何培迎,何亞霖
(1.江蘇藍豐生物化工股份有限公司,江蘇 新沂 221400;2.南通大學,江蘇 南通 226019)
甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽(簡稱甲維鹽)是從發(fā)酵產品阿維菌素Bi中合成的一種新型高效抗生素類殺蟲殺螨劑,屬大環(huán)內酯雙糖類化合物。其作用機理是y-氨基丁酸受體激活劑,使氯離子大量進入突觸后膜,產生超級化,阻礙昆蟲的神經傳輸,導致昆蟲麻痹不能正常活動而死亡。與阿維菌素相比,甲維鹽增加了對鱗翅目害蟲的殺蟲活性,殺蟲譜變寬,降低了對溫血動物的毒性。甲維鹽不易使害蟲產生抗藥性,對于其他農藥已產生抗性的害蟲仍有高效。主要以胃毒作用為主,兼有觸殺作用(但觸殺作用緩慢),一般在施藥2 d后才出現(xiàn)中毒癥狀。藥劑可以滲透到目標作物的表皮,形成一個有效成分的儲存層,持效期長,在常規(guī)劑量下對人畜安全,具有易于降解的特點,不易污染環(huán)境。
1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油是一種高效、低毒、低殘留的農用殺蟲藥劑,主要用于蔬菜、果樹等多種作物的害蟲的防治。特別對抗性甜菜夜蛾有很好的防治效果。
1.1 原藥 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽≥90%。
1.2 溶劑及助溶劑 二甲苯、甲苯、重苯、一線油、二線油、甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、丙酮、氯仿、乙酸乙酯。
1.3 乳化劑 農乳500、農乳600、農乳700、農乳1 600、0 201、0 203、0 208、2 201、十二烷基苯磺酸鈣吐溫系列、司盤系列、CH100、CH400。
1.4 穩(wěn)定劑 甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、丙酮。
1.5 抗凍劑 丙三醇、尿素。
2.1 溶劑的選擇 根據藥劑的理化性能用不同的溶劑進行試驗,尋找溶解性好、成本相對較低的溶劑。試驗方法為:取5支試管,每只加入(1.20±0.02)g原藥,并用移液管移取加入2 mL,微熱致溶解,如無法溶解再加入2 mL溶劑,重復此操作至10 mL溶劑,仍無法溶解,則換另一種溶劑。按(表1)方法計算溶解度:試驗結果(表2):
表1 溶解度計算方法
表2 溶劑選擇試驗結果
試驗結果表明:溶劑S3與 S4用不能完全溶解有效成分,S1溶解度較差,S2和S5均可較好地溶解原藥,考慮到成本選用溶劑S2。在選擇了溶劑后進行乳化劑種類和用量的篩選。
2.2 乳化劑的選擇 進行乳油HLB值的初步測定,選用十二烷基苯磺酸鈣(HLB=7.9)和OP-16(HLB=15.2)為標準乳化劑,測定1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油的HLB值,再根據HLB值,選擇適宜的乳化劑,并參照GB/T 1603-2001的方法,進行自發(fā)乳化性和乳化穩(wěn)定性的測定。
2.2.1 標準硬水的配制 溶解2.740 g碳酸鈣及0.276 g氧化鎂于少量2N鹽酸中,在水浴上蒸發(fā)至以除去多余的鹽酸。然后將殘留物溶于100 mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度,取出10 mL加水稀釋至1 000 mL,得到硬度為342 ppm的標準硬水,備用。
2.2.2 乳油自發(fā)乳化性的測定 在100 mL量筒中,用移液管滴入0.5 mL乳油,保持量筒不動或少許搖動,觀察乳液入水后的自發(fā)乳化情況,評價標準分為四級(表3):
表3 乳油自發(fā)乳化性評價方法
2.2.3 乳化穩(wěn)定性的測定 在250 mL燒杯中,加入100 mL 25~30℃標準硬水,用移液管吸取乳油0.5 mL樣品(稀釋200倍),在不斷攪拌的情況下徐徐加入硬水中,加完乳劑后用2~3 r/s的速度攪拌30 s,將乳劑移至清潔、干燥的100 mL量筒在25~30℃恒溫水浴中靜置1 h,取出,觀察結果評價分5個級別(表4)。
表4 乳化穩(wěn)定性評價標準
實驗測定乳油的HLB值為11.5~11.8故選擇相應的乳化劑種類進行篩選,乳化劑種類篩選試驗結果(表5)。
表5 乳化劑種類選擇試驗結果
