本發(fā)明屬于醫(yī)藥結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及吡唑醚菌酯晶型及制備方法。
背景技術(shù):
吡唑醚菌酯(Pyraclostrobin),又名唑菌胺酯,N-甲氧基-N-2-[l-(4-氯代苯基)-3-吡唑氧基甲基]苯基氨基甲酸甲酯,分子式C19H18ClN3O4,分子量為387.82,化學結(jié)構(gòu)式為:
吡唑醚菌酯是由德國巴斯夫(BASF)公司最早研制合成的甲氧基丙烯酸酯類(Strobilurin)殺菌劑,用于防治植物病原性真菌。它是通過抑制真菌線粒體的呼吸作用,來達到殺菌效果。通過作用于細胞色素b的Qo-中心,阻斷了電子從細胞色素b到細胞色素c1的轉(zhuǎn)移,從而阻礙了ATP的生成。吡唑醚菌酯的低度性、高效性和廣譜性是其他類殺菌劑所不具備的。2011年全球的銷售額達到了7.9億美元,位居甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑市場的第二位。2004~2013年間,其復合年增長率高達13.61%,是此期間全球作物農(nóng)藥市場6.51%復合年增長率的兩倍有余。
2009年經(jīng)巴斯夫公司同意,孟山都公司將吡唑醚菌酯用作種子處理劑。2013年3月31日,250g/L吡唑醚菌酯EC在我國獲得了玉米上“植物健康作用”的正式登記。吡唑醚菌酯不僅具有廣譜的殺菌活性,而且還是一個植物保健品,是美國環(huán)保署、歐盟和中國就植物健康作用登記的第一個產(chǎn)品,是“有病治病,無病健體”新理念的典范,因此即將成為科研和市場關(guān)注的熱點和焦點。
目前吡唑醚菌酯都是以鄰硝基甲苯為起始原料,通過先縮合法或后縮合法與1-(4-鹵代苯基)-3-吡唑醇進行縮合反應得到。因為最后階段直接得到的產(chǎn)品為棕紅色油狀物質(zhì),需進行進一步的結(jié)晶工藝才能得到性質(zhì)穩(wěn)定的市售吡唑醚菌酯。
專利CN 101203136A公開了吡唑醚菌酯的四種晶型。提出了在完全水溶性有機溶劑和水混合物作為溶劑進行冷卻結(jié)晶或水做反溶劑溶析結(jié)晶制備吡唑醚菌酯晶體IV,并成為吡唑醚菌酯的最穩(wěn)定的晶型。晶型I通常通過冷卻純度至少為95%的吡唑醚菌酯的熔融物制備。晶型II的制備方法和晶型IV類似,但結(jié)晶過程持續(xù)時間較晶型IV短。而晶型III則和晶型I的制備類似,通過將熔融物在室溫下維持較長時間制備得到。該專利還提出運用晶型II或晶型IV與合適的液相和載體結(jié)合制備含水懸浮濃縮物用于作物保護。專利CN 1025955879B中將吡唑醚菌酯和4-羥基苯甲酸制備成結(jié)晶配合物(摩爾比2∶1~1∶1),與單獨的該農(nóng)藥相比,熔點有顯著的提高,更有利于懸浮濃縮物、乳液濃縮物以及顆粒狀的配制劑的生產(chǎn)。而專利CN 104365590 A中發(fā)明了一種連續(xù)制備吡唑醚菌酯懸浮劑的方法,得到的產(chǎn)品原料利用率高、性能好、成本低。
綜上所述,吡唑醚菌酯由于其具有優(yōu)異的殺菌活性和促植物生長的保健作用使其得到了廣泛的關(guān)注和應用。在已經(jīng)開發(fā)的晶型中,晶型I和晶型III都運用熔融結(jié)晶的方法,由于熔融結(jié)晶生產(chǎn)周期長,操作條件控制較為困難,且得到的晶體結(jié)晶度較低,故不適用于工業(yè)生產(chǎn);晶型II是晶型IV的亞穩(wěn)態(tài),晶型II的不穩(wěn)定性也決定了其不適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn),而在晶型IV的產(chǎn)品中,也常伴隨晶型II的存在,使純度降低。并且就現(xiàn)在獲得的晶型而言,顆粒度往往較小,流動性差,不利于農(nóng)藥配制劑的加工。
因此,有必要發(fā)明一種晶型唯一,穩(wěn)定性好,結(jié)晶度高,粒度大、流動性好,水溶性好的吡唑醚菌酯晶型,并縮短制備周期,使其更好地應用于工業(yè)生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明公開了一種吡唑醚菌酯新晶型及制備方法,制備得到的吡唑醚菌酯晶體晶型唯一,穩(wěn)定性和水溶性好,結(jié)晶度高,粒度大、流動性好,制備周期短,可將該晶型應用于農(nóng)藥生產(chǎn)中配制劑的制備。
本發(fā)明公開的一種吡唑醚菌酯新晶型,其X-射線粉末衍射圖譜以衍射角2θ表示在9.3±0.1、14.5±0.1、14.7±0.1、15.0±0.1、18.0±0.1、18.4±0.1、18.7±0.1、22.2±0.1、22.6±0.1、24.8±0.1和25.8±0.1度處有特征峰,見附圖1。
