一种醇醚类化合物及其在水基化纳米农药制剂中的应用

本发明属于有机合成和精细化工，具体涉及一种醇醚类化合物及其在水基化纳米农药制剂中的应用。

背景技术：

1、农药的使用在保证粮食产量和农产品品质方面发挥着关键的作用。农药制剂是农药有效成分递送于靶标的重要途径，农药制剂的质量是决定农药产品价值和效果的关键因素，作为农药有效成分递送于靶标的重要途径，也决定着农药利用率及农药在非靶标区域的环境归趋和生物安全性。

2、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)由于其高效性和低毒性，在农业上被广泛使用。该农药能有效防治植物病害，并且安全性高，对人体和环境的影响较小。作用机制为增强害虫神经质，如谷氨酸和γ-氨基丁酸(gaba)的作用，从而使大量氯离子进入神经细胞，使细胞功能丧失，扰乱神经传导，幼虫在接触后马上停止进食，发生不可逆转的麻痹，最后致死害虫，防治效果在3-4天内达到最高致死率。对螨类、鳞翅目、鞘翅目害虫有优良的杀虫活性，作为一种生物农药被广泛应用于蔬菜、水果、粮食作物、林木等多种作物的如红带卷叶蛾、烟蚜夜蛾、棉铃虫、烟草天蛾、小菜蛾粘虫、甜菜夜蛾、旱地贪夜蛾、粉纹夜蛾、甘蓝银纹夜蛾的防治。

3、乳油、微乳剂和可湿性粉剂是甲维盐的常用剂型，因传统制剂药物粒子粗大，不能尽可能多的附着于靶标，造成大部分的有效成分浪费，研究显示，传统制剂有效成分通过淋溶，飘移等途径从而未能有效作用于靶标，农药的有效利用率不足0.1％。此外，甲维盐易于光解，传统制剂使有效成分一直处于开放环境中，甲维盐的利用率更加难以保证。其次，常用甲维盐剂型的产品结构中包含大量有机溶剂和农用助剂，对环境和食品安全造成威胁，且易造成害虫抗性产生。

4、大量研究报道了优化甲维盐光解率和提高防治效果的方法，包括甲维盐微囊化、甲维盐抗光解纳米制剂的开发、甲维盐在中空介孔材料等保护性材料中吸附以及将甲维盐本身结构进行改性优化等，这些方法在一定程度上改善了甲维盐的应用缺点，但其中大部分方法复杂，成本昂贵，不可避免的用到了有机溶剂，限制了其广泛应用。

5、而水基化剂型是非水溶性原药的水基化，用水稀释后有效成分分散或溶于水中形成乳状、悬浮状或透明状，用水稀释后即可喷洒使用。水基化剂型具有环境污染小、对人畜毒性低、资源节约等优点。

6、但是，水基化剂型作为脂溶性农药纳米化的一种更为环保的方式，在不使用任何有害有机溶剂的条件下完成制备十分困难。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种醇醚类化合物及其在水基化纳米农药制剂中的应用，本发明提供的醇醚类化合物作为甲维盐的特异表面活性剂，在室温条件下与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在水中即能获得稳定的甲维盐纳米水基制剂。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种醇醚类化合物，具有式1所示结构：

4、

5、本发明提供了上述技术方案所述的醇醚类化合物的制备方法，包括以下步骤：

6、在保护气体气氛中，将4-羟基苯戊酮、环氧乙烷和强碱催化剂混合，进行开环缩合反应，得到式2所示结构的4-戊酰基苯酚聚氧乙烯醚；

7、

8、将式2所示结构的4-戊酰基苯酚聚氧乙烯醚、四氢呋喃和格氏试剂混合，保护气体气氛进行亲和加成反应，得到加成反应液；将加成反应液和稀酸溶液混合，调节加成反应液的ph值为5～6，得到式1所示结构的醇醚类化合物。

9、优选的，所述4-羟基苯戊酮和所述环氧乙烷的质量比为1:3；

10、所述开环缩合反应的温度为80～120℃，所述开环缩合反应的压力为0.01～0.04mpa。

11、优选的，所述格氏试剂为正丁基氯化镁；

12、所述4-戊酰基苯酚聚氧乙烯醚的质量和四氢呋喃的体积之比为31g:40ml。

13、优选的，所述亲和加成反应后，还包括：将ph值为5～6的加成反应液和乙酸乙酯混合萃取，得到萃取有机相；将所述萃取有机相脱水后去除有机溶剂，得到式1所示结构的醇醚类化合物。

