JP4986380B2 - 農薬の精製法 - Google Patents

Description

本発明は、農薬の精製法に関する。特に、本発明は、結晶化阻害可能な少なくとも一種の不純物を含む農薬の精製法に関する。

農薬は、さまざまな製剤、例えば、乾燥製剤（水和剤、顆粒、および、錠剤等）として用いられる。これらの乾燥製剤には、利点がいくつかあり、その一つに使いやすさがある。生物学的効果が良好となるためには、固体の農薬を水と混ぜる際に、その大きさが減少することが一般に好ましい。しかし、活性農薬成分の融点が低い場合、明確な結晶構造を欠くため、この粒径を減少させることは困難であり、このため農薬を製粉して粒径を減少させることはできない。更に、低融点の活性成分を有する農薬と高融点の活性成分を有する農薬を含有する混合製剤も同じ問題を抱える。

このように、粒径減少を向上させるためには精製された農薬が必要である。

本願明細書において具体化され、広範に記載されているように、本発明は、一の態様において、a)農薬を融解すること(当該農薬には、少なくとも1種の活性成分と結晶化阻害可能な少なくとも1種の不純物が含まれる)、b)基材上に農薬をコーティングし、農薬粒子を形成させること、c)共沸法により結晶化を阻害する不純物の量を実質的に低減させること、d)農薬を結晶化することを含む農薬の精製法に関する。

別の態様においては、本発明は上記のような農薬(融点が約90℃以下であるような農薬)を精製する方法を含有する。

本発明の利点を以下の説明である程度述べ、一部はその説明から明らかになるであろうし、または本発明の実施によりその利点を知ることができる。前述の一般的な記載と以下の詳細な説明は両方とも例示的で且つ説明のためだけのものであり、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではないことを理解すべきである。

本発明は、本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明、および、その中に含まれる実施例を参照することで、より容易に理解することができる。

本発明の化合物、組成物、および、方法が開示され、記載されることに先んじて、農薬の製造が特定の合成方法に制限されるのではなく、もちろん変更できることを理解すべきである。さらに本願明細書において用いられる用語は、単に特定の実施形態を記載する目的のためにあり、限定されることを意図しないことも理解されるべきである。

本明細書と特許請求の範囲において、以下の意味を持つように規定された複数の用語が引用されるであろう。

「農薬」の用語は、一種以上の活性成分と一種以上の不純物との混合物を意味する。

「工業グレードの活性成分農薬」とは、活性成分と不純物との混合物が10重量％未満の不純物（好ましくは5重量％未満の不純物）を含むこと意味する。不純物は、あらゆる不純物成分、制限されるわけではないが、例えば、反応副生成物、中間体、出発原料、および溶媒などである。

本願明細書において用いる「塩」には、例えば、アミン、金属、アルカリ土属金属塩基、または、４級アンモニウム塩基、例えば、両性イオンを用いて形成可能な塩が含まれる。塩形成体として適切な金属、および、アルカリ土属金属の水酸化物には、バリウム、アルミニウム、ニッケル、銅、マンガン、コバルト、亜鉛、鉄、銀、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウムまたはカルシウムの塩が含まれる。さらに塩形成体には、塩化物、硫酸塩、メトラブ(metrab)、酢酸塩、炭酸塩、水素化物、および、水酸化物が含まれる。

本発明は、a)農薬を融解すること(当該農薬には、少なくとも1種の活性成分と結晶化阻害可能な少なくとも1種の不純物が含まれる)、b)基材上に農薬をコーティングし、農薬粒子を形成させること、c)共沸法により結晶化を阻害する不純物の量を実質的に低減させること、d)農薬を結晶化することを含む農薬の精製法を含む。

あらゆる農薬を用いることができる。ある実施形態において、農薬は工業グレードの活性成分農薬「TGAI農薬」である。TGAI農薬は、融点が低く、制限するわけではないが、例えばTGAI農薬の融点は、120℃以下、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下であり得る。

農薬の活性成分は、有害な昆虫、ダニ、線虫、真菌、および、望ましくない植物の駆除のために用いることができる。ある実施形態において、活性成分は、式(I)の2-[(ジヒドロ)ピラゾリル]-3'-オキシメチレン]-アニリド、ならびに、その塩、および、エステルである。

