КОНЦЕНТРИРОВАННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ КОМПОЗИЦИЯ
CONCENTRATED AGRICULTURAL COMPOSITION

Область техники изобретения, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к концентрированной сельскохозяйственной композиции, содержащей активный для сельского хозяйства ингредиент и четвертичную соль аммония в качестве поверхностно-активного вещества.
Уровень техники
Активные для сельского хозяйства средства, такие как пестициды и регуляторы роста растений, которые традиционно были предоставлены конечному потребителю в различных концентрированных формах, которые разбавляли водой или другой подходящей средой для получения разбавленного, готового для применения конечным потребителем препарата. Такие концентрированные формы включают в себя твердые препараты, например порошки, и жидкие композиции. При многих применениях жидкие препараты являются предпочтительными, так как позволяют избежать проблемы запыления токсичными порошками и медленного растворения в разбавителе.
Жидкие концентрированные препараты включают в себя так называемые концентраты эмульсий и растворимые жидкие концентраты. Концентрат эмульсии содержит активный для сельского хозяйства ингредиент, водонерастворимый растворитель и эмульгатор и при добавлении в воду он спонтанно или после перешивания образует эмульсию масло-в-воде, причем активный для сельского хозяйства ингредиент сначала присутствует в каплях эмульсии. Этот тип концентрированного препарата является особенно подходящим для активных для сельского хозяйства ингредиентов, которые являются не растворимыми в воде/имеют низкую растворимость в воде и рекомендуемая концентрация которых в готовом для применения препарате превышает растворимость активного для сельского хозяйства ингредиента.
Важно, чтобы активный ингредиент был стабильно растворенным в концентрате эмульсии. Осаждение активного для сельского хозяйства ингредиента при разбавлении в воде может привести к потере эффективности. Активный ингредиент должен быть концентрированным, но без образования осадков, это предотвращает неравномерное распределение его при распылении на поле. Неравномерное распределение активного для сельского хозяйства ингредиента может вызвать фитотоксичность.
WO 2010/051607 относится к концентратам биологически активного вещества, которые являются диспергируемыми в воде и которые после диспергирования в воде превращаются в дисперсию с распределением размера частиц менее 400 нм, обычно порядка 180 нм.
Однако все же существует потребность в данной области в обеспечении улучшенных, концентрированных, активных для сельского хозяйства композиций, которые являются стабильными и легко получаемыми и которые обеспечивают, при правильном использовании, равномерное распределение активных для сельского хозяйства ингредиентов.
Сущность изобретения
Одной задачей изобретения является по меньшей мере частичное удовлетворение потребностей в данной области. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что это можно достичь композициями, указываемыми в прилагаемой формуле изобретения, растворением активных для сельского хозяйства ингредиентов в четвертичных аммониевых соединениях, применяемых в качестве поверхностно-активных веществ, и необязательно органических растворителях.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к концентрированной сельскохозяйственной композиции. Концентрированная сельскохозяйственная композиция находится в форме раствора и для получения концентрированной композиции настоящего изобретения не требуется никакого способа измельчения. Активный для сельского хозяйства ингредиент легко растворяют простым механическим перемешиванием, которое при необходимости облегчают слабым нагреванием раствора от 30°С до 70°С во время перемешивания, и последующим возвращением к температуре окружающей среды и при этом не наблюдают никакой кристаллизации.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к разбавленной, готовой к применению сельскохозяйственной композиции, полученной смешиванием концентрированной сельскохозяйственной композиции с водой. Готовая к применению композиция, как правило, полностью прозрачная. Такой активный для сельского хозяйства ингредиент может быть полностью растворен в воде для получения готового для применения раствора благодаря разработанному составу препарата. Такой активный для сельского хозяйства ингредиент растворяют в воде посредством образования термодинамически стабильной и прозрачной микроэмульсии, отличающейся от обычных эмульсий и дисперсий, обычно применяемых в сельском хозяйстве.
Еще в одном аспекте настоящее изобретение относится к способу обработки растения контактированием растения с готовой к применению сельскохозяйственной композицией изобретения.
