КОМПОЗИЦИЯ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ИНГИБИТОР УРЕАЗЫ
COMPOSITION INCLUDING UREASE INHIBITOR

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке U.S. № 62/358268, поданной 5 июля 2016 г., полное содержание которой включено в настоящее изобретение в качестве ссылки для всех объектов.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящее изобретение относится к композиции, содержащей по меньшей мере ингибитор уреазы и амин. Настоящее изобретение также относится к способам применения композиции.
Уровень техники
4
2
3
+
-
-
[0003] В агрохимической промышленности фермеры используют различные удобрения для доставки макропитательных веществ растениям путем нанесения на почву или нанесения на листья растения. Азот, фосфор, калий, кальций, магний и сера являются макропитательными веществами, которыми фермеры должны снабжать растения и почву вручную. Для многих сельскохозяйственных культур количество подаваемого азота критически важно для обеспечения общего качества и роста сельскохозяйственной культуры. Азот обычно вносят в форме азотсодержащих, т. е. содержащих предшественник азота соединений-удобрений, таких как соединения-удобрения мочевина, нитрат аммония или фосфат аммония. Однако вследствие высокой растворимости в воде этих солей вносимые количества азота можно потерять вследствие смывания и выщелачивания азотных соединений-удобрений. После внесения азотные соединения-удобрения обычно разлагаются, например, микроорганизмами, содержащимися в почве, с образованием азотсодержащих систем, таких как NH, NO, NO, и газообразного аммиака, которые могут даже легче теряться путем испарения, смыва и выщелачивания, чем сами соединения-удобрения. Такой процесс разложение известен, как улетучивание. Если разложение соединений-удобрений происходит со скоростью, большей, чем продукты разложения азотсодержащих соединений могут использоваться растениями, то увеличивается опасность потери азота, содержащегося в продуктах разложения.
[0004] Из азотных удобрений широко используются удобрения, содержащие мочевину. Известно, что ингибиторы уреазы, которые ингибируют или уменьшают ферментативное разложение мочевины, можно использовать для задержки разложения мочевины. Применение ингибиторов уреазы в комбинации с удобрениями, содержащими мочевину, может увеличить время, в течение которого источник азота остается в почве и доступен для поглощения растениями, что увеличивает эффективность удобрений и благоприятно влияет на урожайность и качество сельскохозяйственной культуры. Желательно включать ингибиторы уреазы в частицы удобрения или наносить ингибиторы уреазы вместе с удобрениями на или в почву. В число наиболее активных известных ингибиторов уреазы входят триамиды N-алкилтиофосфорной кислоты и триамиды N-алкилфосфорной кислоты, такие как триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (NBPT) и триамид N-(н-пропил)тиофосфорной кислоты (NPPT).
[0005] Однако имеются затруднения с применением триамидов N-алкилтиофосфорной кислоты и триамидов N-алкилфосфорной кислоты в качестве ингибиторов уреазы. Например, NBPT является липким, воскообразным и тепло- и водочувтвительным веществом, которое чрезвычайно трудно использовать. NBPT, обычно использующийся в низких концентрациях, трудно равномерно распределить на частицах удобрения или на/в почве и поэтому его необходимо диспергировать или солюбилизировать в жидком носителе до опрыскивания частиц удобрения или нанесения на почву/внесения в почву. В патенте US № 5698003 раскрыто растворение NBPT гликолем, таким как пропиленгликоль или этиленгликоль, и сложными эфирами гликолей. В патенте US № 5352265 раскрыто растворение NBPT в жидких амидах, таких как 2-пирролидон или N-алкил-2-пирролидоны, таких как N-метил-2-пирролидон.
[0006] Кроме того, NBPT склонен подвергаться гидролизу во влажной среде и термически нестабилен. Для продажи удобрения, содержащие мочевину, объединяют с ингибиторами уреазы, часто желательно наносить ингибиторы уреазы на удобрения, содержащие мочевину, и хранить такие обработанные удобрения до их распределения на/в почве. Необходимо разработать композиции ингибитора уреазы, в которых ингибитор уреазы стабилизирован. Необходимо поддерживать стабильность ингибитора уреазы после его нанесения на удобрения. Также необходимо разработать удобрение, содержащее мочевину, которое характеризуется уменьшенным улетучиванием азота.
Сущность изобретения
[0007] Настоящее изобретение относится к композиции, включающей:
(A) по меньшей мере один триамид (тио)фосфорной кислоты общей формулы (I) и/или диамид (тио)фосфорной кислоты общей формулы (II)
1
2
2
2
RRN-P(X)(NH)  (I)
1
2
2
RO-P(X)(NH)   (II)
в которой X означает кислород или серу;
1
2
1-10
3-10
3-10
6-10
6-10
1
2
Rи Rнезависимо выбраны из группы, включающей водород, замещенный или незамещенный 2-нитрофенил, Cалкил, Cциклоалкил, Cгетероциклоалкил, Cарил, Cгетероарил и диаминокарбонил, или Rи R вместе с соединяющим их атомом азота образуют 5- или 6-членный насыщенный или ненасыщенный гетероциклический фрагмент, который необязательно содержит 1 или 2 дополнительных гетероатома, выбранных из группы, включающей азот, кислород и серу; и
(B) по меньшей мере один амин.