式中、--は単結合または二重結合であり、添字および置換基は以下の意味を有する:
nは0、1、2、3または4であり、nが1より大きい場合に、置換基R¹は異なることが可能となり、
mは0、1または2であり、mが1より大きい場合に、置換基R²は異なることが可能となり、
Xは直接結合、OまたはNR^aであり、
R^aは、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、または、シクロアルケニルであり、
R¹は、ニトロ、シアノ、ハロゲン、無置換もしくは置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシであってもよく、この架橋は、nが2である場合には、さらに、2つの隣接環原子に結合した無置換もしくは置換の架橋であり、3または4個の炭素原子、1〜3個の炭素原子と1もしくは2個の窒素、酸素および/または硫黄原子からなる群からの3〜4員を含み、結合している環と共に部分不飽和または芳香族の基を形成することが可能であり、
R²は、ニトロ、シアノ、ハロゲン、アルキル、ハロアルキル、アルコキシ、アルキルチオ、または、アルコキシカルボニルであり、
R³は、無置換もしくは置換のアルキル、アルケニルまたはアルキニルであるか、または無置換もしくは置換の、飽和またはモノもしくはジ不飽和の環であるか（これら環は、環員として炭素原子に加えて、1〜3個の酸素、硫黄、および、窒素のヘテロ原子を含むことができる）、または、無置換もしくは置換の単核もしくは2核の芳香族基であり（これら芳香族基は、環員として炭素原子に加えて、1〜4個の窒素原子または１もしくは２個の窒素原子と１個の酸素もしくは硫黄原子または１個の酸素もしくは硫黄原子を含むことができる）、
R⁴は、水素、無置換もしくは置換のアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニルであり、
R⁵は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニルであり、または、XがNR^aの場合には、さらに水素であってもよい。

望ましくは、式(I)において、nは0または1であり、mは0または1であり、XはOであり、R¹は、無置換もしくは置換のC₁-C₄アルキル、C₂-C₄アルケニル、または、C₁-C₄アルコキシであり、R²は、C₁-C₄アルキル、C₁-C₄ハロアルキル、または、C₁-C₄アルコキシであり、R³は無置換もしくは置換のベンゼンであり、R⁴は、水素、無置換もしくは置換のC₁-C₄アルキル、C₂-C₄アルケニル、または、C₁-C₄ アルキルカルボニルであり、R⁵は、C₁-C₄アルキルまたはC₂-C₄アルケニルである。

より望ましくは、式(II)で表されるように、活性成分は、メチルN-(2-{[1-(4-クロロフェニル)-1H-ピラゾール-3-イル]オキシメチル}フェニル)N-メトキシカルバメート（ピラクロストロビン）である。

農薬すなわちTGAI農薬中に存在している1種以上の不純物は、あらゆる不純物、例えば反応副産物、中間体、出発原料、および、溶媒であり得る。ある実施形態において、活性成分は、結晶化を阻害する不純物の標準沸点の50℃以内の温度で化学的に分解する。このような不純物は、農薬の精製を困難にする。不純物のうちの少なくとも1種は、例えば、真空蒸留、加熱または減圧蒸発によって共沸除去されることが可能となるべきである。

共沸混合物には、水、アルコール、炭化水素、置換炭化水素、エーテル、エステル、有機酸、無機酸、ケトン、アルデヒド、アミン、および、それらの混合物を含む2成分あるいは3成分の混合物が含まれ得る。これらの共沸混合物は単に農薬中に存在する不純物から形成されることもあるし、あるいは、農薬を共沸混合物形成性化合物(azeotrope-forming compound)、例えば、上記に示すような溶媒と混合してもよい。この混合物は、農薬の融解前または融解後に製造することができる。

例えば、ピラクロストロビンは融点が約64℃である。ある実施形態において、TGAI ピラクロストロビンには、融点を約40℃にまで効果的に低下させるトルエンと水が含まれる。沸点が約110℃のトルエンは、水と共沸混合物を形成することができ、その沸点は約84℃である。このように、トルエンおよび水の不純物は、共沸分離法により除去できる。