Эти и другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из описания изобретения, изложенного ниже.
Описание изобретения
Концентрированная сельскохозяйственная композиция настоящего изобретения содержит от 5 до 40 масс.%, предпочтительно от 10 до 35 масс.% в расчете на общую массу композиции, по меньшей мере одного активного для сельского хозяйства ингредиента, имеющего растворимость в воде не более 1 г/л.
Термин "активный для сельского хозяйства ингредиент", используемый в контексте, следует рассматривать как охватывающий любое органическое соединение, которое является активным для сельского хозяйства соединением. Активные для сельского хозяйства ингредиенты, предполагаемые для использования в настоящем изобретении, также называемые в данной области как сельскохозяйственные активные компоненты, предпочтительно выбирают из группы, состоящей из пестицидов и регуляторов роста растений.
Активные для сельского хозяйства ингредиенты выбирают среди таких ингредиентов, которые имеют растворимость не более 1 г/л, например не более 0,7 г/л в воде. В контексте настоящего изобретения растворимость в воде измеряют в соответствии с ASTM E 1148-87 "Standard Test Method for Measurements of Aqueous Solubility".
Активный для сельского хозяйства ингредиент предпочтительно относится к числу таких ингредиентов, рекомендуемая конечная применяемая концентрация которых выше его растворимости в воде.
Используемый в контексте термин "пестицид" относится к соединению, которое может предотвращать нападение любого вредителя, уничтожать, отпугивать или подавлять любого вредителя.
Используемый в контексте термин "регулятор роста растений" относится к соединению, которое посредством физиологического действия может ускорять или замедлять скорость роста или скорость созревания или иным образом изменять поведение декоративных или сельскохозяйственных растений или их продуктов.
Пестициды и регуляторы роста растений, особенно рассматриваемые для использования в настоящем изобретении, являются органическими соединениями, предпочтительно синтетическими органическими соединениями.
Пестициды, рассматриваемые для использования в настоящем изобретении, включают в себя фунгициды, гербициды, инсектициды, средства против клещей, нематоциды, акарициды и моллюскициды.
Предпочтительные активные для сельского хозяйства ингредиенты, рассматриваемые для использования в настоящем изобретении, включают в себя пестициды и регуляторы роста растений классов триазолов, стробилуринов, алкиленбис(дитиокарбаматных) соединений, бензимидазолов, феноксикарбоновых кислот, бензойных кислот, мочевин, сульфонилмочевин, триазинов, пиридинкарбоновых кислот, неоникотинидов, амидинов, органофосфатов и пиретроидов.
Примеры фунгицидов, рассматриваемых для использования в настоящем изобретении, включают в себя фунгициды классов триазолов (например, тебуконазол, тетраконазол, ципроконазол, эпоксиконазол, дифенконазол, пропиконазол, протиоконазол, миклобутанил), стробилуринов (например, трифлоксистробин, азоксистробин, флуоксастробин, пираклостробин), алкиленбис(дитиокарбаматных) соединений (например, манкозеб) и бензимидазолов (например, карбендазим).
Примеры гербицидов, рассматриваемых для использования в настоящем изобретении, включают в себя феноксикарбоновые кислоты (например, 2,4-D-кислоту, МСРА), бензойные кислоты (например, дикамба-кислоту), мочевины, (например, диурон), сульфонилмочевины (например, метилсульфурон-метил, римсульфурон), триазины (например, атразин, симазин, аметрин), триазолиноны (например, амикарбазон) и пиридинкарбоновые кислоты (например, триклопир).
Примеры инсектицидов, рассматриваемых для использования в настоящем изобретении, включают в себя неоникотиниды (например, тиаметоксам, клотианидин, тиаклоприд, динотефуран, ацетамиприд, нитенпирам, имидаклоприд), амидины (например, амитраз), органофосфаты (например, хлорпирифос) и пиретроиды (например, перметрин, бифентрин, дельтаметрин).