[0008] Указанная композиция может дополнительно содержать растворитель.
[0009] Настоящее изобретение также относится к удобрению, содержащему мочевину, включающему указанную композицию.
[0010] Настоящее изобретение также относится к применению указанной композиции в качестве добавки или материала покрытия для удобрения, содержащего мочевину.
Подробное описание изобретения
[0011] В настоящем описании, включая формулу изобретения, термин "включающий один" или "включающий" является синонимом термина "включающий по меньшей мере один", если не указано иное, и "от ... до" включает предельные значения.
[0012] Следует отметить, что при задании любого диапазона концентрации, отношения масс или количества любое конкретное верхнее значение концентрации, отношения масс или количества можно связать с любым конкретным нижним значением концентрации, отношения масс или количества соответственно.
[0013] При использовании в настоящем изобретении термин "алкил" означает насыщенный углеводородный радикал, который может быть линейным, разветвленным или циклическим, такой как метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, н-гексил, циклогексил.
[0014] При использовании в настоящем изобретении термин "гидроксиалкил" означает алкильный радикал, который замещен гидроксигруппами, такой как гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксипропил и гидроксидецил.
[0015] При использовании в настоящем изобретении термин "циклоалкил" означает насыщенный углеводородный радикал, который включает одно или большее количество циклических алкильных колец, такой как циклопентил, циклооктил и адамантанил.
[0016] При использовании в настоящем изобретении термин "гетероциклический фрагмент" включает замкнутые кольцевые структуры, аналогичные карбоциклическим группам, в которых один или большее количество атомов углерода в кольце представляют собой элемент, не являющийся углеродом, например, азот, серу или кислород. Гетероциклические фрагменты могут быть насыщенными или ненасыщенными. Гетероциклические фрагменты включают гетероциклоалкил фрагменты. Кроме того, гетероциклические фрагменты, такие как пирролил, пиридил, изохинолил, хинолил, пуринил и фурил, могут обладать ароматическим характером и в этом случае их можно назвать "гетероарильными" или "гетероароматическими" фрагментами.
[0017] При использовании в настоящем изобретении термин "арил" означает одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, содержащий одно или большее количество 6-членных углеродных колец, в которым ненасыщенный фрагмент может представлять собой три сопряженные двойные связи, которые могут быть замещены по одному или большему количеству атомов углерода кольца гидроксигруппой, алкилом, алкенилом, галогеном, галогеналкилом или аминогруппой, такой как феноксигруппа, фенил, метилфенил, диметилфенил, триметилфенил, хлорфенил, трихлорметилфенил, аминофенил.
[0018] При использовании в настоящем изобретении термин "алкоксигруппа" означает группы, содержащие от 1 до 20 атомов углерода в линейной, разветвленной, циклической конфигурации и их комбинации, присоединенные к исходной структуре через кислород.
x-y
[0019] При использовании в настоящем изобретении термин "(C)" применительно к органической группе, в которой x и y оба являются целыми числами, показывает, что группа может содержать от x атомов углерода до y атомов углерода в группе.
[0020] Настоящее изобретение относится к композиции, включающей:
(A) по меньшей мере один триамид (тио)фосфорной кислоты общей формулы (I) и/или диамид (тио)фосфорной кислоты общей формулы (II):
1
2
2
2
RRN-P(X)(NH)  (I)
1
2
2
RO-P(X)(NH)   (II)
в которой X означает кислород или серу;
1
2
1-10
3-10
3-10
6-10
6-10
1
2
Rи Rнезависимо выбраны из группы, включающей водород, замещенный или незамещенный 2-нитрофенил, Cалкил, Cциклоалкил, Cгетероциклоалкил, Cарил, Cгетероарил и диаминокарбонил, или Rи R, вместе с соединяющим их атомом азота образуют 5- или 6-членный насыщенный или ненасыщенный гетероциклический фрагмент, который необязательно содержит 1 или 2 дополнительных гетероатома, выбранных из группы, включающей азот, кислород и серу;
(B) по меньшей мере один амин, выбранный из группы, включающей:
(B1) соединение общей формулы (III)
(III)
в которой:
Y означает атом азота или кислорода;
a и b независимо означают целое число, равное от 2 до 6;
c означает целое число, равное от 1 до 10;
3
4
5
6
1-4
1-4
3
4
6
1-4
1-4
5
1-4
1-4
R, R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H; предпочтительно, R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу, R означает Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H;
7
1-4
1-4
7
R означает H, C алкильную или гидроксиалкильную группу, C алкоксильную группу, если Y означает азот, Rотсутствует, если Y означает кислород;
(B2) соединение общей формулы (IV)
(IV)
в которой:
d означает целое число, равное от 2 до 6;
e означает целое число, равное от 2 до 50, если d=2, e означает целое число, равное от 1 до 50, если d=3-6;
8
9
1-4
8
9
1-4
8
9
1-4
R и R, одинаковые или разные, означают Cалкильную группу, или R и R, одинаковые или разные, означают Cгидроксиалкильную группу, или R и R, одинаковые или разные, означают Cалкоксильную группу;
10
1-4
R означает H или C алкильную группу;
(B3) соединение общей формулы (V)
(V)
в которой:
f означает целое число, равное от 3 до 6;
11
12
13
14
1-4
1-4
11
12
13
14
1-4
1-4
11
12
1-4
1-4
13
14
1-4
1-4
11
12
13
14
1-4
1-4
R, R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H, где по меньшей мере один из R, R, R и R означает Cгидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H; предпочтительно, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H, где по меньшей мере один из R, R, R и R означает Cгидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H;
(B4) соединение общей формулы (VI)
(VI)
в которой:
1
2
3
1
2
3
Z, Z, Z независимо означают атом азота или кислорода, где по меньшей мере один из Z, Z, Zозначает атом азота;
15
16
17
18
19
20
1-12
1-12
R, R, R, R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу, H или отсутствуют.
