烷醇胺硫酸鹽水調節劑的製作方法

2023-05-30 16:02:06

本公開一般地涉及水調節劑，其不增加農藥的揮發性，和尤其涉及烷醇銨硫酸鹽及其在農業組合物中的用途。

背景技術：

水調節劑廣泛地用來增加農藥效力。傳統水調節劑是硫酸二銨鹽，一般稱為"AMS"。AMS的最大用途是與對水硬度非常敏感的除草劑草甘膦組合。硬水離子比如鈣、鎂、鐵等通過與草甘膦結合併由此使其無活性而降低草甘膦的效力。使用水調節劑比如AMS減少可以與草甘膦結合的硬水離子的量。

儘管AMS是廉價和有效的，已知其增加除草劑比如麥草畏和2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D)的揮發性。在許多情況下，草甘膦將在施用之前與其它除草劑比如麥草畏、2,4-D或其它合成的植物生長素除草劑在噴霧槽稀釋中組合。

揮發性是在施用除草劑至待處理的區域/植物之後發生的負面結果。具有更高揮發性的除草劑更可能從所希望的施用區域蒸發/氣化並變為空氣傳播的。然後風可以將除草劑攜帶並不期望處理的其它區域/植物。因此除草劑的揮發性是不希望的，原因在於其損害與初始除草劑施用場所相鄰的作物或其它植物的潛力。

發明概要

從而需要水調節劑，其保持除草劑效力但是不引起更易揮發的除草劑配製劑。

本公開的實施方式包括農業組合物，其含有至少一種農業活性成分和至少一種水調節劑，所述水調節劑是烷醇銨硫酸鹽。

本公開的實施方式還包括在農業配製劑中調節水並同時保持可比擬的農業活性成分的揮發性的方法，包括將至少一種水調節劑加至農業活性成分，所述農業活性成分在某些實施方式是與適中的水、硬水或很硬的水共混的，其中所述水調節劑包含至少一種烷醇銨硫酸鹽。

發明詳述

本公開的實施方式公開農業組合物，其包括至少一種農業活性成分和至少一種水調節劑，所述水調節劑是烷醇銨硫酸鹽。

本公開的實施方式包括至少一種農業活性成分。在某些實施方式中，所述農業活性成分是除草劑。在其它實施方式中，農業活性成分是植物生長素，包括但不限於合成的植物生長素除草劑。合成的植物生長素除草劑可以包括但不限於3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸(麥草畏)及其鹽，2,4-D酸及其鹽，[(4-氨基-3,5-二氯-6-氟-2-吡啶基)氧基]乙酸(氯氟吡氧乙酸)及其鹽，及其組合。

在其它實施方式中，農業活性成分可以是苯氧基除草劑比如2-甲基-4-氯苯氧基乙酸(2甲4氯)酸及其鹽，和甲基氯苯氧基丙酸(MCPP)酸及其鹽，4-(4-氯-2-甲基苯氧基)丁酸鹽/酯(2甲4氯丁酸)及其鹽及其組合。

在其它實施方式中，農業活性成分可以是吡啶羧酸比如3,5,6-三氯-2-吡啶基氧基乙酸(三氯吡氧乙酸)酸及其鹽，3,6-二氯-2-吡啶羧酸(二氯吡啶酸)酸及其鹽，4-氨基-3,5,6-三氯-2-吡啶羧酸(氨氯吡啶酸)酸及其鹽，3,7-二氯-8-喹啉羧酸(二氯喹啉酸)及其鹽，及其組合。

在其它實施方式中，農業活性成分可以是N-(膦醯基甲基)甘氨酸(草甘膦)及其鹽，4-[羥基(甲基)氧膦基]-DL-高丙氨酸(草銨膦酸(glufosinate))銨或其它鹽，及其組合。

上述農業活性成分可以單獨或彼此組合使用。術語"它的鹽"和"其鹽"是指活性成分酸的中和形式，其可以是用各種平衡離子或種類比如鈉或鉀中和的。本領域技術人員將認識到其它適當農業活性成分，以用於本公開的實施方式中。

在其它實施方式中，農業活性成分與軟水、適中的水、硬水或很硬的水共混。描述為"硬"的水富含溶解的礦物例如鈣和鎂。隨鈣和鎂含量增加，硬度變得更高。按照U.S.Geological Survey定義的水硬度如下所述：

水硬度，表示為

*按CaCO3計的水硬度(mg/L)＝2.5[Ca2+(mg/L)]+4.5[Mg2+(mg/L)]

