CN110804006B - 一种低含量杂质的乙蒜素原药、制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低含量杂质的乙蒜素原药、制备方法及其用途，所述乙蒜素原药中有效成分乙蒜素的重量含量≥95％，所述乙蒜素原药中杂质二乙基二硫醚的重量含量小于等于1％。所述乙蒜素原药可以通过将二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器制备得到。本发明的乙蒜素原药中有效成分乙蒜素的含量提高，其中的杂质二乙基二硫醚降低，杂质二乙基二硫醚是对植物有药害或者是增加药剂毒性的物质，该杂质的降低提高了乙蒜素原药对作物的安全性。本发明的乙蒜素原药由于纯度高和杂质含量低，所以使得其能够有效提高其防治效果和显著降低其对敏感作物或作物的敏感生长期的药害。
Description
技术领域
本发明属于农药制备领域，具体涉及一种低含量杂质的乙蒜素原药、制备方法及其用途。
背景技术
乙蒜素的化学名称为乙基硫代磺酸乙酯，属低等毒性杀菌剂。兼具植物生长调节作用，能刺激作物生长、壮根壮苗、能促进萌芽、提高发芽率、增加产量和改善品质，是复配杀菌剂农药的首选原料。乙蒜素主要用于小麦、水稻、棉花、果树、蔬菜、瓜类、花卉、药材、茶叶等作物，防治水稻烂秧病、恶苗病、稻瘟病、白叶枯病、麦类黑穗病、条纹病、棉花枯萎病、黄萎病、果树轮纹病、炭疽病、叶斑病、瓜果蔬菜的疫病、青枯病、蔓枯病、枯萎病、炭疽病作物苗期立枯病、猝倒病、烂根病等。
乙蒜素原药的浓度一般为80wt％和90wt％，乙蒜素中的杂质对乙蒜素原药的应用具有重要影响，一方面会影响乙蒜素的药效，另一方面在某些敏感的作物或者是作物的敏感阶段，例如幼苗期、开花期等阶段上会导致药害，产生对作物生长不利的作用。
所以提高乙蒜素原药的纯度和降低乙蒜素原药的杂质是急需的，本发明提供了具有高浓度和低杂质的乙蒜素原药及制备方法。
发明内容
为解决上述技术，本发明提供了一种乙蒜素原药，所述乙蒜素原药中有效成分乙蒜素的重量含量≥95％，所述乙蒜素原药中杂质二乙基二硫醚的重量含量小于等于1％。优选的，乙蒜素原药中有效成分乙蒜素的重量含量≥98％，乙蒜素原药中杂质二乙基二硫醚的重量含量小于等于0.5％。
优选的，上述乙蒜素原药通过如下方法制备得到：
将二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器，通过微反应器反应后生成的气液混合物输入到气液分离器，气液混合物在气液分离器中进行气液分离后，将液体输入到分液罐，分离水相后得到的油相即为乙蒜素原药；或在气液分离器中分离气体的同时继续进行反应，继续反应后将液体输入到分液罐，分离水相后得到的油相即为乙蒜素原药，或在气液分离器中分离气体后，将液体输入到盘管反应器或微反应器继续进行反应，反应后将气液混合物输入到气液分离器，将分离了气体的液体输入到分液罐，分离水相后得到的油相即为乙蒜素原药。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述氧化性原料为硝酸溶液或过氧化氢溶液，或硝酸溶液和过氧化氢溶液的混合溶液。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器方式为：
(1)将二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料分别输入到微反应器；
(2)将冰醋酸和二乙基二硫醚混合形成混合物输入到微反应器，将氧化性原料单独输入到微反应器；或，