[0021] Согласно изобретению неожиданно было установлено, что триамид (тио)фосфорной кислоты и/или диамид (тио)фосфорной кислоты при включении в композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, обладают удовлетворительной стабильностью даже после того, как композиция соприкасается с удобрениями. Установлено, что композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, может эффективно уменьшать улетучивание азота из удобрений даже после хранения удобрения в течение длительного времени.
[0022] В качестве компонента A используют по меньшей мере один триамид (тио)фосфорной кислоты общей формулы (I) и/или диамид (тио)фосфорной кислоты общей формулы (II). Они могут представлять собой отдельные соединения или даже смеси двух или большего количества таких соединений. Такие соединения могут эффективно действовать в качестве ингибиторов уреазы.
1
2
[0023] R и R оба могут быть незамещенными или замещены, например, галогеном и/или нитрогруппой.
1-10
1
2
[0024] В общей формуле (I) или (II) Cалкильная группа может представлять собой метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, изопентил, неопентил, трет-пентил, гексил, 2-метилпентил, гептил, октил, 2-этилгексил, изооктил, нонил, изононил, децил и изодецил. Циклоалкильную группу можно выбрать из группы, включающей циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил и циклооктил; the арильную группу можно выбрать из группы, включающей фенил или нафтил, или, в замещенной форме, 2-нитрофенил. Примерами гетероциклических фрагментов RRN- являются пиперазинильная, морфолинильная, пирролильная, пиразолильная, триазолильная, оксазолильная, тиазолильная или имидазолильная группы.
[0025] Одним примером соединений общей формулы (II) является фенилфосфородиамидат.
2
2
[0026] Предпочтительно, если компонентом A является триамид N-алкилтиофосфорной кислоты (при X═S и R═H) или триамид N-алкилфосфорной кислоты (при X═O и R═H).
[0027] Предпочтительно, если компонент A включает триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (NBPT) в качестве активного соединения. Компонент A предпочтительно включает другое одно или большее количество активных соединений, которыми может быть производное, выбранное из группы, включающей триамид N-циклогексил-, н-пентил-, N-изобутил- и N-пропилфосфорной кислоты и соответствующие триамиды тиофосфорной кислоты. Одним особенно предпочтительным примером компонента A является смесь триамида N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (NBPT) и триамида N(н-пропил)тиофосфорной кислоты (NPPT). Компонент A может содержать NBPT в количествах, равных от 40% до 95 мас.%, предпочтительно от 60% до 80 мас.% в пересчете на количество активных соединений в компоненте A.
[0028] Известно, что триамиды тиофосфорной кислоты относительно легко гидролизуются в соответствующие триамиды фосфорной кислоты. Поскольку обычно нельзя полностью исключить наличие влаги, триамид тиофосфорной кислоты и соответствующий триамид фосфорной кислоты часто находятся в смеси друг с другом. Поэтому в контексте настоящего изобретения термин "триамид (тио)фосфорной кислоты" означает не только чистые триамиды тиофосфорной кислоты и триамиды фосфорной кислоты, но и их смеси.
[0029] Соединения, описанные в настоящем изобретении в качестве компонента A, можно получить, например, по известным методикам из тиофосфорилхлорида, первичных или вторичных аминов и аммиака, как описано, например, в патенте US № 5770771. При такой реакции на первой стадии тиофосфорилхлорид вводят в реакцию с 1 экв. первичного или вторичного амина в присутствии основания и затем продукт вводят в реакцию с избытком аммиака и получают конечный продукт.
[0030] Другими подходящими ингибиторами уреазы могут быть гетероциклически замещенные триамиды (тио)фосфорной кислоты, триамиды N-(2-пиримидинил)(тио)фосфорной кислоты и триамиды N-фенилфосфорной кислоты.
[0031] Компонентом B может быть амин или смесь более одного амина. Подходящие амины можно выбрать из числа описывающихся общей формулой (III), (IV), (V) или (VI).
[0032] В общей формуле (III)
(III)
Y может означать атом азота или кислорода.
[0033] a и b независимо означают целое число, равное от 2 до 6 и c означает целое число, равное от 1 до 10. Предпочтительно, если a и b независимо означают целое число, равное от 2 до 6 и c равно 1. Более предпочтительно, если a и b независимо означают целое число, равное от 2 до 4 и c равно 1.