本公開的實施方式還包括水調節劑組合物，其包括至少一種烷醇銨硫酸鹽。烷醇銨硫酸鹽包括下式I所述的硫酸鹽。

其中R1，R2，R3，R4，R5和R6各自獨立地是下式殘基：

其中R1、R2和R3中至少一個且R4、R5和R6中至少一個是式(i)、(ii)或(iii)的殘基。

適宜的烷醇銨硫酸鹽的實例也包括二(2-羥基乙基銨硫酸鹽)(又名"MEA硫酸鹽")，二(二-(2-羥基乙基)銨硫酸鹽)(又名"DEA硫酸鹽")，二(三-(2-羥基乙基)銨硫酸鹽)(又名"TEA硫酸鹽")，二(2-羥基乙氧基乙基銨硫酸鹽)，及其組合。

適用於本公開的實施方式中的烷醇銨硫酸鹽還可以包括式II所述的烷醇銨硫酸鹽。

其中M是鈉(Na)、鉀(K)或能夠帶陽離子電荷的任意其它原子或原子組，並且其中R1、R2和R3各自獨立地是下式殘基：

其中R1、R2和R3中至少一個是式(i)、(ii)或(iii)殘基。

適宜的烷醇銨硫酸鹽可以包括鉀烷醇銨硫酸鹽比如鉀羥基乙基銨硫酸鹽，鉀三(2-羥基乙基)銨硫酸鹽及其組合。

其它可能的烷醇銨硫酸鹽可以包括羥基乙基嗎啉(HEM)硫酸鹽，氨基乙基乙醇銨(AEEA)硫酸鹽，二甘醇銨(DGA)硫酸鹽，N-甲基乙醇銨硫酸鹽，N,N-二甲基乙醇銨硫酸鹽，N-甲基二乙醇銨硫酸鹽，3-羥基丙醇銨硫酸鹽，及其組合。HEM硫酸鹽，AEEA硫酸鹽和DGA硫酸鹽如下所示：

所列的烷醇銨硫酸鹽全部可以單獨或彼此組合使用。

本公開的烷醇銨硫酸鹽可以是至少一種烷醇胺和至少一種酸的反應產品。在本公開的實施方式中，烷醇胺可以是一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，二甘醇胺，氨基乙基乙醇胺，羥基乙基嗎啉，N,N-二-(3-氨基丙基)甲胺及其組合。在實施方式中，所述至少一種酸是硫酸。本領域技術人員會認識到會與烷醇胺反應形成烷醇銨硫酸鹽的其它適宜酸。在又一實施方式中，將兩種或更多種不同烷醇胺的混合物與硫酸反應。

本公開農業組合物的實施方式還可以包括一種或多種添加劑。添加劑可以包括農業噴霧助劑或槽助劑，表面活性劑(例如脂肪胺乙氧基化物)，分散劑，防飄劑，保溼劑，防凍劑，潤溼劑，粘著劑，增稠劑和消泡劑。取決於農業組合物的用途和施用，本領域技術人員藉助本公開將認識到使用其它的適當添加劑。

本文公開的水調節劑可以摻入農藥配製劑從而提供"內嵌(built in)"的水調節，或作為獨立的水調節助劑配製劑提供而不含農藥組分，或作為多功能的助劑配製劑的一部分提供而不含農藥組分。這些配製劑一般是濃縮物並且會如下使用：在施用之前簡單將希望量的濃縮物加入桶混/噴霧混合物。

本公開的農業組合物可以包括噴霧混合物或桶混。這些混合物一般是單一的或多種農業產品的組合，消費者比如農業人員會將其傾入槽中，添加水和可能的其它助劑/添加劑，混合，然後噴霧/適用于田間。這些混合物一般在待施用物質的場所附近製備。

這些水調節劑在桶混/噴霧混合物中的用量類似AMS，也即約0.05至約3.0％，按重量(基於固體)/體積(w/v)計。在其它實施方式中，使用約0.1至約2.0％w/v的水調節劑。本公開的實施方式還包括通過向農業活性成分加入至少一種水調節劑來調節水並同時保持可比擬的農業組合物的農業活性成分揮發性的方法，所述農業活性成分在某些實施方式中是與適中的水、硬水或很硬的水共混的，其中所述水調節劑包含至少一種烷醇銨硫酸鹽。"可比擬"意指農業活性成分揮發性在通過熱重分析儀(TGA)方法測試的情況下不實質上增加或降低。本公開的實施方式還包括向植物和土壤施用本文公開的農業組合物的方法。

本公開的實施方式的優勢包括：本文描述的水調節劑具有如下特質：與含銨(NH4)離子的傳統水調節劑相反，它們不顯著增加農業組合物的揮發性。

通過考慮下述實施例進一步說明本公開的實施方式，所述實施例期望是本公開的示例。

實施例

實施例1：製備一乙醇胺(MEA)硫酸鹽水調節劑。

將208克MEA置於1升金屬燒杯中，並置於水-冰浴中。用高架攪拌器，將350克的50％硫酸水溶液緩慢加入，保持混合物溫度低於60℃。結果是MEA硫酸鹽的黃色溶液，在水中為69％，具有6.45的pH。