Примеры регуляторов роста растений, рассматриваемых для использования в настоящем изобретении, включают в себя, но не ограничиваются перечисленными, фосфоновые кислоты (например, этефон), гиббереллины, цитокинины (например, 6-бензиламинопурин) и ауксины (например, 1-нафтилуксусную кислоту).
Для более подробного описания каждого из вышеупомянутых пестицидов и регуляторов роста растений дается ссылка на справочники, например “The e-Pesticide Manual v4.0” от BCPC Publications Ltd, Alton, Hampshire (ISBN 1 901396 42 8).
Концентрированная композиция по настоящему изобретению дополнительно содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество на основе четвертичного аммония при концентрации по меньшей мере 20, предпочтительно по меньшей мере 30, более предпочтительно по меньшей мере 40 масс.% в расчете на общую массу композиции. Массовое отношение по меньшей мере одного активного для сельского хозяйства ингредиента по меньшей мере к одному поверхностно-активному веществу на основе четвертичного аммония составляет не более 1:2, предпочтительно не более 1:3, более предпочтительно не более 1:4.
Обычно концентрация поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония составляет от 20, предпочтительно от 30, более предпочтительно от 40 до 80, предпочтительно до 70 масс.% в расчете на общую массу композиции.
Поверхностно-активным веществом на основе четвертичного аммония является поверхностно-активное вещество, содержащее по меньшей мере одну гидрофобную группу и по меньшей мере одну четвертичную аммониевую группу и предпочтительно соответствует любой из представленных ниже формул (I) и (II) или их комбинации.
Поверхностно-активным веществом на основе четвертичного аммония может быть поверхностно-активное вещество на основе этоксилированного четвертичного аммония, такое как соединение формулы I:
(I),
в которой
каждое m представляет собой по меньшей мере 1 и сумма всех m (Σm) равна числу от 1, предпочтительно от 2, более предпочтительно от 5, наиболее предпочтительно от 10 до 200, предпочтительно до 50, более предпочтительно до 30, наиболее предпочтительно до 20; n представляет собой целое число от 0 до 2, предпочтительно 0 или 1;
1
5
23
R представляет собой С-C-гидрокарбил, предпочтительно насыщенную или ненасыщенную неразветвленную гидрокарбильную группу;
2
2
2
2
2
2
Z представляет собой атом углерода, группу -C-O-CHCHCH- или группу -С(=О)-N-CHCHCH-, предпочтительно атом углерода;
2
R представляет собой метил, этил или бензил, предпочтительно метил;
1
2
2
m
Y представляет собой гидрокарбил, содержащий 1-24 атома углерода, предпочтительно метил, бензил, или R-Z, где Z представляет собой атом углерода или группу (СНСНО)Н; и
-
2-
Х представляет собой анион, например галогенид-анион, такой как Cl, NO или моноалкилсульфат, или любой другой анион, приемлемый для использования в сельскохозяйственных композициях.
1
1
1
Предпочтительно, Z представляет собой атом углерода и R-Z-представляет собой алкильную или алкенильную группу, образованную из природного или синтетического жирного спирта формулы R-Z-OH или из соответствующей жирной кислоты формулы R-COOH. Примеры ее включают в себя алкильные или алкенильные группы синтетических соединений, таких как оксоспирты, спирты Guerbet, а также природных источников, таких как жирные кислоты, например из кокосового масла, таллового масла, гидрированного твердого животного жира, рапсового масла, подсолнечного масла и т.д.
Примеры поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония формулы I включают в себя этоксилированные и кватернизованные жирные моно-, ди- или триамины, причем такие амины доступны от Akzo Nobel под торговыми знаками Ethoquad и Ethoduoquad, этоксилированные и кватернизованные жирные эфирные моно-, ди- или триамины и этоксилированные и кватернизованные жирные амидопропилмоно-, ди- и триамины.
Поверхностно-активным веществом на основе четвертичного аммония альтернативно может быть четвертичное аммониевое соединение формулы (II)
(II),
1
1
в которой R, Z, R-Z- и Х имеют значения, указанные выше для формулы (I);
3
1
1
24
R представляет собой С-С-гидрокарбил, предпочтительно метил, или группу R-Z, где Z представляет собой атом углерода;
4
5
4
5
R и R независимо выбирают из метила, этила или бензила и предпочтительно самое большее один из R и R представляет собой бензильную группу; и
р равно 0 или 1, предпочтительно 0.