3
4
5
6
1-4
3
4
5
6
1-4
3
4
5
6
[0034] R, R, R и R могут независимо означать Cалкильную или гидроксиалкильную группу, такую как метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксипропил и гидроксибутил. R, R, R и R также могут независимо означать Cалкоксильную группу, такую как метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, изобутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу. Альтернативно, R, R, R и R могут означать H.
3
4
6
1-4
1-4
5
1-4
1-4
[0035] Предпочтительно, если R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу, R означает Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H.
3
4
5
6
1-4
3
4
5
6
[0036] Более предпочтительно, если R, R, R и R независимо означают Cалкильную группу. В частности, R, R, R и R означают метил.
7
1-4
1-4
7
1-4
7
[0037] Если Y означает азот, то R означает H, C алкильную или гидроксиалкильную группу, C алкоксильную группу; предпочтительно, R означает H, C алкильную или гидроксиалкильную группу; в частности, R означает H, метильную или 2-гидроксипропильную группу.
7
[0038] Rотсутствует, если Y означает кислород.
[0039] В частности, амин может описываться общей формулой (VII):
(VII)
в которой:
1
Y означает атом азота или кислорода, g и h независимо означают целое число, равное от 2-6, предпочтительно 2 и 3;
21
22
23
24
1-4
1-4
R, R, R, R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, такую как метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксипропил и гидроксибутил, или Cалкоксильную группу, такую как метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, изобутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу, или H;
21
22
24
1-4
1-4
23
1-4
1-4
предпочтительно, если R, R, R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, или Cалкоксильную группу, R означает Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H;
21
22
23
24
1-4
предпочтительно, R, R, R, R независимо означают Cалкильную группу;
21
22
23
24
в частности, R, R, R, R означают метил;
25
1-4
1-4
1
R означает H, C алкильную или гидроксиалкильную группу, C алкоксильную группу, если Y означает азот;
25
1-4
1
25
1
предпочтительно, если Rозначает H, C алкильную или гидроксиалкильную группу, если Y означает азот, в частности, R означает H, метильную или 2-гидроксипропильную группу, если Y означает азот;
25
1
Rотсутствует, если Y означает кислород.
[0040] Примеры общей формулы (III) включают, но не ограничиваются только ими:
3,3′-Иминобис(N,N-диметилпропиламин),
1-[бис[3-(диметиламино)пропил]амино]-2-пропанол,
бис[2-(N,N-диметиламино)этиловый] эфир,
N,N,N',N'',N''-пентаметилдиэтилентриамин.
[0041] В общей формуле (IV)
(IV)
d означает целое число, равное от 2 до 6, предпочтительно от 2 до 4, в частности d=2; e означает целое число, равное от 2 до 50, если d=2, предпочтительно of 2 до 10; e означает целое число, равное от 1 до 50, если d= от 3 до 6, предпочтительно of от 1 до 10.
8
9
1-4
8
9
1-4
8
9
1-4
8
9
1-4
8
9
[0042] В общей формуле (IV) R и R, одинаковые или разные, означают Cалкильную группу, такую как метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил; или R и R, одинаковые или разные, означают Cгидроксиалкильную группу, такую как гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксипропил и гидроксибутил; или R и R, одинаковые или разные, означают Cалкоксильную группу, такую как метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, изобутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу. Предпочтительно, если R и R, одинаковые или разные, означают Cалкильную группу. В частности, R и R означают метил.
10
1-4
[0043] R означает H или C алкильную группу.
[0044] Примеры аминов общей формулы (IV) включают, но не ограничиваются только ими: 2-(2-(диметиламино)этокси)этанол, 3-метокси-1-пропиламин, 2-(2-аминоэтокси)этанол.
[0045] В общей формуле (V)
(V)
f означает целое число, равное от 3 до 6, в частности f=3 или 4.
11
12
13
14
1-4
1-4
11
12
13
14
1-4
1-4
11
12
13
14
[0046] В общей формуле (V), R, R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, такую как метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гидроксиметил, гидроксиэтил, гидроксипропил и гидроксибутил; Cалкоксильную группу, такую как метоксигруппу, этоксигруппу, н-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, н-бутоксигруппу, изобутоксигруппу, втор-бутоксигруппу и трет-бутоксигруппу; или H. Предполагается, что по меньшей мере один из R, R, R и R означает Cгидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H, т.е. по меньшей мере один из R, R, R и R не означает алкильную группу.
11
12
1-4
1-4
13
14
1-4
1-4
11
12
13
14
1-4
1-4
[0047] Предпочтительно, если R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу; R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H; где по меньшей мере один из R, R, R и R означает Cгидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H;
11
12
C1-4
13
14
11
12
1-4
13
14
[0048] В одном типичном варианте осуществления Rи Rнезависимо означаюталкильную группу, R и R означают H. В другом типичном варианте осуществления Rи Rнезависимо означаютCгидроксиалкильную группу, R и R означают H.
[0049] Примеры амина общей формулы (V) включают, но не ограничиваются только ими: 3-диметиламинопропиламин, 3-диэтиламино-1-пропиламин, N-(3-диметиламинопропил)-N, N-диизопропаноламин, N,N,N'-триметиламиноэтилэтаноламин.
[0050] В формуле (VI):
(VI)
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Z, Z, Z независимо означают атом азота или кислорода, где по меньшей мере один из Z, Z, Zозначает атом азота, например, Z означает азот и Z, Zозначают кислород. Альтернативно, Z, Zозначают азот и Zозначает кислород.