共沸分離は、融解した農薬を基材上にコーティングすることによって促進される。コーティングは共沸混合物を移動させるために表面積を増大させる薄膜が望ましい。農薬と適合性のある、あらゆる基材を使うことができる。基材は、組成物または化合物の分散を促進するあらゆる天然または合成の有機または無機の成分でよい。典型的な基材には、リグニンスルホネート、合成シリケート、シリカ、尿素、ラクトース、硫酸アンモニウム、スクロース、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、クレー、珪藻土、白土、タルク、炭酸カルシウム、アタパルジャイト、および、水溶性ポリマー、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、および、ポリビニルアルコールが含まれる。

融解した農薬を基材上にコーティングすることは、下記の異なる態様にて行うことができる：
i)いかなる溶媒も用いない場合、
ii)有機溶媒が存在する場合(融解した活性成分を加える前に、基材を有機溶媒に分散する。有機溶媒としては、芳香族または脂肪族炭化水素または塩素化された炭化水素、アルコールまたはこれらの混合物を用いることができる)、
iii)水が存在する場合(基材を水中に分散し、融解した活性成分を添加する)。

共沸分離は、農薬をコーティングした基材を適切な温度に加熱することによって成し遂げられる。また、基材を予熱し、融解した農薬を予熱した基材に加えることによっても成し遂げることができる。

不純物を実質的に除去することにより、結晶化速度を速めることができる。この結晶化は、共沸分離に用いた温度以下に農薬を冷却することにより行うことができる。ある実施形態において、結晶化された農薬は、全不純物が5重量％以下であり、好ましくは、結晶化を阻害する不純物を0.1重量％以下、さらに好ましくは0.05重量％以下含む。適切な結晶化は、1時間〜72時間、好ましくは1時間〜24時間行うことができる。

農薬の結晶化後、農薬の粒径を低減することができる。粒径を低減するあらゆる適切な方法を用いることができる。典型的な方法には、衝撃法、および、流体エネルギー法、例えばエアミル、エアジェットミル、ピンミル、ハンマーミル等が含まれる。

農薬粒子は、可能なあらゆる大きさにまで減ずることができる。一般的に、粒径が小さいことは、生物学的効果の要因となる。したがって、好ましい実施形態において、農薬の粒径は50μm以下、さらに好ましくは30μm以下、さらにより好ましくは10μm以下である。

他の任意の成分を共沸分離の前または後に農薬と混合し、活性成分の散布および/または効力を増強することができる。この目的を達成するために、添加することができる任意の成分には、界面活性剤、例えばカチオン性およびアニオン性の界面活性剤、分散剤、湿潤剤、消泡剤、抗菌剤、酸化防止剤、バッファー、染料、香料、安定剤、および、水溶性塩が含まれる。

本発明の農薬は、他の活性成分、例えば、肥料(硝酸アンモニウム、尿素、カリ、および、過リン酸塩等)、植物に有害な物質、および、植物成長調節剤、毒性緩和剤、および、農薬と混合することもできる。これらの新たな成分は、共沸分離の前または後に農薬と混合することができる。

本発明の組成物は、あらゆる効果的な乾燥製剤、例えば、制限するわけではないが粉末、ブリケット、顆粒、錠剤等中に存在可能である。

粉末、例えば、散布剤または顆粒、および、水和剤、顆粒またはグレインには、少なくとも1種の活性成分、および、不活性体質顔料または担体、例えばカオリン、ベントナイト、ドロマイト、炭酸カルシウム、タルク、粉末マグネシア、漂布土（フラー土）、石膏、珪藻土、および、陶土が含まれる。水和剤、顆粒、および、グレインには、一般に、1種以上の湿潤/分散剤、例えば界面活性剤も含まれる。

本発明の組成物には、0.5〜50重量%、好ましくは2〜30重量%の農薬および1〜50重量%、好ましくは2〜40重量%の固体担体および/または基材、および、10〜30重量%の他の成分が含まれる。

本発明に有用な化合物は、有機合成化学者に一般に知られている技術を用いて容易に合成することができる。組成物は、公知の方法で、例えば活性成分を他の成分と均一に混合するかまたは粉砕することにより調製することができる。当該工程の間、例えば、除草剤成分のあらゆる混合工程の間および/または後のあらゆる場面において新たな成分を当該組成物と混合することができる。