全部其它烷醇銨硫酸鹽水調節劑的製備都通過相似程序完成。含有一價金屬陽離子和烷醇銨離子的混合鹽比如鉀2-羥基乙基銨硫酸鹽也通過相似程序容易地製備。在該情況下，金屬陽離子與烷醇銨離子的摩爾比能夠在0.1:1.0至1.0:0.1之間變化。

實施例2：製備混合的烷醇銨硫酸鹽水調節劑。

在冰浴中，將1摩爾(98克)硫酸仔細地加入在玻璃燒杯中的冰水(98克)中，加以連續的溫和攪拌。在該混合物溫度降至10℃時，隨攪拌將三乙醇胺(74.5克，0.5摩爾)仔細地加入。隨後，隨攪拌將一乙醇胺(30.5克，0.5摩爾)仔細地加入。於1％濃度在去離子水中測量的溶液pH是6.0。

實施例3：比較植物生長素除草劑揮發性的增加，採用各種水調節劑。

在各種水調節劑中比較植物生長素除草劑揮發性的增加完成如下：製備水、除草劑(麥草畏二甘醇胺(DGA)鹽，在該情況下)和水調節劑的混合物。溶液濃度模擬真實農業田間使用濃度。在用熱重分析(TGA)完成的該試驗中，將對照(單獨的麥草畏-DGA)與麥草畏-DGA+水調節劑進行比較。表1結果顯示：與含有簡單銨離子的傳統水調節劑AMS相比，本公開的烷醇銨硫酸鹽水調節劑有效地抑制麥草畏的揮發性。另外，表1的TGA結果顯示：二(異丙基銨)硫酸鹽(表中的IPA硫酸鹽)代表的烷基銨硫酸鹽與AMS行為類似並且導致麥草畏揮發性的增加。具有烷醇銨硫酸鹽的農業組合物展示優選的揮發性特徵。

表1：麥草畏+水調節劑的TGA比較

實施例4.與草甘膦除草劑溶液的相容性。

製備混合物，其是含1000ppm鈣的950克水，30克的實施例1的MEA硫酸鹽溶液，和20克ROUNDUPMAX除草劑(The Scotts Company LLC of Marysville，Ohio)的混合物。結果是澄清、均勻的溶液，展示新的水調節劑在物理上和化學上與含草甘膦的配製劑相容。

實施例5.水調節效果，採用草甘膦。

進行田間試驗以比較除草劑草甘膦(用蒸餾水或含1000ppm(鈣+鎂)的水稀釋至小於其標記用量)的效力，含或不含本公開水調節劑。在該試驗中，將含草甘膦的噴霧施用至亞麻，莧菜紅，向日葵和玉米。該田間試驗中所用的草甘膦是HT除草劑並且其噴霧施用率保持恆定於9.6fl oz/a。非離子表面活性劑(活化劑90表面活性劑)也以0.5％v/v的恆定噴霧施用率與除草劑施用。最終，本公開水調節劑當存在時以0.75％v/v和1.0％v/v噴霧施用量施用。在整個田間各個位置分區的亞麻、莧菜紅、向日葵和玉米得以噴霧處理，並且在處理之後、在特定的天數視覺評價損傷，等級為0至100％，其中0代表"無"損傷和100％代表"完全"損傷或死亡。在該試驗期間測試的水調節劑包括：

硫酸鹽1＝一乙醇胺硫酸鹽(70％水溶液)；

硫酸鹽2＝三乙醇胺硫酸鹽(70％水溶液)；和

硫酸鹽3＝混合的硫酸鉀和一乙醇胺硫酸鹽(25％水溶液)。

結果提供如下：

表2：％亞麻防治

表2A：％亞麻防治

表3：％莧菜紅防治

表3A：％莧菜紅防治

表4：％向日葵防治

表4A：％向日葵防治

表5：％玉米防治

表5A：％玉米防治

結果展示的是，將本發明水調節劑加入草甘膦/非離子表面活性劑噴霧混合物，與草甘膦/非離子表面活性劑噴霧混合物對照相比，顯著改善％全部測試植物的防治。這指出本發明水調節劑在噴霧混合物中保持農業活性成分效力並且同時降低/阻止其揮發性的能力。

本領域技術人員將理解本文描述的發明能夠進行變化和修飾，而不同於特別描述的那些。應理解本發明包括落入其主旨和範圍的全部上述變化和修飾。本發明也包括在該說明書中單獨或集體提及或指出的全部步驟、特徵、組合物和化合物，和所述步驟或特徵中任意兩種或更多種的任意各種組合。