15
16
17
18
19
20
1-12
1-12
[0051] В общей формуле (VI), R, R, R, R, R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу, H или отсутствуют.
15
16
17
18
19
20
1-4
[0052] Предпочтительно, если R, R, R, R, R и R независимо означают Cалкильную группу, H или отсутствуют.
[0053] В частности, амин может описываться общей формулой (VIII):
(VIII)
26
27
1-12
1-12
26
27
1-4
1-4
в которой R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H. Предпочтительно, если R и R независимо означают Cалкильную или гидроксиалкильную группу, Cалкоксильную группу или H.
[0054] Примеры амина общей формулы (VI) включают, но не ограничиваются только ими: 3-аминопропан-1,2-диол, 2-амино-1,3-пропандиол, 3-(диметиламино)-1,2-пропандиол, 3-метиламино-1,2-пропандиол, 1,3-диамино-2-пропанол, 3-аминопропан-1,2-диол.
[0055] Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, может включать только компоненты A и B. В таком случае компонент B может выступать в качестве растворителя для компонента A, что дает жидкую или легкоплавкую композицию, которую можно легко распределить на/в почве или опрыскать частицы удобрения. В контексте настоящего изобретения также можно использовать твердые смеси, которые включают A и B, и также смеси в форме эмульсии или дисперсии.
[0056] Благоприятно, что композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, дополнительно включает в качестве компонента C растворитель для триамида (тио)фосфорной кислоты и/или диамида (тио)фосфорной кислоты. В этом случае можно использовать все подходящие растворители. Подходящими растворителями обычно являются соединения, которые полярны и, следовательно, обладают достаточной способностью растворять триамиды (тио)фосфорной кислоты и/или диамид (тио)фосфорной кислоты. Они сами предпочтительно обладают достаточно высокой температурой кипения и поэтому при нанесении испарение значительных количеств растворителя маловероятно.
[0057] Примеры растворителя включают, но не ограничиваются только ими: дихлорметан, диметилацетамид, диметилформамид, диметилсульфоксид, метил-5-(диметиламино)-2-метилоксопентаноат, этилацетат, гексаметилфосфорамид, диметилсульфон, сульфолан, 1,3-диметил-2-имидазоиндинон, 1,3-диметил-3,4,5,6-тетрагидро-2(1H)-пиримидон, метилацетат, этиллактат, метилпирролидон, тетрагидрофуран, пропиленкарбонат, жидкие амиды, 2-пирролидон и N-алкил-2-пирролидоны, такие как NMP и их смесь.
2-10
[0058] Растворителем предпочтительно может быть гликоль или полигликоль. Примерами подходящих гликолей являются пропиленгликоль и дипропиленгликоль. Гликоли обычно можно описать, как концевые Cалкилендиолы. Примерами других гликолей являются неопентилгликоль, пинакол, 2,2-диэтил-1,3-пропандиол, 2-этил-1,3-гександиол, 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиол, изобутенгликоль, 2,3-диметил-1,3-пропандиол, 1,3-дифенил-1,3-пропандиол, 3-метил-1,3-бутандиол. Примерами циклических гликолей являются 1,4-циклогександиметанол и п-ксилиленгликоль. Примерами полигликолей являются полиэтиленгликоль и полипропиленгликоли. Подходящими производными могут быть сложные эфиры, такие как стеараты или каприлаты. Также можно использовать, например, глицерин или глицериловые эфиры.
1-12
2-8
[0059] Растворителем может быть двухосновной сложноэфирный растворитель, обычно диалкиловый эфир дикарбоновой кислоты, чаще ди-Cалкиловый эфир насыщенной линейной или разветвленной Cалифатической карбоновой кислоты или их смесь. Двухосновной сложноэфирный растворитель может описываться общей формулой (IX):
28
29
30
ROOC-A-CONRR
(IX)
в которой:
2-8
A означает двухвалентную линейную или разветвленную Cалифатическую группу, и
28,
29
30
1-12
1-12
1-12
1-12
29
30
RRи Rнезависимо означают Cалкил, Cарил, Cалкиларил или Cарилалкил. Rи Rоба необязательно могут быть замещены одной или большим количеством гидроксигрупп.
[0060] Растворителем может быть аминоспирт. Аминоспирт может представлять собой линейный, разветвленный или циклический, насыщенный или ненасыщенный углеводород, который замещен по меньшей мере по одному атому углерода аминогруппой и по меньшей мере по одному другому атому углерода гидроксиалкилом или гидроксигруппой, такой как моноэтаноламин, этиламиноэтанол, диметиламиноэтанол, изопропиламиноэтанол, диэтаноламин, триэтаноламин, метиламиноэтанол, аминопропанол, метиламинопропанол, диметиламинопропанол, аминобутанол, диметиламинобутанол, аминобутандиол, тригидроксиметиламиноэтан, диэтиламинопропандиол, 1-аминоциклопентилметанол и аминобензиловый спирт, или гетероциклическое кольцо, которое включает по меньшей мере один атом азота в качестве элемента кольца, и/или замещен по меньшей мере по одному атому углерода аминогруппой и который замещен по меньшей мере по одному другому атому углерода гидроксиалкилом или гидроксигруппой, такой как метиламинометил-1,3-диоксолан.
