本发明属于表面活性剂领域,具体涉及一种降解害虫体壁的高渗透性农药助剂及其制备方法。
背景技术:
1、农药对防病治虫、促进粮食和农业稳产高产至关重要,目前由于农药的过量使用,不仅造成生产成本增加,同时也影响农产品质量安全和生态环境安全,加入增效剂是农药减量增效的有效手段。例如专利cn101779648b将具有剪切功能的生物酶与苯酰苯脲类杀虫剂组合,使得靶标昆虫无法承受蜕皮过程中体内的压力及肌肉牵拉,表现不能蜕皮而死亡,其中生物酶可以降解害虫体壁,实现了苯酰苯脲类杀虫剂的快速显效,但是生物酶助剂存在渗透率不佳,适药性不强、对害虫体壁的软化降解性能不明显的问题。
2、害虫体壁是昆虫阻挡杀虫剂进入体内的第一屏障,要想加强对害虫体壁的软化降解,首先需要了解昆虫体壁的组成成分,昆虫体壁由上表皮和原表皮构成:上表皮主要由蜡质和脂质组成,脂质包括烷烃、烯烃、脂肪酸等物质;而原表皮包括外表皮和内表皮,外表皮中几丁质和蛋白质松散分布,而内表皮中的几丁质及蛋白质规则排布,交联形成质密保护层。杀虫剂必须穿透表皮进入体内才能到达靶标起杀虫作用,对害虫体壁的穿透作用大小是杀虫剂对该害虫毒力大小的主要决定因素之一。对于害虫而言,甲虫的鞘翅,蝶蛾的鳞翅,蝉虱的革翅都不易使农药触杀,而柔软的体壁、刚脱过皮的体壁则易渗进农药而被杀死。
3、由以上资料可知,软化降解害虫体壁在理论上可以使杀虫剂达成减量增效的目的,然而目前本领域针对农药降解害虫体壁的相关研究较少,因此,本发明对高渗透性农药助剂的研究具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明提供了一种降解害虫体壁的高渗透性农药助剂及其制备方法,该农药助剂拥有良好的流变性和成膜性,可以快速润湿害虫体壁,不易被害虫振翅脱离,加强了利用率,并且对于昆虫体壁有着高渗透性,可以通过改变虫体体壁的蜡质层颗粒的排列形式,使得分子间隙增大,方便农药分子的侵入,与杀虫剂复配使用后可以使农药达到良好的减量增效效果,减轻了农药对植物的药害。
2、为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
3、本发明一方面提供了一种降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,按重量份计,包含以下原料:二酮类表面活性剂30-40份和促渗剂10-20份。
4、本发明提供的高渗透性农药助剂与杀虫剂复配使用后可以使农药达到良好的减量增效效果,减轻了农药对植物的药害。
5、在一些实施方式中,所述二酮类表面活性剂的制备步骤如下:
6、s1、将二酮类化合物、马来酸酐和对甲苯磺酸在80-90℃下回流2-4h,得到反应物1;
7、s2、往步骤s1的反应物1中加入十二胺和无水乙醇,在40-60℃下反应1.5-2.5h,冷却至室温后抽滤、洗涤、干燥,即得到所述二酮类表面活性剂。
8、在一些实施方式中,所述步骤s1中二酮类化合物为姜黄素或2,5-哌嗪二酮。
9、优选地,所述步骤s1中二酮类化合物为姜黄素。
10、在一些实施方式中,所述步骤s1中二酮类化合物和马来酸酐的摩尔比为1:(2.2-2.4)。
11、优选地,所述步骤s1中二酮类化合物和马来酸酐的摩尔比为1:2.3。
12、在一些实施方式中,所述步骤s1中对甲苯磺酸与马来酸酐的摩尔比为(0.046-0.053):1。
13、优选地,所述步骤s1中对甲苯磺酸与马来酸酐的摩尔比为0.05:1。
14、在一些实施方式中,所述步骤s2的十二胺与步骤s1的马来酸酐的摩尔比为(1.1-1.3):1。
15、优选地,所述步骤s2的十二胺与步骤s1的马来酸酐的摩尔比为1.2:1。
16、杀虫剂对昆虫的穿透是其发挥毒杀效果的第一前提,药剂接触虫体后首先是从昆虫体表穿透进入,继而进行分布运转、结合储存、生物转化与靶标作用等,因此昆虫的体壁是阻止药剂穿透的有力屏障。
17、本发明合成了一种具有软化降解害虫体壁作用的表面活性剂,以姜黄素、马来酸酐和十二胺为主要原料,其中马来酸酐的作用是为了简化接枝十二胺的工艺,由于姜黄素中多个基团与氨基的反应较为苛刻,部分需要过渡金属的催化,使得十二胺的引入较为困难,为降低制备难度和工艺成本,本发明先将姜黄素与马来酸酐进行反应,再利用其与氨基进行反应,得到了目标产物。