本発明は、農薬の精製法を提供する。この方法は、融解タンクにて融解するTGAI農薬であるメチルN-(2-{[1-(4-クロロフェニル)-1H-ピラゾール-3-イル]オキシメチル}フェニル)N-メトキシカルバメートの精製である。融解タンクを少なくとも70℃、好ましくは約85℃と約90℃の間にまで加熱する。この加熱は、あらゆる適切な方法、例えばミキサーをジャケットで被覆し、ジャケットの熱伝導液として温水を使用することにより行うことができる。好ましくは、融解タンクは、より均一に熱を分配する混合装置を有する。

別に、4部のリグニンスルホネートと共に10部の沈殿シリカをブレンダーに入れる。好ましくは、ブレンダーは、混合が可能なバッチリボン、パドル、プラウ等である。ある実施形態において、ブレンダーは高剪断衝撃チョッパーアセンブリ(high shear impact chopper assembly)、例えば強化棒(intensifying bar)を備えている。このアセンブリによってバッチは、可能な限り短時間で可能な限り高いバッチ温度を得ることができる。

ブレンダーは、融解タンク温度に近い温度にまで予熱することができる。

融解タンク中で融解した農薬を、手動手段、例えば、流し込みによってまたはパイプ、ホース、スプレーノズルおよび/またはポンプ接続によってブレンダーに加える。農薬を均一速度で加えることが好ましい。さらに、好ましくは、流動性を維持するために、パイプ、ホース、スプレーノズルおよび/またはポンプを加熱する。

ある実施形態において、ブレンダーをジャケットで被覆する。一定温度に達するまでの時間は、ジャケット温度、混合速度、原料体積、および原料の初期温度の関数である。このように、これらのパラメータは、バッチ処理の必要性に応じて調節可能である。ある実施形態において、混合速度を先端速度にて測定すると、少なくとも10m/s、好ましくは少なくとも30m/sである。

ブレンダーに空気流または真空を適用して揮発性不純物を除去することができる。また、あらゆる適切な圧力を用いることができる。

混合時間も、混合物の均一性、混合物の温度、および、ブレンダーの種類に基づいて調節することができる。バッチ温度がトルエン-水の共沸分離温度である84℃を上回ることが望ましい。一般的に、混合時間として約30分が費やされる。

ブレンダー中で農薬を基材にコーティングし、農薬粒子を形成させる。その後、農薬粒子を第２のブレンダーに移送する。また、他の成分をブレンダーに加えることもできる。好ましくは、ブレンダーを、結晶の成長が始まるように、例えば30℃以下、好ましくは25℃以下にまで冷却する。第１ブレンダーと同様に、第２ブレンダーをジャケットで被覆してもよいし、また混合要素を含有していてもよい。結晶化するまでの時間は、いくつかの要因、例えば温度、および、溶媒不純物量に依存する。

その後、農薬粒子を集めるか、または衝撃装置に移送する。あらゆる適切な衝撃装置、例えばエアミル、ジェットミル等を用いることができる。農薬粒子を衝撃装置に複数回通すと、粒径が減少し、農薬中の不純物量も低減し得る。一般的に、粒径は10μm以下まで低減する。

衝撃装置において粒径を低減させた後、適切な農薬製剤の製造に用いるためにこの粒子を集める。

特許請求の範囲に記載の化合物、組成物、方法をどのようにして実施し且つどのように評価するかについて、当業者に完全に開示し、説明するために以下の実施例を記載する。これらの実施例は本発明の単なる例示であって、本発明者らが本発明と考えているものの範囲を限定するものではない。数字（例えば、量、温度など）に関して、正確さを保証するための努力はなされてはいるが、若干の誤差及び偏差が生じることは計算に入れるべきである。特に断らない限り、%は、当該成分の全組成物重量に対する重量%であり、温度は℃で表すか室温であり、圧力は大気圧かほぼ大気圧である。

実施例1：結晶化への不純物の影響
バッチ1Aおよび1Bを約80℃で融解し、25℃と50℃の温度で1週間、晶出させた。その時点で、農薬のサンプルを顕微鏡スライド上に置き、ガラスプレートで覆った。スライドを貯蔵庫に保管し、24時間と168時間で観察した。偏光および波長板を用いて、倍率400倍の顕微鏡で観察した後の目視観察結果を表1に示す。これらのサンプル写真を撮影した。