1-6
1-4
[0061] Растворителем может быть гетероциклический спиртовый растворитель, например, 5- или 6-членные гетероциклические кольца, которые включают 1 или 2 атома кислорода в качестве элемента кольца, которое замещено по меньшей мере по одному атому углерода кольца Cгидроксиалкильной группой, и которое необязательно может быть замещено по одному или большему количеству атомов углерода кольца одной или большим количеством Cалкильных групп. Следует понимать, что термин гетероциклический спирт включает диоксолан. Диоксолан, подходящий для настоящего изобретения, может описываться общей формулой (X):
(X)
в которой:
m означает целое число, равное от 1 до 10;
31
32
1-10
1-10
R и R независимо означают H, C алкильную группу, C алкенильную группу или фенильную группу.
[0062] Одним примером подходящих диоксоланов является 2,2-диметил-4-гидроксиметил-1,3-диоксолан.
[0063] Растворителем также может быть органический фосфат соединение общей формулы (XI):
(XI)
33
34
35
1-16
1-16
1-16
7-30
7-30
в которой R, R и R, независимо выбраны из группы, включающей H, C алкильную группу, C алкенильную группу, C алкоксиалкильную группу, Cалкиларилалкильную группу, Cарилалкильную группу, и арильную группу;
33
34
35
при условии, что по меньшей мере один из R, R и Rне означает H.
[0064] Органическим фосфатом может быть, например, триэтилфосфат.
[0065] Композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, можно получить простым смешиванием компонентов A, B и, если он используется, растворителя и других необязательных ингредиентов. Это смешивание можно провести при повышенной температуре от 30 до 60°C. Последовательность, с которой отдельные компоненты добавляют при этой процедуре, является произвольной. Если используют растворитель и необязательные ингредиенты, обычно сначала компоненты A и b растворяют в растворителе и затем вводят необязательные ингредиенты. При необходимости нагревания смеси во время приготовления предпочтительно добавлять компонент A последним.
[0066] Содержание ингибитора уреазы (компонента A) предпочтительно равно от 1% до 90 мас.%, более предпочтительно от 10% до 40 мас.%, еще более предпочтительно от 15% до 30 мас.% в пересчете на полную массу композиции. Содержание амина (компонента B) предпочтительно равно от 1% до 50 мас.%, более предпочтительно от 2% до 25 мас.%, еще более предпочтительно от 3% до 15 мас.% в пересчете на полную массу композиции. Если в качестве компонента C используют растворитель, содержание растворителя предпочтительно равно от 10% до 94 мас.%, более предпочтительно от 20% до 88 мас.%, еще более предпочтительно от 30% до 82 мас.%, в пересчете на полную массу композиции.
[0067] В качестве альтернативы также можно приготовить композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, в виде твердого препарата. В таком случае композиция может содержать вспомогательные вещества, такие как наполнители, связующие или средства, способствующие гранулированию, такие как известь гипс, диоксид кремния или каолинит.
[0068] Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, может дополнительно содержать полимер, в растворенной или диспергированной форме. Предпочтительными полимерами являются такие, которые не вступают в какую-либо химическую реакцию с компонентами A и B. Полимеры могут находиться в растворе, в эмульсии или в диспергированном виде. Предпочтительно использовать растворимые полимеры, которые предпочтительно обладают среднечисловой молекулярной массой, равной не менее 5000. Подходящие полимеры могут быть образованы из виниловых мономеров, например, из стиролов или (мет)акрилатов или акрилонитрила. Например, можно использовать растворимые полистиролы, растворимые полистирол-акрилонитриловые сополимеры или даже полимеры этого типа, включающие привитые каучуки. Дополнительно можно использовать, например, сложные полиэфиры или полиалкиленгликоли. Стабилизация ингибиторов уреазы компонента A дополнительно повышается путем добавления полимеров.
[0069] Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, может дополнительно содержать ингибитор нитрификации. Такой ингибитор нитрификации можно использовать с удобрением, содержащим мочевину, для замедления превращения аммония в нитрат и последующей потери нитрата вследствие выщелачивания, тем самым делая аммоний доступным для растений в почве в течение более длительных периодов времени. Аммоний является одной из основных форм азота, который могут использовать растения. Увеличение периода времени, в течение которого азот доступен для растения, увеличивает эффективность удобрения, что благоприятно влияет на урожайность и качество сельскохозяйственной культуры. Неограничивающие примеры ингибитора нитрификации включают, но не ограничиваются только ими, дициандиамид, тиосульфат натрия (ST), 2-хлор-6-трихлорметилпиридин, 3,4-диметилпиразолфосфат, 3-метилпиразол (MP); 1-H-1,2,4-триазол (TZ); 3-метилпиразол-1-карбоксамид (CMP); 4-амино-1,2,4-триазол; 3-амино-1,2,4-триазол; 2-цианимино-4-гидрокси-6-метилпиримидин (CP); 2-этилпиридин; N-2,5-дихлорфенилфенилполуамид янтарной кислоты (DCS), тиосульфат аммония; тиофосфорилтриамид; тиомочевину (TU); гуанилтиомочевину (GTU); поликарбоксилат аммония; этиленмочевину; гидрохинон; фенилацетилен; фенилфосфородиимидат; ним; карбид кальция; 5-этокси-3-трихлорметил-1,2,4-тиадиазол (этридазол; тетраол); 2-амино-4-хлор-6-метилпиримидин (AM); 1-меркапто-1,2,4-триазол (MT); 2-меркаптобензотиазол; 2-сульфаниламидотиазол (ST); 5-амино-1,2,4-тиадиазол; 2,4-диамино-6-трихлорметил-сим-триазин (CL-1580); нитроанилин и хлоранилин. Ингибитором нитрификации, подходящим для настоящего изобретения, также может быть природный ингибитор нитрификации, такой как ним, включая масло семян маргозы, жмых нима и порошкообразный ним; брахиария, включая траву брахиарию; каранджи, включая экстракт семян каранджи и масло каранджи; мята, включая мятное масло; и любую их комбинацию.