(3)氧化性原料为液体氧化性原料的情况下，将冰醋酸和氧化性原料混合形成混合物输入到微反应器，二乙基二硫醚单独输入到微反应器。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器前进行加压处理，提高输入到微反应器的原料的压力。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器前通过止回阀，通过止回阀后再次输入到微反应器。
止回阀也称作逆止阀，或返止阀，止返阀，其主要目的是液体或气体通过阀门后，如果阀门后的压力大于阀门前的压力的情况下，液体或气体不会回流。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述二乙基二硫醚溶液中的有效成分二乙基二硫醚和冰醋酸的摩尔比为(7-9):1，氧化性原料为硝酸溶液时，二乙基二硫醚溶液中的有效成分二乙基二硫醚和硝酸溶液中的有效成分硝酸的摩尔比为1：(1.4-2.1)；氧化性原料为过氧化氢时，二乙基二硫醚溶液中的有效成分二乙基二硫醚和硝酸溶液中的有效成分过氧化氢的摩尔比为1：(2.3-3.4)。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述二乙基二硫醚溶液的质量浓度为75-99wt％，硝酸溶液的质量浓度为35-65wt％，过氧化氢的质量浓度为20-50wt％。
优选的，上述乙蒜素原药的方案中，所述微反应器为微通道反应器，所述微通道反应器中的流体通道的横截面积为100～1000000平方微米，优选的，流体通道的横截面积为100～100000平方微米，尤其优选的，流体通道的横截面积为100～20000平方微米，流体通道的总体积为50～500ml。
本发明还提供了上述乙蒜素原药的用途，其特征在于所述乙蒜素原药提高对作物病害的防治效果和降低对作物的药害。
优选的，上述用途，所述作物病害为作物细菌性病害或作物真菌性病害；
优选的，上述用途中，所述作物的药害为作物根部药害、作物茎叶药害或作物果实药害中的一种或多种。
优选的，上述用途中，所述作物为粮食作物、杂粮作物、药材、果树或蔬菜中的一种或多种。
本发明的有益效果
1、本发明的乙蒜素原药中有效成分乙蒜素的含量提高，其中的杂质二乙基二硫醚降低，杂质二乙基二硫醚是对植物有药害或者是增加药剂毒性的物质，该杂质的降低提高了乙蒜素原药对作物的安全性。
2、本发明的乙蒜素原药是通过设置微反应器工艺方法和系统制备得到，通过该方法或系统所制备的乙蒜素原药纯度高，且杂质二乙基二硫醚的含量非常低，使得乙蒜素原药的品质提高。
3、本发明的乙蒜素原药由于纯度高和杂质含量低，所以使得其能够有效提高其防治效果和显著降低其对敏感作物或作物的敏感生长期的药害。
具体实施方式
乙蒜素含量检测采用乙蒜素标样进行内标法检测，二乙基二硫醚的含量检测采用二乙基二硫醚标样进行内标法进行检测。下述实施例中所用的微反应器为微通道反应器，微通道横截面积为600平方微米，微通道总体积为210ml。
一、制备实施例
制备实施例1常规乙蒜素制备方法
将浓度为85％的二乙基二硫醚溶液450L和50L的冰醋酸投入到具有盘管和搅拌器的气液分离器，形成底液，对底液进行持续搅拌，加热底液到80℃并维持此温度，然后将45％的硝酸溶液滴加到底液中，以平均速度滴加硝酸溶液，共滴加710L硝酸溶液，滴加过程维持搅拌和恒温80℃，滴加完毕后继续恒温搅拌5小时，反应过程不断回收一氧化氮气体，保持气液分离器处于微负压状态，反应完成后进行降温，降温到40℃后，将反应产物输入到分液罐中，分离出水相获得油相，即为乙蒜素原药(乙蒜素原药A)，检测乙蒜素原药的浓度为91.8％，以二乙基二硫醚为基础计算产率，乙蒜素的产率为89.5％，检测二乙基二硫醚的重量含量为2.75％。
制备实施例2应用硝酸溶液和微反应器制备乙蒜素