1
1
2
3
1
3
4
5
1
3
4
5
6
24
6
24
6
24
Примеры поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония формулы (II) включают в себя поверхностно-активные вещества, у которых R-Z представляет собой С-Салкил, R, R и R представляют собой метил и р равно 0 или 1, поверхностно-активные вещества, у которых R-Z и R представляют собой С-Салкил и R и R представляют собой метил, и поверхностно-активные вещества, у которых R-Z представляет собой С-Салкил, R и R представляют собой метил и R представляет собой бензил.
Четвертичные аммониевые соединения формулы (I) и формулы (II) могут присутствовать в композициях изобретения одновременно.
Концентрированная сельскохозяйственная композиция настоящего изобретения необязательно содержит по меньшей мере один не растворимый в воде органический растворитель при концентрации от 0,1, предпочтительно от 1, более предпочтительно от 10, еще более предпочтительно от 20 до 50, предпочтительно до 40, более предпочтительно до 35 масс.%, в расчете на общую массу композиции.
В контексте настоящего изобретения растворитель считается не растворимым в воде, если его растворимость в воде составляет менее 10, предпочтительно менее 5, более предпочтительно менее 1, наиболее предпочтительно менее 0,1 г/литр воды при 20°С.
Например, такой не растворимый в воде растворитель можно выбрать из группы, состоящей из ароматических растворителей, таких как растворители, которые продаются под торговой маркой Solvesso, не растворимых в воде спиртов, таких как неразветвленные или разветвленные алифатические или ароматические, насыщенные или ненасыщенные спирты по меньшей мере с 6 атомами углерода, например, с 6-24 атомами углерода, примеры которых включают в себя гексанолы, гептанолы и жирные спирты, и не растворимые в воде амиды формулы (III)
(III),
в которой
6
1
23
R представляет собой Н или С-Cгидрокарбил, причем гидрокарбил предпочтительно представляет собой неразветвленный или разветвленный алкил или алкенил;
7
8
1
24
R и R независимо друг от друга представляют собой С-Сгидрокарбил, причем гидрокарбил предпочтительно представляет собой бензил или неразветвленный или разветвленный алкил или алкенил и общее число атомов углерода в амиде формулы (III) равно по меньшей мере 10.
7
8
6
6
7
8
3
2
5
Когда по меньшей мере один из R и R содержит более 6 атомов углерода, то R предпочтительно представляет собой Н, СН или СН, наиболее предпочтительно H. Примеры соединений включают в себя соединения, у которых R представляет собой Н, R представляет собой метил или бензил и R представляет собой н-октил, 2-этилгексил, н-децил или 2-пропилгептил.
6
7
8
7
8
6
5
23
7
11
R представляет собой предпочтительно C-Cгидрокарбил, более предпочтительно C-Cгидрокарбил, когда каждый из R и R содержит менее 4 атомов углерода, например когда R и R представляют собой метил и R-С(=O) представляет собой н-октаноил, 2-этилгексаноил, н-деканоил или 2-пропилэтанол. Концентрированная сельскохозяйственная композиция изобретения помимо активного для сельского хозяйства ингредиента, поверхностно-активного соединения на основе четвертичного аммония и органического, не растворимого в воде растворителя и, когда суммарное содержание указанных выше компонентов добавляют до общего количества менее 100 масс.%, дополнительно содержит дополнительные компоненты, такие как другие поверхностно-активные вещества, воду, загустители, усилители осаждения, агенты регуляции изменения свойств, соли и т.д., составляющие остальную часть композиции.
Вода может присутствовать в концентрированной композиции при концентрации от 0 до 65, предпочтительно до 40, более предпочтительно до 20, еще более предпочтительно до 10, наиболее предпочтительно до 5 масс.% в расчете на общую массу композиции. Наиболее предпочтительно, концентрированная композиция полностью или по существу не содержит воду.
