基于香草醇衍生物的聚酯、制备及用作农药缓释剂
阅读说明：本技术 基于香草醇衍生物的聚酯、制备及用作农药缓释剂 (Polyester based on vanillyl alcohol derivatives, preparation and use as pesticide slow-release agents ) 是由 程正载 袁贝贝 孙欣 贾如艳 王欢 王林枫 蔡拴普 程俊鹏 杨迎澳 马里奥·高迪尔 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于香草醇衍生物的聚酯、制备方法及用途,属于聚酯合成领域。以生物基香草醇和生物质来源的二元酸为起始原料,先对香草醇进行取代反应制得新型生物质二元醇,然后通过催化熔融酯化反应及催化熔融缩聚两步反应,制得了一种可生物降解的高分子量聚酯。本发明方法得到的聚酯的数均分子量M-(n)值为54500～75400 g/mol,其分子量分布M-(w)/M-(n)值为1.62～1.70。本发明具有聚酯收率高、分子量高和降解性能好等特点,主要用途是在农药微胶囊制备中起到载体作用,包裹农药活性分子,用于农药缓释剂的制备。(The invention discloses a polyester based on vanillyl alcohol derivatives, a preparation method and application thereof, belonging to the field of polyester synthesis. The method comprises the steps of taking bio-based vanillyl alcohol and binary acid derived from biomass as initial raw materials, firstly carrying out substitution reaction on the vanillyl alcohol to prepare novel biomass dihydric alcohol, and then carrying out two-step reaction of catalytic melt esterification reaction and catalytic melt polycondensation to prepare the biodegradable high-molecular-weight polyester. The number average molecular weight M of the polyesters obtained by the process of the invention n A molecular weight distribution M of 54500-75400 g/mol w /M n The value is 1.62 to 1.70. The invention has the characteristics of high polyester yield, high molecular weight, good degradation performance and the like, and is mainly used for playing a role of a carrier in the preparation of pesticide microcapsules, wrapping pesticide active molecules and preparing a pesticide slow-release agent.)
技术领域
本发明属于高分子化学领域，涉及一种新型聚酯的制备及其应用。具体涉及以生物基香草醇为原料，对其进行羟基上的取代，制得一种生物基二元醇单体。以生物基二元醇和生物质来源的二元酸为反应单体，通过催化酯化和催化缩聚两步反应，制得一种基于生物质的高分子量可降解聚酯。以该聚酯作为囊壁材料，以农药吡唑醚菌酯作为囊芯材料，制备包裹农药吡唑醚菌酯的微胶囊。
背景技术
塑料与人类社会的发展密切相关，聚酯材料作为重要的塑料之一已被广泛用于食品包装、塑料玩具、工程塑料和农业等领域。随着人们对化石燃料基聚合物造成的环境污染问题以及对化石资源短缺的日益关注，以生物质资源为原材料发展化学品、聚合物和材料引起了学术界和工业界极大的兴趣。
由于世界人口迅速增长，农产品的需求不断增加。农药能有效防治病虫害，可以提高农作物的产量，在农业领域应用广泛。但是，常规农药制剂具有一定的缺陷，例如有机溶剂的含量高、分散性差、粉尘飘移、高毒性以及靶向效率低等[1]（[1] Huang B, Chen F,Shen Y, Qian K, Wang Y, Sun C. Advances in targeted pesticides withenvironmentally responsive controlled release by nanotechnology.Nanomaterials, 2018, 8:1-18）。在此基础上，缓释制剂不仅可缓慢释放出有效成分，释放行为还受环境因素以及化学条件因素的调控，具有减少农药的施用次数，降低对非靶标生物的风险以及提高农药持效期等优点。农药吡唑醚菌酯是一种保护性杀菌剂，具有预防和治疗的效果，几乎对于任何作物都可以使用，对很多真菌性病害都有很好的效果。然而，目前市场上吡唑醚菌酯的使用还存在一些问题。如吡唑醚菌酯过量造成的药害，大多数药害不一定是农户使用过量，而是由于施洒后分布不均匀，局部浓度过高造成的灼伤药斑。因此，开发一种吡唑醚菌酯适用的农药缓释剂有非常重要的意义。
迄今为止，已发展多种方法用于农药缓释剂的制备，目前市场上已经有农药微胶囊悬浮剂、缓释颗粒剂、水凝胶缓释剂等不同缓释剂型登记和应用。采用复相乳液/挥发技术，将聚合物分散在有机相中，利用超声或机械搅拌使溶液在水相中分散，制得的包裹活性成分的微胶囊；其中，聚合物作为囊壁材料对活性成分进行包覆，提高活性成分的稳定性、溶解度或渗透性，从而实现活性成分的控制释放。聚合物材料以其良好的力学性能和缓慢的释放速率受到普遍关注，而生物基可再生化学品制成的高分子材料还具有环境友好和可降解的特性，不产生降解副产物，并且原料可再生，成本相对较低，已被证实是合适的封装材料。Estenoz 课题组[2]（[2]Busatto CA, Taverna ME, Lescano MR, Zalazar C,Estenoze DA. Preparation and characterization of lignin microparticles inalginate beads for atrazine controlled release. J Polym Environ, 2019, 27:2831-2841）利用溶剂萃取/挥发技术制备木质素和海藻酸钠包覆阿特拉津的农药微胶囊，减少了商业阿特拉津的植物毒性以及对环境的不良影响，然而其包覆率和载药量不太理想。目前利用生物基高分子材料作为微胶囊的囊壁材料实际应用还鲜少，市场上的囊壁材料还主要依赖于石油基高分子，其生物相容性和生物降解能力较差，这种不可生物降解的微塑料已造成海洋、水体和土壤的污染，给环境和人类的生命健康带来威胁。