通過試驗可以看出,用乳化劑E1+E5混合使用,能使乳油達到較好的自發(fā)乳化性和乳化穩(wěn)定性。故選擇乳化劑E1+E5。在選擇完乳化劑的品種后,進行乳化劑用量的篩選。乳化劑用量篩選結果(表6)。
表6 乳化劑用量的選擇結果
表8 加入抗硬水劑后1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油抗硬水試驗
試驗結果表明:使用10%的乳化劑,乳油的自發(fā)乳化性和乳化穩(wěn)定性不是最好。乳化劑用量在15%以上時。乳油才能達到最好的乳化效果。故乳化劑的總用量為15%。為使制劑在不同條件下,特別是在水質不同地區(qū)都能夠正常使用,在制劑中加入抗硬水劑,降低制劑在硬水中的表面張力,以保證制劑使用過程中的潤濕與展著滲透性能。
2.3 抗硬水試驗
2.3.1 根據國標方法配制標準硬水 溶解2.740 g碳酸鈣及0.276 g氧化鎂于少量2 N鹽酸中,在水浴上蒸發(fā)至以除去多余的鹽酸。然后將殘留物溶于100 mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度,取出10 mL加水稀釋至1 000 mL,得到硬度為342 ppm的標準硬水。分別配制684 ppm、342 ppm、171 ppm的標準硬水,備用。
2.3.2 測定有硬水軟化劑的乳油稀釋后的表面張力 表面張力的測定采用Du.NOUT表面張力儀測定,即白金環(huán)法。此法是利用白金環(huán)以垂直的方向從液面向上拉,使百金環(huán)脫離液面所需之功,即為此液體的表面張力。測定方法:將10% 9 403乳油分別用水稀釋至一定濃度(0.1%至0.01%)并使其達到某一定溫度(一般為25℃)。將液體儲于一個小碟中,徐徐將碟升起直到液面剛剛與環(huán)接觸,慢慢將扭轉動,同時將碟慢慢下降以維持杠桿的水平(這樣可以減少液膜在中斷前變形而影響測定的準確度)。如此操作直至白金環(huán)脫離液面,記錄指針所示張力的讀數。如此重復3次,求其平均值。
2.3.3 計算 刻度盤讀數的校正:先將零點指針調節(jié)至零點,然后將一已知重量的小紙片放在白金環(huán)上,并往紙片上逐漸添加砝碼。為了保持杠桿仍在水平位置,就必須轉動刻度盤??潭缺P所指的讀數,即為紙片和砝碼的總重量所產生的力。不同的砝碼重相當于刻度盤上不同的角度,因此可以求出每扭轉1度所代表的重量P。
每一度的表面張力=P×980/2 L。L為白金環(huán)的圓周長。當把白金環(huán)向上拉而還沒有掊離液面時,白金環(huán)本身要帶上一點液體,這些液體因重力作用而加大了拉力。因此必須校正以減去這部分液體所產生的重力。校正方法是算出R3/V和R/r的比值然后從表中求出校正值(R為白多環(huán)的半徑,r是白金環(huán)的半徑,V為白金環(huán)所帶上的液體的體積)。
式中:P——總拉力,dyn/cm;
D——液體的密度,g/mm;
d——液體的蒸氣密度,g/mL;
g——重力加速度,cm/s2。
如果液體很稀,可以不必考慮液體的密度,即可把D-d用1代表。
根據R3/V和R/r的值從表上可求出校正系數F值,從刻度盤上讀數乘上F即為校正后的表面張力。
2.3.4 試驗結果如下:
通過試驗可以看出:不加抗硬水劑,在硬水中表面張力較大,在45 mN/m以上,表面張力大將影響藥液的界面性能,使藥效降低;在加入抗硬水劑后,對不同硬水稀釋后乳狀液的表面張力均達到40 mN/m以下,達到要求,可大大提高藥效。確定乳油的溶劑和乳化劑以及硬水軟化劑后,由于制劑的化學穩(wěn)定性是制劑的重要指標,進行制劑的化學穩(wěn)定性的研究。
2.4 熱儲穩(wěn)定性研究
2.4.1 儀器 恒溫水浴(54±2)℃;安焙瓶:50 ml;醫(yī)用注射器:50 ml。
2.4.2 試驗步驟 用注射器將20 mL乳油樣品,注入潔凈的安焙瓶中(避免樣品接觸瓶頸),置此安焙于冰鹽浴中制冷,用高溫火焰封口(避免溶劑揮發(fā))。至少封三瓶,分別稱量,將封好的安焙瓶置于金屬容器內,再將金屬容器放于(54±2)℃恒溫水浴中,放置14 d取出,將安焙瓶外面拭凈分別稱量,質量未發(fā)生變化的試樣,于24 h內對規(guī)定的項目進行檢驗,有效成份分解率<5%為合格。并進行無穩(wěn)定劑條件下制劑的熱儲消解動態(tài)研究,至少封五瓶,分別于1、3、5、7、14 d取樣,測定其分解率。
2.4.3 分析色譜條件 色譜柱:C18反相柱 250 mm×4.6 mm i.d,10 μL