Поверхностно-активные вещества, другие, чем поверхностно-активные вещества на основе четвертичных аммониевых соединений, такие как анионные, неионные, неквартеризированные аминные поверхностно-активные вещества, амфотерные и цвиттерионные поверхностно-активные вещества, могут присутствовать в концентрированной композиции при концентрации от 0 до 40, предпочтительно до 20 масс.% в расчете на общую массу композиции.
Полимеры, такие как полисахаридные простые эфиры и синтетические полимеры, можно включать в концентрированную композицию в качестве загустителей, усилителей осаждения, агентов регуляции изменения свойств и т.д.
Концентрированная композиция настоящего изобретения обеспечивает получение состава с высокой концентрацией активного для сельского хозяйства компонента, подходящего для длительного хранения и доставки для конечного применения, которым в результате будут обрабатывать растение контактированием растения с сельскохозяйственным составом, полученным из концентрированной композиции изобретения.
Водорастворимые органические растворители, такие как простые эфиры гликолей, такие как бутиловый эфир дигликоля, N-формилморфолин, низшие алифатические спирты, пропиленкарбонат и т.п., могут присутствовать в композиции изобретения при массовом отношении водорастворимый органический растворитель : водонерастворимый органический растворитель не более 1:2.
Концентрированная композиция настоящего изобретения предпочтительно находится в жидкой форме при комнатной температуре и атмосферном давлении с растворенным в ней активным для сельского хозяйства ингредиентом.
Предполагается, что концентрированную композицию настоящего изобретения смешивают с водной средой, обычно водопроводной водой, перед конечным применением. Концентрированную композицию добавляют в резервуар перед добавлением, одновременно с добавлением или после добавления водной среды (воды) в резервуар. Концентрированную композицию изобретения разбавляют водной средой до подходящей концентрации активного для сельского хозяйства компонента.
Содержание воды в разбавленной композиции изобретения обычно находится в диапазоне от 75, предпочтительно от 90, до 99,99% в расчете на общую массу разбавленной композиции и в конечном счете будет зависеть от количества воды, необходимого для разбавления активного для сельского хозяйства ингредиента в концентрированной композиции изобретения до желаемой концентрации в готовой для применения композиции.
При смешивании с водной средой и разбавлении в водной среде активный для сельского хозяйства компонент равномерно распределяется в водной среде и находится в форме раствора или тонкой эмульсии и может быть разбавлен по существу без любого роста кристаллов.
Растения обрабатывают разбавленной, готовой к применению композицией изобретения контактированием обрабатываемого растения с разбавленной композицией любым, обычно применяемым способом. Применяемый в контексте термин "растение" относится не только к стеблю, листьям и плоду растения, видимым выше почвы, но также и к корням, а также семенам. Количество активного ингредиента, контактируемого с растением, предпочтительно является достаточным для проявления активным ингредиентом своей пестицидной активности или активности, регулирующей рост растений, т.е. эффективным количеством.
Растение предпочтительно контактируют с разбавленной, готовой к применению композицией изобретения способом опрыскивания, но также предполагается погружение растения в композицию.
ПРИМЕРЫ
Материалы
В примерах следующие вещества имеют значения, указанные ниже.
