打破多元杀菌剂配方障碍：高性能乳油的创新溶剂组合

丙硫菌唑是一种主要的广谱内吸性三唑类杀菌剂，具有治疗、预防和根除作用，在60多个国家的谷物(小麦)、大豆、油菜和其他作物上大量使用。自 2004 年拜耳公司将丙硫菌唑商业化以来，丙硫菌唑的市场不断扩大，已成为谷物杀菌剂市场上最大的产品和大豆杀菌剂市场上第六大产品，2022 年全球销售额超过11亿美元[1]。考虑到其他常见杀菌剂所面临的法规壁垒，预计该产品的销售将继续增长。

从作用模式来看，丙硫菌唑被吸收后会进入目标真菌细胞，影响甾醇的生物合成，从而破坏膜结构。这最终会影响菌丝生长和胚芽管伸长。 对丙硫菌唑敏感的真菌包括早期叶斑病、眼斑病、镰刀菌、白粉病、网斑病、茎点霉叶斑病、核盘菌、白绢病、小麦壳针孢和颖枯病菌、锈病和褐斑病。

丙硫菌唑经常与其他杀菌剂在同一制剂中组合使用，以发挥不同的作用机理，特别是与其他三唑类(例如戊唑醇)、甲氧基丙烯酸酯类(例如氟嘧菌酯、肟菌酯、啶氧菌酯等)、SDHI/甲酰胺类(例如联苯吡菌胺、氟唑菌胺等)或吡啶甲酰胺(例如吡啶草胺)一起。

对于叶面施用，配方往往从水悬浮剂(SC)转向乳油(EC)，因为体系中特定溶剂和乳化剂的存在可在喷施时促进活性物渗透角质层。与丙硫菌唑一起使用的传统溶剂N,N-二甲基癸酰胺(等效物Rhodiasolv® ADMA 10)就是这种情况[2]，但最近也有人声称可选择其他溶剂组合[3]。 活性物叶面渗透性的提高可转化为更好的生物防效，最终提高作物产量。由于溶剂的有益作用，它还可以为农药制剂减量增效打开大门，这符合欧盟最初的″从农场到餐桌″目标，即到2030年化学农药的使用减少50%。

因此，使用适当溶剂的智能配方设计对于下一代丙硫菌唑复合配方至关重要，但识别与所有目标杀菌剂类别兼容、具有预期的物理化学特性(高闪点、低温稳定性 、低粘度等)、安全的毒性/生态毒性特征和良好的化学稳定性的溶剂体系依然具有挑战性。

表1列出了此类基于丙硫菌唑的乳油配方设计时需要考虑的关键溶剂，以及有关的物理化学特性、法规和分类的信息。对于涉及具有不同理化特性和/或高浓度限制的复杂活性物组合，尤其值得考虑非质子极性不溶性溶剂(例如Rhodiasolv® ADMA10、Lact-8、RPDE)与广谱的水混溶性极性溶剂(例如Rhodiasolv® Polarclean)的组合。

表 1：Syensqo 产品组合中溶剂的特性，可用于含有丙硫菌唑的 EC(或 DC)杀菌剂配方

绿色 = 与水混溶的溶剂；灰色=低水溶性溶剂

Syensqo 未来实验室 (LOF) [4] 提供的高通量方法基于汉森方法 HSPiP、机器人实验、量子力学热力学模拟(COSMO-RS)和机器学习方法，可以节省时间并帮助配方设计师确定目标活性物系统的最佳和最安全的溶剂组合。这些方法的使用有利于创新溶剂组合的设计，例如 DV Rhodiasolv® MATCH 51，对杀菌剂(例如三唑类、甲氧基丙烯酸酯类和甲酰胺类)具有高增溶性能。这种三元混合物含有源自生物质农业废物的溶剂，即来自 GFBiochemicals 的 RE:CHEMISTRY MOVE200(乙酰丙酸丁酯)，Syensqo 与该公司建立了密切的合作伙伴关系。该混合物的可再生碳指数(RCI)为 51%。 表 2 给出了混合物 DV Rhodiasolv® MATCH 51 的物理化学特性。

