溶剂质量为固体质量的10％；
球磨仪振动频率设为30赫兹，研磨时间15min；
将研磨得到的产品烘干即为氟硅唑与甲基托布津农药共晶。
制得的产品xrd图如图1所示，是纯共晶，dsc显示其熔点为129℃。
本发明中用于研磨的球磨仪和检测共晶性质与结构的仪器如下：
1、研磨是用德国莱驰生产的mm400混合型球磨仪
2、固体粉末衍射xrd是由rigakud/max2500x-射线粉末衍射仪测定
3、差示扫描量热仪是美国梅特勒公司生产的，型号dsc1/500，升温速率10℃/min，氮气保护气100ml/min。
4、傅里叶变换红外光谱是用德国brukeralphaftir-atr，波数范围4000-400cm-1。