18、本发明提供的二酮类表面活性剂加强了对昆虫体壁的穿透性,可能原因是改变了虫体体壁的蜡质层颗粒的排列形式,使得分子间隙增大,方便农药分子的侵入;本发明通过对原料比例的特定选择,使得该表面活性剂拥有良好的流变性和成膜性,使得其可以快速润湿害虫体壁,不易被害虫振翅脱离,加强了利用率。
19、在一些实施方式中,所述促渗剂的制备步骤如下:
20、将d-葡萄糖酸δ-内酯、生物酶和去离子水在30-40℃下搅拌1-3h,冷却至10-20℃,抽滤,冷冻干燥,即得到所述促渗剂。
21、在一些实施方式中,所述生物酶为几丁质酶、脂酶和蛋白酶中的一种或多种。
22、优选地,所述生物酶为几丁质酶。
23、在一些实施方式中,所述d-葡萄糖酸δ-内酯与生物酶的质量比为1:(0.01-0.02)。
24、不同昆虫的表皮差异很大,如鞘翅目的骨化外壳和双翅目的厚蜡质层等,这些差异使杀虫剂对不同昆虫表皮的穿透能力明显不同,从而导致对昆虫的毒杀能力明显不同。本发明提供的促渗剂中的多羟基结构可以形成大量氢键,使表面吸附分子间的相互作用增大,从而增强了二酮类表面活性剂在害虫体壁形成的吸附膜的强度,进而增加了在体壁的停留时间,有利于几丁质酶定点起效;此外,促渗剂对几丁质酶进行了固化,在二酮类表面活性剂的帮助下,方便其侵入。
25、本发明另一方面提供了一种降解害虫体壁的高渗透性农药助剂的制备方法,包含以下步骤:将二酮类表面活性剂和促渗剂混合均匀即得到所述高渗透性农药助剂。
26、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
27、1.本发明提供了一种对于昆虫体壁有着高渗透性的农药助剂,与杀虫剂复配使用后可以使农药达到良好的减量增效效果,减轻了农药对植物的药害。
28、2.本发明合成的具有软化降解害虫体壁作用的表面活性剂,改变了虫体体壁的蜡质层颗粒的排列形式,使得分子间隙增大,方便农药分子的侵入;通过对原料比例的特定选择,使得该表面活性剂拥有良好的流变性和成膜性,使得其可以快速润湿害虫体壁,不易被害虫振翅脱离,加强了利用率。
29、3.本发明提供的促渗剂增强了害虫体壁吸附膜的强度,进而增加了在体壁的停留时间,方便几丁质酶定点起效;此外,促渗剂对几丁质酶进行了固化,在二酮类表面活性剂的帮助下,方便其侵入。
1.一种降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,按重量份计,包含以下原料:二酮类表面活性剂30-40份和促渗剂10-20份。
2.根据权利要求1所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述二酮类表面活性剂的制备步骤如下:
3.根据权利要求2所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述步骤s1中二酮类化合物为姜黄素或2,5-哌嗪二酮。
4.根据权利要求2所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述步骤s1中二酮类化合物和马来酸酐的摩尔比为1:(2.2-2.4)。
5.根据权利要求2所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述步骤s1中对甲苯磺酸与马来酸酐的摩尔比为(0.046-0.053):1。
6.根据权利要求2所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述步骤s2的十二胺与步骤s1的马来酸酐的摩尔比为(1.1-1.3):1。
7.根据权利要求1所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述促渗剂的制备步骤如下:
8.根据权利要求7所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述生物酶为几丁质酶、脂酶和蛋白酶中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂,其特征在于,所述d-葡萄糖酸δ-内酯与生物酶的质量比为1:(0.01-0.02)。
10.一种权利要求1-9任一项所述的降解害虫体壁的高渗透性农药助剂的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:将二酮类表面活性剂和促渗剂混合均匀即得到所述高渗透性农药助剂。