Armid DM 810
смесь N,N-диметилоктанамида и N,N-диметилдеканамида (ex Akzo Nobel)
Armid FMPC
Смесь растворителей на основе производного морфолина (ex Akzo Nobel)
Arquad MCB 80
Хлорид бензилдиметилкокоалкиламмония (ex Akzo
Nobel)
Ethoquad T/25
Хлорид [этоксилированного (15)]алкилметиламмония (таллового масла) (ex Akzo Nobel)
Adsee AB 650
Смесь модифицированного полимера жирного амина с поверхностно-активным веществом на основе сахара (ex Akzo Nobel)
Композиция растворителей 1
Вещество
Arquad MCB 80
65 масс.%
Armid DM 810
35 масс.%
Всего
100 масс.%
Композиция растворителей 2
Исходное вещество
Ethoquad T/25
70 масс.%
Armid DM 810
30 масс.%
Всего
100 масс.%
Композиция растворителей 3
Исходное вещество
Arquad MCB 80
70 масс.%
Armid DM 810
20 масс.%
Бутиловый эфир дигликоля
10 масс.%
Всего
100 масс.%
Композиция растворителей 4
Исходное вещество
Arquad MCB 80
60 масс.%
Armid DM 810
28 масс.%
Armid FMPC
12 масс.%
Всего
100 масс.%
Концентрированная композиция 1 (100 г/л диурона)
A.I. (Активный ингредиент)
Диурон (чистота 98,2%)
10,31 г
Композиция растворителя
1
89,69 г
Всего
100 г
Концентрированная композиция 2 (100 г/л аметрина)
A.I. (Активный ингредиент)
Аметрин (чистота 97%)
10,61 г
Композиция растворителя
1
89,39 г
Всего
100 г
Концентрированные композиции 1 и 2 получали добавлением поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония в сосуд и добавлением органического растворителя при перемешивании при комнатной температуре. После этого при продолжающемся перемешивании и при комнатной температуре добавляли органический растворитель. После этого добавляли активный ингредиент при продолжающемся перемешивании, которое продолжали до тех пор, пока активный ингредиент не был полностью растворен и пока композиция не была прозрачной и гомогенной, что оценивали визуальным осмотром.
Концентрированная композиция 3 (200 г/л миклобутанила)
A.I.(активный ингредиент)
Миклобутанил (чистота 93%)
20,39 Г
Композиция растворителя
2
69,61 г
Дополнительные компоненты
Adsee AB 650
10,00 г
Всего
100 г
Концентрированную композицию 3 получали добавлением поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония в сосуд и добавлением органического растворителя при перемешивании при комнатной температуре. После этого при продолжающемся перемешивании и при нагревании приблизительно до 60°C добавляли активный ингредиент. Перемешивание продолжали до тех пор, пока активный ингредиент не был полностью растворен и пока композиция не была прозрачной и гомогенной, что оценивали визуальным осмотром. Дополнительные компоненты добавляли при перемешивании до полной гомогенизации продукта.
Концентрированная композиция 4 (100 г/л тебуконазола)
A.I. (активный ингредиент)
Тебуконазол (чистота 98,2%)
10,40 г
Композиция растворителя
3
74,60 г
Дополнительные компоненты
Adsee AB 650
15,00 г
Всего
100 г
Концентрированная композиция 5 (150 г/л тебуконазола)
A.I. (активный ингредиент)
Тебуконазол (чистота 95%)
15,6 г
Композиция ратворителя
4
84,4 г
Всего
100 г
Концентрированные композиции 4 и 5 получали добавлением поверхностно-активного вещества на основе четвертичного аммония в сосуд и добавлением органического растворителя при перемешивании при комнатной температуре. После этого при продолжающемся перемешивании добавляли активный ингредиент. Перемешивание продолжали до тех пор, пока активный ингредиент не был полностью растворен и пока композиция не была прозрачной и гомогенной, что оценивали визуальным осмотром. Дополнительные компоненты добавляли при перемешивании до полной гомогенизации продукта.
Концентрированные композиции 1-5 сохраняли при 5°С и 54°С. Все концентрированные композиции оставались стабильными в течение 30 дней при обоих условиях (не наблюдали образования кристаллов или разделения фаз).
Готовые к применению растворы получали добавлением 95 мл стандартной воды и 5 мл концентрированной композиции в пробирку для испытания объемом 100 мл. Пробирку для испытания переворачивали 30 раз и получали полупрозрачный раствор.
Процедуру повторяли с каждой концентрированной композицией 1-5, описанной выше, и с изменением жесткости воды. В испытании применяли стандартную воду с жесткостью 20 м.д., 342 м.д. и 1000 м.д., которую получали согласно CIPAC MT 18.
Готовые к применению растворы выдерживали при 25°С и 5°С в течение 3 часов и не наблюдали образования кристаллов.