[0070] Композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, можно наносить до, после или вместе с удобрением, предпочтительно удобрения, содержащего мочевину. Композицию в этом случае можно дозировать отдельно от удобрения, содержащего мочевину. Чаще композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, включают в удобрение, содержащее мочевину, например, в расплав, или наносят в виде материала покрытия на удобрение, содержащее мочевину. При использовании в качестве добавки для удобрения, содержащего мочевину, композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, предпочтительно используют в количестве, равном от 0,01% до 5 мас.% в пересчете на массу удобрения, содержащего мочевину.
[0071] Соответственно, настоящее изобретение относится к применению композиции, описанной в настоящем изобретении, в качестве добавки или материала покрытия для удобрения, содержащего мочевину. Композиция может уменьшать улетучивание азота из удобрения, содержащего мочевину. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения улетучивания азота из удобрения, содержащего мочевину, путем взаимодействия указанного удобрения, содержащего мочевину, с композицией, описанной в настоящем изобретении.
[0072] Настоящее изобретение также относится к удобрению, содержащему мочевину, включающему композицию, описанную в настоящем изобретении. Для удобрения, содержащего мочевину, композицию предпочтительно наносят на поверхность удобрения, содержащего мочевину. Композиция предпочтительно содержится в таком количестве, что полное количество компонента A в пересчете на содержащуюся мочевину равно от 0,01% до 0,5 мас.%. Количество компонента A в пересчете на содержащуюся мочевину более предпочтительно равно от 0,01% до 0,3 мас.%, еще более предпочтительно от 0,02% до 0,2 мас.%. Удобрение, содержащее мочевину, может дополнительно содержать одно или большее количество других активных соединений, таких как гербициды, фунгициды, инсектициды, регуляторы роста, гормоны, феромоны или другие агенты для защиты растений или вспомогательные вещества для почвы. Количества таких активных соединений может меняться в диапазоне от 0,01% до 20 мас.%.
[0073] Композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, в жидкой или твердой форме, можно смешать с удобрением, содержащим мочевину. Альтернативно, композицию можно включить путем гранулирования, брикетирования или зернения, путем добавления к удобрению или в массу, или расплав. Композицию предпочтительно наносят на поверхность имеющихся гранул, брикетов или зерен удобрения, содержащего мочевину, например, путем опрыскивания, нанесения порошка или пропитывания. Это также можно выполнять с использованием дополнительных вспомогательных веществ, таких как стимуляторы адгезии или капсулирующие материалы. Примеры аппаратов, подходящих для проведения такого нанесения, включают пластины, барабаны, смесители или аппарат с псевдоожиженным слоем, хотя нанесение также можно провести на конвейерных лентах или в положениях выгрузки, или с помощью пневматических конвейеров для твердых веществ. Также возможна заключительная обработка агентами, препятствующими слеживанию, и/или противопылевыми агентами.
[0074] Термин "удобрение, содержащее мочевину" при использовании в настоящем изобретении означает, прежде всего, саму мочевину. В обычном качественном имеющемся в продаже удобрении эта мочевина обладает чистотой, равной не менее 90%, и может, например, находиться в кристаллической, гранулированной, прессованной, зернистой или размолотой форме. Кроме того, термин также включает смеси мочевины с одним или большим количеством других азотных удобрений, таких как сульфат аммония, нитрат аммония (такой как UAN 18, UAN 28, UAN 30 и UAN 32), хлорид аммония, цианамид, дициандиамид (DCD) или нитрат кальция, и также с удобрениями замедленного высвобождения, примерами являются продукты конденсации мочевина-формальдегид, мочевина-ацетальдегид или мочевина-глиоксаль. Также включены, кроме того, содержащие мочевину многокомпонентные удобрения, которые кроме азота также содержат по меньшей мере одно дополнительное питательное вещество, такое как фосфор, калий, магний, кальций или сера. Также могут содержаться микроэлементы бор, железо, медь, цинк, марганец или молибден. Содержащие мочевину многокомпонентные удобрения этого типа также могут находиться в гранулированной, прессованной, зернистой или размолотой форме или в форме смеси кристаллов. Также включены жидкие удобрения, содержащие мочевину, такие как раствор нитрат аммония-мочевина или даже жидкий навоз.
