壳聚糖与三种农药偶合物的制备及协同效果研究

发布时间：2019-10-23 02:36

【摘要】：在现代农业生产过程中,由于高毒农药长期大量使用,使得农药残留带来的食品安全问题越来越严重。新型的绿色无毒、高效低残留的生物农药的研发成为了一个全球性的课题。我国是海洋生物资源非常丰富的国家,以虾蟹壳为原料制备的壳聚糖作为一类无毒无害可降解和生物相容性好的海洋生物多糖,具有抑制植物病原真菌、诱导农作物抗病和促生长等多种作用,被广泛应用于农业生产。利用壳聚糖对现代农药进行修饰,可以得到一类具有协同作用的新型壳聚糖农药偶合物,提高药效,降低毒副作用,为农药创制提供新的思路。本文就是在以上思路的指导下,在壳聚糖的分子结构基础上,通过接枝共聚等化学手段,将阿维菌素、恶霉灵和嘧霉胺三种农药接枝到壳聚糖的分子上,制备得到一系列壳聚糖与农药的偶合物。通过红外光谱、核磁氢谱、元素分析、X射线衍射和高效液相色谱对壳聚糖偶合物进行了结构表征,研究了壳聚糖与它们的协同增效作用及影响因素。主要研究结果如下:1.通过N,N-环己基二亚胺/4-甲氨基吡啶(DCC/DMAP)脱水体系反应制备了一系列壳聚糖与阿维菌素的偶合物。实验结果表明,偶合物对粘虫、苜蓿蚜、褐飞虱和朱砂叶螨均显示了较好的杀虫活性,同时偶合物的光稳定性相比阿维菌素原药有明显提升,证明壳聚糖与阿维菌素表现出了协同作用。通过分析影响协同作用因素发现,双位点羧甲基化的壳聚糖、高分子量的壳聚糖对于阿维菌素的协同效果更加明显;琥珀酰化壳聚糖对阿维菌素的协同效果高于马来酰化壳聚糖。2.通过以氯乙酰氯、3-氯丙酰氯和4-(氯甲基)氯甲酰氯三种酰氯为连接物,将恶霉灵分子整体连接到壳聚糖骨架中,制备了一系列壳聚糖与恶霉灵的偶合物。偶合物对立枯丝核菌、玉蜀黍赤霉、苹果炭疽病菌、水稻纹枯病菌等4株植物病原菌具有较好的抑菌活性。壳聚糖和恶霉灵表现出了较好的协同作用,并且偶合物的接枝率越高、空间位阻越小,壳聚糖与恶霉灵两者的协同效果越好。3.将嘧霉胺通过定位接枝到了壳聚糖骨架中,制备了一系列壳聚糖与嘧霉胺的偶合物。抑菌试验显示偶合物对立枯丝核菌、玉蜀黍赤霉、苹果炭疽病菌3株真菌具有较好的抑制活性,说明壳聚糖与嘧霉胺表现出了协同效果,而且接枝率和空间位阻是影响壳聚糖与嘧霉胺偶合物的协同增效作用的主要因素。本论文首次制备了壳聚糖与阿维菌素、恶霉灵和嘧霉胺三种农药的偶合物,并对壳聚糖与三种农药偶合物的协同作用进行了系统研究,发现壳聚糖可以与阿维菌素、恶霉灵和嘧霉胺三类农药产生协同作用,从而通过提高农药的活性和改善理化性质来降低化学农药的使用量和提高农药的稳定性,因而使解决目前化学农药带来的环境问题和食品安全问题成为可能。这类具有协同效果的壳聚糖与农药偶合物为新型高效、低毒、低残留的绿色农药的开发提供了一条新的途径,具有巨大的应用潜力。
【图文】：

壳聚糖,甲壳素,化学结构

甲壳素与壳聚糖的化学结构

农药,制剂,发展过程

图 1.2 农药的分类Fig 1.2 Classification of the pesticides农药从 1860 年发明至今，，经历了漫长的发展过程。近几年农药的基本情况如表 1.1 所示。1971 年至今，现代农药得到了长足的发展，各种新型农药制剂被
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O636.1;TQ450.1

【参考文献】