准备浓度为85％的二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和45％的硝酸溶液，将冰醋酸和二乙基二硫醚溶液以重量比为5:95进行混合，制备得到混合溶液，混合溶液和硝酸溶液分别通过压力泵进行加压，压力为0.15Mpa，然后通过止返阀后分别通入到微反应器，混合溶液进入微反应器的速度为500L/小时，硝酸溶液进入微反应器的速度为710L/小时，微反应器处于冷却系统中，维持微反应器的温度在80-100℃之间，通过微反应器后的气液混合物输入到气液分离器，并在气液分离中恒温80℃搅拌进行继续反应1.5小时，反应完成后降温到40℃，然后将液体输入到分液罐，分层后分离出水相和油相，该油相即为乙蒜素原药(乙蒜素原药B)，检测乙蒜素原药的浓度为98.4％，乙蒜素产率为98.9％，乙蒜素原药中的二乙基二硫醚的含量为0.38％。
制备实施例3应用过氧化氢溶液和微反应器制备乙蒜素
准备浓度为85％的二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和45％的过氧化氢溶液，将冰醋酸和二乙基二硫醚溶液以重量比为5:95进行混合，制备得到混合溶液，混合溶液和过氧化氢溶液分别通过压力泵进行加压，压力为0.15Mpa，然后通过止返阀后分别通入到微反应器，混合溶液进入微反应器的速度为500L/小时，过氧化氢溶液进入微反应器的速度为870L/小时，微反应器处于冷却系统中，维持微反应器的温度在80-100℃之间，通过微反应器后的气液混合物输入到气液分离器，并在气液分离中恒温80℃搅拌继续反应2.5小时，反应完成后降温到40℃，然后输入到分液罐，分层后分离出水相和油相，该油相即为乙蒜素原药(乙蒜素原药C)，检测乙蒜素原药的浓度为98.2％，乙蒜素产率为98.8％，乙蒜素原药中的二乙基二硫醚的含量为0.46％。
二、原药应用实施例
应用制备实施例1-3制备的乙蒜素原药A、乙蒜素原药B和乙蒜素原药C制备为30％乙蒜素乳油A、30％乙蒜素乳油B和30％乙蒜素乳油C，制备乳油A、B和C助剂相同，测试三种原药对作物病害防治效果的差异和施用于作物后的药害情况。
应用实施例1防治西瓜枯萎病
应用30％乙蒜素乳油A、30％乙蒜素乳油B和30％乙蒜素乳油C防治西瓜枯萎病，在西瓜苗期灌根施药，试验处理为4个，三个药剂处理和清水对照处理，每个处理3个重复，每个重复为1平方米，施药次数为2次，首次施药为西瓜在苗床种植后10天，施药于种子种植的土壤位置，第二次施药为西瓜4叶期(移栽前5天)灌根施药。每次施药的施药浓度为乙蒜素乳油的2000倍液。对照为清水，清水施用量和药剂施用量相同。在移栽后10天和移栽后40天调查西瓜枯萎病的防治效果。调查采用全部植株调查，调查枯萎病发病植株的数量以计算西瓜枯萎病的防效。具体结果如下表1。
表1乙蒜素药剂防治西瓜枯萎病的效果
| 药剂 | 移栽10天防效(％) | 移栽40天防效(％) |
| 30％乙蒜素乳油A | 85.4 | 82.3 |
| 30％乙蒜素乳油B | 94.2 | 94.1 |
| 30％乙蒜素乳油C | 94.8 | 93.2 |
| 清水(对照) | --- | --- |
从以上表1可以看出，由于乙蒜素原药纯度的增加，所制备的制剂的效果也增强，尤其是在防治西瓜枯萎病的效果提升。
应用实施例2乙蒜素药剂对作物的药害
针对黄瓜的3叶期施用30％乙蒜素乳油A、30％乙蒜素乳油B和30％乙蒜素乳油C，施用倍数为800倍液，施药方式为喷施，三个处理，每个处理三个重复，每个重复0.5平方米苗床，施药后4天调查黄瓜苗的药害情况，施药前统计每个重复的黄瓜苗的总株数，施药后调查指标以如下黄瓜苗的状况确定是否发生药害：
斑点：叶片上产生褐斑、黄斑、枯斑、网斑等。
枯萎：叶片的叶尖和叶缘逐渐失绿、黄化。
黄化：茎和叶部位的黄化。