バッチ1Aは、メチルN-(2-{[1-(4-クロロフェニル)-1H-ピラゾール-3-イル]オキシメチル}フェニル)N-メトキシカルバメート92.99%、トルエン0.094%である。

バッチ1Bは、メチルN-(2-{[1-(4-クロロフェニル)-1H-ピラゾール-3-イル]オキシメチル}フェニル)N-メトキシカルバメート96.90%、トルエン0.510%である。

さまざまな貯蔵温度でバッチ1Aおよび1Bの結晶形成を観察した。サンプルに対し融解エネルギーを測定することにより結晶成長%を測定し、100%を掛け、61.13j/g（完全に結晶化した生成物を融解するために加えるべき熱量）で割った。その結果を表2に示す。

実施例2：製粉が不純物に及ぼす影響
バッチ1Bから生成したバッチ2A、2B、および2Cを本発明の方法により処理した。表3に示すように生成物を結晶化させた後、ジェットミルを用いた。

実施例3：不純物が結晶化に及ぼす影響
バッチ3Aおよび3Bをバッチ1Bから生成し、バッチ3Cをバッチ1Aから生成した。3つのバッチを全て、本発明の方法により処理した。表4に示されるように晶出時間を測定した。

実施例4：不純物が物理的状態と製粉に及ぼす影響
バッチ1Bから生成したバッチ4Aおよびバッチ1Aから生成したバッチ4Bを本発明の方法により処理した。表5に示されるように晶出時間と粒径を測定した。

実施例5：不純物が物理的状態と製粉法に及ぼす影響
バッチ5Aおよび5Bをバッチ1Bから生成し、バッチ5Cをバッチ1Aから生成した。3つのバッチを全て、製粉法を変えて本発明の方法により処理した。表6に示すように晶出時間と粒径を測定した。

実施例6：不純物が製粉に及ぼす影響
バッチ6Bおよび6Cをバッチ1Bから生成した。バッチ6Aをバッチ1Aから生成した。これらバッチを本発明の方法に従って処理した。表7に示すように粒径を測定した。

本出願の全体にわたって、種々の刊行物が引用されている。この結果、これらの刊行物の開示は全て、あらゆる目的のために本出願中に引用により組み込まれる。

本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、種々の改変および変形がなされ得ることは、当業者にとって明らかであろう。本発明の他の実施形態は、明細書を考慮し、明細書中に開示された本発明を実施することから当業者に明らかとなるであろう。明細書および実施例は真の範囲を伴った例示としてのみ考慮されることが意図される。

Claims (9)

1. a)少なくとも1種の活性成分と結晶化を阻害し得る少なくとも1種の不純物とを含む農薬であって、該結晶化を阻害する不純物がトルエンおよび水を含み、該不純物の量が該農薬の10重量%未満である農薬を融解すること、
   b)基材上に農薬をコーティングし、農薬粒子を形成させること、
   c)共沸法により結晶化を阻害する不純物の量を0.1重量％以下に実質的に低減させること、
   d)農薬を結晶化すること、
   を含む９０℃以下の融点を有する農薬の精製法であって、
   活性成分がメチルN-(2-{[1-(4-クロロフェニル)-1H-ピラゾール-3-イル]オキシメチル}フェニル)N-メトキシカルバメートである、上記方法。
2. 基材上に農薬をコーティングする前に、農薬を溶媒と混合することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 溶媒が水である、請求項２に記載の方法。
4. 真空蒸留、熱または低圧蒸発によって共沸法が成し遂げられる、請求項１に記載の方法。
5. 基材が、リグニンスルホネート、合成シリケート、シリカ、尿素、ラクトース、硫酸アンモニウム、スクロース、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、クレー、珪藻土、白土、タルク、炭酸カルシウム、アタパルジャイト、水溶性ポリマー、またはそれらの組み合わせである、請求項１に記載の方法。
6. 基材が、リグニンスルホネート、シリカ、またはそれらの組み合わせである、請求項５に記載の方法。
7. 結晶化した農薬の粒径を衝撃法によって低減することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 結晶化した農薬の粒径が10μm以下である、請求項１に記載の方法。
9. 結晶化した農薬が、0.1重量%未満の結晶化を阻害する不純物を含む、請求項１に記載の方法。