流動相:甲醇+水=80+20(v/v);柱溫:25℃;進樣量:10 μL;檢測波長:272 nm
2.4.4 試驗結果如下:
2.4.4.1 1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油無穩(wěn)定劑分解性試驗(表9)。
圖1 乳油熱儲條件下的含量變化
通過熱儲試驗結果可以看出:1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油在無穩(wěn)定劑存在的條件下,極易分解。1、3、5、7、14 d后的熱儲分解率達到6%、24%、38%、42%、46%。所以必須加入穩(wěn)定劑才能保持制劑的穩(wěn)定性。選擇4種穩(wěn)定劑進行穩(wěn)定性試驗。
2.4.4.2 1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油加入不同穩(wěn)定劑熱儲試驗結果(表10)。
表10 1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油不同穩(wěn)定劑熱儲試驗
通過試驗可以看出:在有穩(wěn)定劑存在的條件下,甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽的穩(wěn)定大大提高,其中St1分解率38.0%、St2分解率12.5%、St3分解率6.6%,加入St4后,熱儲14 d有效成分分解率僅為4.4%,<5%,達到制劑要求。進行制劑溶劑、乳化劑、抗硬水劑、化學穩(wěn)定劑后,乳油的配方基本確定。以下進行乳油性能指標的測定。
圖2 乳油熱儲條件下的消解動態(tài)
2.5 其他各項性能指標的測定
2.5.1 低溫相容性測定 將配制好的農藥油劑或乳油2~3 mL放在5 mL的試管中,加塞塞緊。放置在普通冰箱中(-5℃),48 h后觀察,有無析出物或分層現(xiàn)象。若無析出物或分層現(xiàn)象,即為合格品。倘若有少量結晶和油層析出,在低溫(<15℃)輕微搖動下能恢復透明均一溶液者,亦為合格品。
2.5.2 揮發(fā)性測定 取帶金屬環(huán)的直徑11 cm定性濾紙一張,在扭力天平稱重后,用滴管加約1 mL農藥油劑,均勻滴在濾紙上使其全部濕透,加藥液量以懸掛時,濾紙下端看不出多余的藥液,以不能有藥液滴下為度。加藥后再稱重,計算出加藥量。之后,把濾紙懸掛在30℃室內,經20 min后,在扭力天平上再稱重。求出農藥乳油的揮發(fā)率。其揮發(fā)率不超過60%為合格。
式中:W0:農藥乳油揮發(fā)后的濾紙重量
W1:濾紙重量
W2:如上農藥油劑立即稱出的濾紙重量。
2.5.3 比重的測定 采用液體比重計法的測定,將待測乳油放入測量瓶中,等它能平穩(wěn)地在液面上時才能放開手當比重計不再在液面搖動,并不與容器壁相碰時,開始讀數。讀準到小數點后第3位。
2.5.4 閃點的測定 測定采用閉口式閃點的測定法。
2.5.4.1 儀器 閉口式閃點測定器:符合GB/T 261-2021;溫度計:符合GB/T 514-2005。
2.5.4.2 測定 將樣品注入清潔干燥的試驗杯中,裝滿到環(huán)狀標記處,蓋好杯蓋。然后將點火器的燈芯或煤氣引火點燃。將火焰調正到接近球形其直徑為3~4 mL,再用可調電熱裝置加熱試樣。
平行測定的3個結果的算術平均值,作為試樣的閃點。
2.5.5 粘度測定 液體粘度的測定毛細管法。
用水作相對粘度的標準,水的粘度數為1 h:
25℃時水的粘度是0.01 p,1厘泊=0.01 p,1泊=達因s/cm2。
2.5.6 水含量的測定 按GB/T 1600中的卡爾·費休法進行測定。水含量應<0.8%。
2.5.7 pH值的測定 按GB/T 1601-93規(guī)定的方法測定。
1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油的其他理化性質試驗結果(表11)。
表11 1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油的其他理化參數
根據試驗結果,決定采用S2為溶劑,乳化劑為E1+E5,其中E1的含量為10%,E5的含量為5%,穩(wěn)定劑St4含量8%,抗硬水劑5%,試驗結果表明1.9%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽乳油其各項理化指標均符合乳油標準要求。