14、本发明提供了上述技术方案所述的式1所示结构的醇醚类化合物或上述技术方案所述的制备方法制备得到的所述式1所示结构的醇醚类化合物在制备甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂中的应用。

15、本发明提供了一种甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂，包括甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、表面活性剂和水，所述表面活性剂为上述技术方案所述的式1所示结构的醇醚类化合物或上述技术方案所述的制备方法制备得到的所述式1所示结构的醇醚类化合物。

16、优选的，所述甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的质量百分含量为0.1～5％。

17、优选的，所述表面活性剂的质量百分含量为4～5％。

18、优选的，所述甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂的平均粒径为40nm。

19、本发明提供了一种醇醚类化合物，具有式1所示结构。本发明提供的式1所示结构的醇醚类化合物，其分子结构中存在长支链，容易实现自组装，且非极性基的支链化使式1所示结构的化合物的亲水亲油接近平衡，从而可以在水中自发形成微乳体系，且恰当的分子链长度使界面弯曲时利于形成稳定的小尺寸组装结构；另一方面，本发明提供的醇醚类化合物分子量小，亲水基团处于分子链中部，润湿效果好；亲水基团氧原子多，亲水性越强。以本发明提供的化合物作为甲维盐的特异表面活性剂，在室温条件下与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在水中即能获得稳定的透明状甲维盐纳米水基制剂，无需使用任何有机溶剂，具有环境污染小、对人畜毒性低、资源节约的优点。

20、本发明提供了一种甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂，包括甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、表面活性剂和水，所述表面活性剂为上述技术方案所述的式1所示结构的化合物或上述技术方案所述的制备方法制备得到的所述式1所示结构的化合物。本发明提供的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂结构稳定，用水稀释后即可喷洒使用，具有环境污染小、对人畜毒性低、资源节约的优点。

21、进一步的，在本发明中，所述表面活性剂的质量百分含量为4～5％。本发明提供的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂中表面活性剂的含量低，用量少，成本低廉。

技术特征：

1.一种醇醚类化合物，其特征在于，具有式1所示结构：

2.权利要求1所述的醇醚类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述4-羟基苯戊酮和所述环氧乙烷的质量比为1:3；

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述格氏试剂为正丁基氯化镁；

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述亲和加成反应后，还包括：将ph值为5～6的加成反应液和乙酸乙酯混合萃取，得到萃取有机相；将所述萃取有机相脱水后去除有机溶剂，得到式1所示结构的醇醚类化合物。

6.权利要求1所述的式1所示结构的醇醚类化合物或权利要求2～5任一项所述的制备方法制备得到的所述式1所示结构的醇醚类化合物在制备农药甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂中的应用。

7.一种甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂，其特征在于，包括甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、表面活性剂和水，所述表面活性剂为权利要求1所述的式1所示结构的醇醚类化合物或权利要求2～5任一项所述的制备方法制备得到的所述式1所示结构的醇醚类化合物。

8.根据权利要求7所述的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂，其特征在于，所述甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的质量百分含量为0.1～5％。

9.根据权利要求7所述的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂，其特征在于，所述表面活性剂的质量百分含量为4～5％。

10.根据权利要求7～9任一项所述的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂，其特征在于，所述甲氨基阿维菌素苯甲酸盐水基纳米制剂的平均粒径为40nm。

技术总结
本发明属于有机合成和精细化工技术领域，具体涉及一种醇醚类化合物及其在水基化纳米农药制剂中的应用。本发明提供的醇醚类化合物具有式1所示结构。本发明提供的醇醚类化合物分子结构中存在长支链，容易实现自组装，且非极性基的支链化使化合物的亲水亲油接近平衡，从而可以在水中自发形成微乳体系，同时分子量小，亲水基团处于分子链中部，润湿效果好；亲水基团氧原子多，亲水性越强。以本发明提供的化合物作为甲维盐的特异表面活性剂，在室温条件下与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐在水中即能获得稳定的透明状甲维盐纳米水基制剂，无需使用任何有机溶剂，具有环境污染小、对人畜毒性低、资源节约的优点。

技术研发人员：王琰,安长成
受保护的技术使用者：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13