表 2：DV Rhodiasolv® MATCH 51 物理化学特性

在室温和低温(如-5°C)条件下，DV Rhodiasolv® MATCH 51对多种杀菌剂都具有出色的增溶特性(图1)，因此在全球许多相关制剂中都有应用前景。如表3所示，丙硫菌唑乳油的活性含量可高达350g/L。目前正在开发其他不同的溶剂混合物，以应对高含量复合农药配方所面临的增溶方面的挑战，并提供优异的稳定性，在低温条件下不会出现结晶问题。

图 1： DV Rhodiasolv® MATCH 51 杀菌剂的增溶性能

基准：Rhodiasolv® ADMA 10 (Syensqo)

表 3. 使用 DV Rhodiasolv® MATCH 51 的乳油配方设计示例

对基于 DV Rhodiasolv® MATCH 51的乳油配方的稀释液进行了活性物叶面渗透率评估，并与其他溶剂基准进行比较。

角质层提取和动力学研究的方法：

大豆角质层是从盆栽大豆苗中提取的。在植株经历温度循环(白天28°C，相对湿度35%，夜间22°C，相对湿度48% 1周) 后，通过酶降解(使用2种酶，即果胶酶和纤维素酶，最终浓度为0.027%)完成提取，提取的角质层置于暗处的培养皿中，用去离子水洗涤，放置在膜上并晾干。将干燥的角质层预先切割并用熔化的石蜡固定在24孔板中。 样品收集池充满去离子水作为接收介质。

对于活性渗透研究，用标准硬水CIPAC Water D将乳油制剂(250g/L 丙硫菌唑)稀释到1wt%，取1µL 涂抹在角质层表面并室温风干。最终装置被放置在环境室(22°C，相对湿度50%)中24小时。使用HPLC-UV定量测定丙硫菌唑(初始量和24小时后通过角质层传导的量)。丙硫菌唑渗透率为池内检测到的丙硫菌唑的量与起始丙硫菌唑的量的比率乘以100，并根据在大豆叶上测量的液滴的表面积进行归一化。

图 2：活性物渗透评估方法和基于不同溶剂体系的丙硫菌唑乳油制剂渗透率的比较

使用这种自制扩散池研究了不同溶剂对丙硫菌唑通过分离角质层传导的影响。制备并测试了具有3种不同溶剂体系的250g/L丙硫菌唑的3种乳油制剂。两种配方以Rhodiasolv® ADMA 10和N-丁基-2-吡咯烷酮 (NBP) 作为溶剂，并用作对照，与使用新混合物 DV Rhodiasolv® MATCH 51 制备的配方进行比较。通过大豆叶角质层传导24小时后的丙硫菌唑的量通过HPLC进行定量。从图2可以看出，使用DV Rhodiasolv® MATCH 51混合物制备的配方在24小时后单位表面积的活性物质传导百分比最高。对于以NBP作为溶剂的制剂，观察到穿过角质层后活性物质百分比最低。同时，用Rhodiasolv® ADMA 10制成的配方比含NBP的配方传导的活性成分百分比更高，但该百分比仍低于用混合物DV Rhodiasolv® MATCH 51 制备的配方。

从传导研究中我们可以得出结论，在研究条件下，与目前商业化的Rhodiasolv® ADMA 10 和NBP溶剂相比，混合物 DV Rhodiasolv® MATCH 51 增加了丙硫菌唑通过叶角质层传导率。

结论

得益于高通量方法和建模方法的使用，安全、无毒溶剂(包括生物基溶剂，如DV Rhodiasolv® MATCH 51)的特定组合已被确定用于设计含有丙硫菌唑和其他家族杀菌剂的复杂高含量乳油。有趣的是，此类系统已证明对活性物质有高渗透功效。从法规方面来看，随着溶剂工具箱在欧洲不断缩小，以及最近对传统多功能溶剂的生殖毒性重新分类，考虑具有增溶协同作用的安全溶剂的混合方法变得更加重要。 Syensqo 坚定致力于通过提高丰富的绿色溶剂和配方助剂来支持配方设计师应对挑战。 与此同时，Syensqo 正在投资开发具有增强溶解谱的突破性新型溶剂分子。

更多详情，请联系： monique.adamy@syensqo.com； claire.darre@syensqo.com.

参考文献

[1] S&P Global, Fungicides – 2022 Market & S&P Global Market Leading Active Ingredients

[2] US9124564B2

[3] W02021197106A1, WO21152509A1

[4] https://news.agropages.com/News/NewsDetail---46207.htm