[0075] Если раскрытие любых патентов, заявок на патенты и публикаций, которые включены в настоящее изобретение в качестве ссылки, противоречит описанию настоящей заявки в такой степени, что значение термина может стать неясным, приоритетом пользуется настоящее описание.
Примеры
[0076] Материалы
3,3′-Иминобис(N,N-диметилпропиламин) (TMBPA);
3-диметиламинопропиламин (DMAPA);
3-аминопропан-1,2-диол;
1-[бис[3-(диметиламино)пропил]амино]-2-пропанол;
бис[2-(N,N-диметиламино)этиловый] эфир;
2-(2-(диметиламино)этокси)этанол;
N,N,N',N'',N''-пентаметилдиэтилентриамин;
N,N,N′,N′-тетраметил-1,3-пропандиамин;
триамид N-(н-бутил)тиофосфорной кислоты (NBPT);
Augeo SL 191 (фирмы Solvay Company).
[0077] Пример 1
Образец готовили путем смешивания 6,00 г TMBPA и 8,11 г NBPT (чистота 98%) в 15,89 г Augeo SL 191 при температуре, равной 25°C. Концентрация TMBPA равнялась 20% и концентрация NBPT равнялась 26,5%. Затем полученный раствор наносили опрыскиванием на 50 г гранулированной мочевины в дозе, равной 0,3% в пересчете на массу мочевины.
[0078] Для исследования стабильности обработанную гранулированную мочевину выдерживали при 40°C и влажности атмосферы, равной 50%, в течение 30 дней, 60 дней и 90 дней, соответственно. Содержание оставшегося NBPT (выраженное в процентах в пересчете на начальное содержание NBPT) определяли путем анализа с помощью ВЭЖХ по стандартной методике.
[0079] Пример 2
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г DMAPA и 8,11 г NBPT.
[0080] Пример 3
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г 3-аминопропан-1,2-диола и 8,11 г NBPT.
[0081] Пример 4
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г 1-[бис[3-(диметиламино)пропил]амино]-2-пропанола и 8,11 г NBPT.
[0082] Пример 5
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г бис[2-(N,N-диметиламино)этилового] эфира и 8,11 г NBPT.
[0083] Пример 6
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г 2-(2-(диметиламино)этокси)этанола и 8,11 г NBPT.
[0084] Пример 7
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г N,N,N',N'',N''-пентаметилдиэтилентриамина и 8,11 г NBPT.
[0085] Сравнительный пример 1
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем растворения 8,11 г NBPT в 21,89 г растворителя без добавления какого-либо амина.
[0086] Сравнительный пример 2
Процедуры были такими же, как в примере 1, с тем отличием, что образец готовили путем смешивания 6,00 г N,N,N',N'-тетраметил-1,3-пропандиамина и 8,11 г NBPT.
[0087] Содержание NBPT, оставшегося в образцах композиции мочевины после хранения, приведены ниже в таблице 1.
[0088]
Таблица 1
Препарат
Содержание NBPT (30 дней)
Содержание NBPT (60 дней)
Содержание NBPT (90 дней)
Пример 1
89,93%
82,19%
71,53%
Пример 2
80,67%
68,70%
67,19%
Пример 3
88,68%
76,36%
66,33%
Пример 4
70,01%
70,15%
63,64%
Пример 5
81,12%
54,94%
37,63%
Пример 6
88,40%
55,27%
39,39%
Пример 7
79,73%
57,69%
52,51%
Сравнительный пример 1
54,95%
21,35%
13,40%
Сравнительный пример 2
33,25%
27,28%
15,76%
[0089] Как показано в таблице 1, NBPT, включенный в композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, обладает превосходной стабильностью после нанесения на содержащее мочевину удобрение. В отличие от этого, NBPT, который наносили на содержащее мочевину удобрение по отдельности или с N,N,N′,N′-тетраметил-1,3-пропандиамином, обладал плохой стабильностью.
[0090] Пример 8
3
2
4
4
+
В этом эксперименте исследовали эффективность амина, предлагаемого в настоящем изобретении, для подавления потери аммиака из мочевины. Вкратце, методика состояла в следующем: 120 г почвы (суглинистая почва) помещали в стеклянные флаконы при влажности, равной примерно 20%. Мочевину, мочевину для нанесения опрыскиванием с NBPT или мочевину для нанесения опрыскиванием с комбинацией NBPT и амина, предлагаемого в настоящем изобретении (0,33 г азота в форме мочевины для всех образцов), наносили на поверхность почвы соответственно. Затем сверху на почву помещали губку с кислотной ловушкой внутри. Затем ловушки для NH встряхивали и экстрагировали 2M раствором KSO через 14 дней после начала эксперимента. В экстракте определяли содержание NH и считали накопленными потерями аммиака из мочевины. Результаты приведены ниже в таблице 2.
Таблица 2
Препарат
Потери аммиака
26,5 мас.% NBPT, 5 мас.% TMBPA, добавляют растворитель до 100%
15,7%
26,5 мас.% NBPT, добавляют растворитель до 100%
18,23%
Растворитель без NBPT и TMBPA
40,5%
[0091] Результаты показывают, что комбинация NBPT и TMBPA эффективно уменьшает потери аммиака по сравнению с использованием только NBPT и контрольной группой без обработки.