畸形：卷叶、丛生、肿根、花叶或皱叶等。
统计药害过程中，具有上述四个特征中的任意特征定义为药害。
计算药害发生比例的方法：发生药害的植株÷总植株数量×100％。
三个重复的药害比例数值进行平均，发现三个药剂处理的黄瓜3叶期幼苗均有不同程度的药害发生，药害发生的比率如下表2。
表2乙蒜素药害状况
| 药剂 | 药害发生比例(％) | 现象描述 |
| 30％乙蒜素乳油A | 36.5 | 黄化现象严重，兼有畸形 |
| 30％乙蒜素乳油B | 15.4 | 黄化现象为主 |
| 30％乙蒜素乳油C | 17.8 | 黄化现象为主 |
| 清水 | --- | --- |
从表2可以看出，乙蒜素原药浓度的增加，杂质二乙基二硫醚含量的降低，使得其制备的制剂在施用到作物上的药害降低。
Claims (6)
1.一种乙蒜素原药组合物，所述乙蒜素原药组合物中有效成分乙蒜素的重量含量≥98%，所述乙蒜素原药组合物中杂质二乙基二硫醚的重量含量小于等于0.5%但不为0%，所述乙蒜素原药组合物通过如下方法制备得到：
将二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器，通过微反应器反应后生成的气液混合物输入到气液分离器，气液混合物在气液分离器中进行气液分离后，将液体输入到分液罐，分离水相后得到的油相即为乙蒜素原药组合物；或在气液分离器中分离气体的同时继续进行反应，继续反应后将液体输入到分液罐，分离水相后得到的油相即为乙蒜素原药组合物，或在气液分离器中分离气体后，将液体输入到盘管反应器或微反应器继续进行反应，反应后将气液混合物输入到气液分离器，将分离了气体的液体输入到分液罐，分离水相后得到的油相即为乙蒜素原药组合物；
所述氧化性原料为硝酸溶液或过氧化氢溶液；
所述二乙基二硫醚溶液中的有效成分二乙基二硫醚和冰醋酸的摩尔比为（7-9）:1；
当氧化性原料为硝酸溶液时，二乙基二硫醚溶液中的有效成分二乙基二硫醚和硝酸溶液中的有效成分硝酸的摩尔比为1：（1.4-2.1）；或，
当氧化性原料为过氧化氢时，二乙基二硫醚溶液中的有效成分二乙基二硫醚和过氧化氢溶液中的有效成分过氧化氢的摩尔比为1：（2.3-3.4）。
2.根据权利要求1所述的乙蒜素原药组合物，其特征在于所述二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器方式为：
（1）将二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料分别输入到微反应器；或，
（2）将冰醋酸和二乙基二硫醚混合形成混合物输入到微反应器，将氧化性原料单独输入到微反应器；或，
（3）将冰醋酸和氧化性原料混合形成混合物输入到微反应器，二乙基二硫醚单独输入到微反应器。
3.根据权利要求1所述的乙蒜素原药组合物，其特征在于所述二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器前进行加压处理，提高输入到微反应器的原料的压力。
4.根据权利要求1所述的乙蒜素原药组合物，其特征在于所述二乙基二硫醚溶液、冰醋酸和氧化性原料输入到微反应器前通过止回阀，通过止回阀后输入到微反应器。
5.根据权利要求1所述的乙蒜素原药组合物，其特征在于所述二乙基二硫醚溶液的质量浓度为75-99wt%，硝酸溶液的质量浓度为35-65wt%，过氧化氢溶液的质量浓度为20-50wt%。
6.根据权利要求1所述的乙蒜素原药组合物，其特征在于所述微反应器为微通道反应器，所述微通道反应器中的流体通道的横截面积为100~20000平方微米，流体通道的总体积为50~500ml。
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