劉宇宏,陳遠霞,李仁煥,陳利標,韋錦捷
(1.廣西化工研究院,廣西 南寧 530001;2.廣西師范學院,廣西 南寧 530003;3.廣西田園生化公司,廣西 南寧 530000)
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)作物病蟲草害常年發(fā)生,受害面積大約4億m2,每年需生產(chǎn)和使用農(nóng)藥150萬t以上,農(nóng)藥已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的部分。農(nóng)藥的廣泛作用,雖然對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了重要作用,但也出現(xiàn)了一系列問題。如蟲害病害的抗藥性,環(huán)境的污染,農(nóng)畜產(chǎn)品中殘留和積累等。尤其是進入21世紀以來,隨著人們崇尚自然、保護環(huán)境、關(guān)注食品安全的呼聲日益高漲,無公害的生態(tài)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)及生態(tài)防治領(lǐng)域獲得了難得的發(fā)展機遇。
歧化松香是松香的大宗改性產(chǎn)品之一,價格便宜,來源豐富。其衍生物與環(huán)境相容性高,抗氧化能力強,對熱和酸堿穩(wěn)定,將其改性制備對人畜比較安全且害蟲不易產(chǎn)生抗藥性的生態(tài)農(nóng)藥,將是一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。
本文以歧化松香為原料,經(jīng)氯化和銅鹽化后,開發(fā)一條合成氯化歧化松香基銅鹽的技術(shù)路線,探求反應(yīng)的最佳工藝條件,研究所得產(chǎn)品的殺蟲性能,以期開發(fā)一種殺蟲新型農(nóng)藥。
本實驗對歧化松香中2個活性基團羧基和共軛雙鍵進行化學修飾,先與氯化劑二氯化砜(SO2Cl2)進行氯化反應(yīng),在雙鍵上引入氯離子,再利用松香上羧基官能團與Cu2+螯合,增加產(chǎn)物的穩(wěn)定性。同時將探究所得產(chǎn)品的殺蟲性能。
歧化松香(特級),二氯化砜(分析純),苯(分析純),氫氧化銅(含量不少于95%),N,N- 二甲基甲酰胺(分析純)。
稱量40g歧化松香置于250mL三口燒瓶中,加入20mL苯后加熱15min使松香完全溶解, 加入催化劑N,N- 二甲基甲酰胺18mL,在氮氣保護下充分攪拌緩慢滴加15mL二氯化砜,滴畢溫度升高回流5h,反應(yīng)結(jié)束后,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在80℃減壓抽濾除去過量的二氯化砜和苯,得到棕色氯化歧化松香。稱量15g氯化歧化松香置于三口燒瓶中加入30mL苯使之溶解,加入45g的Cu(OH)2后再緩慢將體系升溫到80℃,控溫回流約5h,最后在75~80℃下蒸出溶劑苯,產(chǎn)物在室溫下為粘稠的深藍色物質(zhì)。
本實驗從反應(yīng)物用量、催化劑用量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等4個方面探討合成最佳條件。
1.2.1 投料摩爾比
利用 1∶2,1∶3,1∶4等3個不同的配比研究歧化松香與二氯化砜的摩爾比,根據(jù)產(chǎn)品得率可知歧化松香∶二氯化砜=1∶4時最佳,然后分別以氯化歧化松香與氫氧化銅的比例為2∶1,3∶1,4∶1進行實驗,結(jié)果表明氯化歧化松香∶氫氧化銅=3∶1時最好。
1.2.2 催化劑用量
分別加入N,N- 二甲基甲酰胺10mL,15mL,20mL進行實驗,根據(jù)實驗結(jié)果可知加入15mL時最好。
1.2.3 反應(yīng)時間
分別將反應(yīng)進行了 3h,4h,5h,6h,根據(jù)產(chǎn)品的表征結(jié)果可得出反應(yīng)時間為4h為最佳。
1.2.4 反應(yīng)溫度
從60℃,70℃,80℃這3個溫度對反應(yīng)進行了研究,最后結(jié)果表明反應(yīng)溫度為80℃時效果最好。
采用美國美國Nicolet公司AVATAR型傅立葉變換紅外光譜儀。IR (液膜法,cm-1),氯化松香反應(yīng)時,750~700(C-Cl振動 ),3300~2500(寬強的 O-H伸縮振動),1630~1640(松香骨架C=C伸縮振動),銅鹽化反應(yīng)時,寬強的O-H伸縮振動消失。
1.4.1 對農(nóng)業(yè)害蟲甜菜夜蛾的殺蟲活性試驗
采用浸蟲法。藥后1d調(diào)查、活蟲數(shù)、中毒蟲數(shù)、死蟲數(shù)。結(jié)果如表1所示。
由表1可見,合成產(chǎn)物1~10 g·L-1的濃度范圍具有良好的殺蟲效果。
本實驗對歧化松香中2個活性基團羧基和共軛雙鍵進行化學修飾,先與氯化劑二氯化砜(SO2Cl2)進行氯化反應(yīng),在雙鍵上引入氯離子,再利用松香上羧基官能團與Cu2+螯合,合成目標產(chǎn)物——氯化歧化松香基銅鹽。通過紅外光譜驗證其結(jié)構(gòu)。探究目標產(chǎn)品的殺蟲性能。結(jié)果表明該產(chǎn)物對農(nóng)業(yè)害蟲甜菜夜蛾具有良好的防治效果。
表1 浸蟲法的藥效實驗結(jié)果
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