农药多晶型的研究进展.docx
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1、多晶型的概念在1965年由MCCrone首先提出,是指相同的化学物质由于内部原子或分子构象或者排列方式的不同使得晶体结构存在差异。多晶型又可分为构型多晶型、构象多晶型等。对于溶剂化物和水合物,因不严格遵循多晶型的定义,也被称为假多晶型。具有不同晶体结构的化学物质在溶解度、溶出速率、熔点、密度、硬度、晶体形状以及生物利用度等性质上存在差异。目前,多晶型的相关研究工作大都集中在发掘各种药物的多晶型。一种更优的晶型可以显著提高药物质量、药物疗效或者生物利用度。然而,对农药的多晶型的研究则并未受到足够的重视。目前,农药对环境的影响越来越受到人们的关注。随着环境保护压力持续升高、各地监管不断增强,研发更
2、加高效、绿色、环保的农药成为当前研究的热点。寻找到更加优良的农药晶型对于提高药效、提高利用率、减少使用量以及减小对环境的不良影响有着重要的作用。此外,对于农药新晶型的研发也能为企业带来丰厚利润。发掘农药新晶型一方面可以延长原研企业的专利保护时间以期获取更大利益,另一方面也为仿制药开发新晶型以避开专利限制提供了途径。01、不同晶型对农药的影响1.1 不同晶型对药效的影响由于晶体结构的不同,不同晶型之间的稳定性存在差异。由此可将晶型分为稳定型、亚稳定型、不稳定型3类。一般来说,稳定型有着更高的熔点、更低的溶解度和更慢的溶解速度;不稳定型则与之相反,但容易转变为其他晶型,造成药物药效的改变;亚稳定型
3、则介于两者之间,且室温下比较稳定。选择热力学最稳定的晶型可以保证后期的制备和储运中不发生转晶现象。但是稳定型往往药效较差,所以在找寻优势晶型时,应当综合考虑各种因素。滴滴涕,即DDT,是一种有机氯农药,也是世界上第一个人工合成的农药。因其价格便宜、生产简单,滴滴涕被广泛用于农林杀虫及疟疾的控制,后因对环境的巨大危害而被广泛禁用。Yang等通过蒸发结晶的方法制得了农药滴滴涕的另外一种晶型(晶型II),并使用果蝇(DrOSoPhi1ame1anogaster)研究了2种不同晶型(晶型I与晶型II)的杀伤力,不同晶型制备的制剂被用来杀灭果蝇,果蝇发生过度活跃症状的时间被记录以比较2种晶型的杀伤力。结
4、果表明,晶型II的杀伤力相比于晶型【提高了约23%o此外,研究还发现晶型II的热力学稳定性低于晶型I。Yang等在上述研究的基础上开展了新的研究并提出:对于接触性杀虫剂来说,同种农药不同晶型的杀伤力取决于晶型的热力学稳定性。当一种晶型的稳定性越差,它会更快地发挥药效因而具有更强的杀伤力。农药林丹(Iindane)的2种新晶型(晶型II与晶型III)被用来论证了假设。林丹也是一种曾被广泛使用的杀虫剂,是六氯环己烷的Y异构体。林丹不同晶型室温下的稳定性顺序为晶型I晶型晶型III。果蝇被用来比较各种不同晶型制剂之间的杀伤力,试验中使用各种不同晶型的粉末作用于果蝇,并记录果蝇的击倒时间。试验结果表明,
5、3种晶型的致死率顺序为晶型I晶型II,晶型I,与热力学稳定性顺序相反,且晶型HI的杀伤力至少是晶型I的3倍(见图1)o图1晶型I、晶型和晶型In的35g粉末作用下果蝇击倒时间比较显示了各晶型相应的平均击倒时间和击倒中时(KT50)Cheng等采用冷却结晶法制得S-荀虫威的一种新晶型A,并首次获得了其单晶结构;采用熔融法制备得到其无定型形式。玮虫威(indoxacarb)属嗯二嗪类化合物,目前商用的产品是S-荀虫威与R-荀虫威2种异构体的混合物,但只有S-荀虫威具有杀虫活性。使用制备的S-苛虫威晶型A和无定型,分别配制了与市售产品15%荀虫威悬浮剂Vatar,有效成分为m(S-玮虫威):m(R-
6、苛虫威)=3:1相同的剂型SC-I和SC-2。使用小菜蛾(P1ute11aXy11oste11a)检测3种制剂的杀虫活性,卓、裕U原田辂SC-1:15%S-indoxacarhpo1ymorphASC.SC-2:15%5-indoxacarbarmorphousformSC.图2S-荀虫威不同制剂对小菜蛾的杀虫活性毗虫I麻(imidac1oprid)是一种新烟碱类杀虫剂,它被广泛用于农业生产。然而,目前毗虫咻的广泛使用被认为与昆虫生物的减少有关,尤其是与传粉媒介(如蜂群)的减少有关。ZhU等发现了毗虫咻的另外7种不同于现在广泛使用的2种商用晶型(晶型I与晶型)的新晶型(晶型InTX)(见图3)
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