本發(fā)明所述的吡唑醚菌酯新晶型,其X-射線粉末衍射圖譜以晶面間距d表示在9.48±0.01、6.09±0.01、6.01±0.01、5.90±0.01、4.92±0.01、4.82±0.01、4.74±0.01、4.00±0.01、3.93±0.01、3.59±0.01和3.45±0.01處有特征峰。
本發(fā)明所述的吡唑醚菌酯晶體,其差式掃描量熱DSC圖譜在64.3±3℃有特征吸熱峰,為晶體的熔點,見附圖2。
本發(fā)明所述的吡唑醚菌酯新晶型的制備方法,包括下列方法,但不僅限于以下方法:將吡唑醚菌酯溶解在有機溶劑中,形成澄清溶液,溶液濃度為0.001~0.1g/mL,在30~50℃下蒸發(fā)結(jié)晶,蒸發(fā)至溶液剩余體積為溶液初始體積的50%~80%時停止蒸發(fā),然后進行冷卻結(jié)晶,將物料溫度降溫至-5~5℃,并維持0.5~2hr,晶漿經(jīng)過濾、洗滌、干燥,得到所述的吡唑醚菌酯晶型。
所述的有機溶劑選自A類溶劑,或A類溶劑和B類溶劑的混合溶劑。其中A類溶劑選自環(huán)己烷、正己烷或正辛烷中的一種或幾種的混合溶劑;B類溶劑選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙腈、乙酸、丙酮、二氯甲烷、甲基叔丁基醚或乙酸乙酯中的一種溶劑,A類溶劑和B類溶劑的混合溶劑中,A類溶劑所占的體積分數(shù)≥50%。
所述的方法中,溶液蒸發(fā)至溶液剩余體積為溶液初始體積的85%~95%時加入晶種,晶種的加入量為初始吡唑醚菌酯質(zhì)量的5%~10%。
所述的方法中,蒸發(fā)結(jié)晶的操作時間為2~6hr。
所述的方法中,冷卻結(jié)晶的降溫速率為5~10min/℃。
所述的洗滌液選自結(jié)晶使用的A類溶劑、水或其混合物。
所述的干燥在10~40℃下進行,干燥時間為2~8hr。
本發(fā)明是將吡唑醚菌酯粗品溶解在有機溶劑中,然后進行蒸發(fā)結(jié)晶,使溶液達到飽和,析出晶體,冷卻結(jié)晶可以進一步降低產(chǎn)品在溶劑中的溶解度,增大產(chǎn)品的收率。產(chǎn)品成核生長是溶劑的蒸發(fā)和溫度的降低形成的。結(jié)晶成核、生長的推動力是過飽和度(Δc=c-c*=濃度-平衡濃度或溶解度),由溶劑的蒸發(fā)和溫度的降低產(chǎn)生。過快的蒸發(fā)或降溫速率,使過飽和度增長越快,易爆發(fā)成核或成油,產(chǎn)品粘度較大,干燥較為困難,晶體純度差。本發(fā)明依據(jù)其溶解度曲線變化規(guī)律,使得過飽和度始終處于均一水平,創(chuàng)造有利于結(jié)晶成核、生長的物理化學平穩(wěn)環(huán)境,以保證高過程收率和良好的穩(wěn)定性。
本發(fā)明方法相比于其它晶型工藝,晶體純度高,條件溫和,重復性好,操作周期短。結(jié)晶過程收率為92%~95%,產(chǎn)品HPLC檢測純度99.9%。晶體呈白色,棒狀,表面光潔且邊緣規(guī)則,產(chǎn)品無聚結(jié),粒度為150~200μm,如附圖3所示。所述的吡唑醚菌酯晶體,20℃下水中的溶解度為0.000212g/100ml水,晶型Ⅳ是0.000198g/100ml水,溶解度提高7.07%。晶體晶型唯一,穩(wěn)定性和水溶性好,結(jié)晶度高,粒度大、流動性好,制備周期短。
下表將專利CN 101203136A中的四種晶型和本發(fā)明中的晶型進行對比。
表中XRD圖譜以晶面間距d表示。根據(jù)布拉格方程nλ=2dsinθ,將XRD圖譜以衍射角2θ表示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以晶面間距d表示的數(shù)據(jù)。
由表可以看出,本發(fā)明中通過蒸發(fā)和冷卻方法得到的新晶型,XRD衍射峰和已開發(fā)的四種晶型相比有明顯不同;新晶型的熔點介于晶型Ⅲ和晶型Ⅳ之間;新晶型20℃下水中的溶解度為0.000212g/100ml水,晶型Ⅳ是0.000198g/100ml水,溶解度提高7.07%,可有效增強該藥物的生物利用度。
由于吡唑醚菌酯較易進行水解和光解,故對本發(fā)明所述吡唑醚菌酯晶型的穩(wěn)定性進行考察,對所述吡唑醚菌酯晶型的穩(wěn)定性進行考察,將所屬的吡唑醚菌酯晶型產(chǎn)品分別置于25℃、RH75%;30℃、RH75%及40℃、RH75%的條件下進行加速試驗,分別于1,2,3,6個月取樣,考察其外觀色澤、產(chǎn)品純度及晶型轉(zhuǎn)化等方面的變化。具體XRD圖譜見圖4所示,下表結(jié)果顯示吡唑醚菌酯的晶型未發(fā)生轉(zhuǎn)變。
由表中的加速實驗可知,本發(fā)明制備的吡唑醚菌酯晶體在加速條件下,其外觀色澤及晶型均無變化。圖4和上表均表明本發(fā)明產(chǎn)品的穩(wěn)定性良好。
本發(fā)明得到的吡唑醚菌酯晶體晶型唯一,穩(wěn)定性和水溶性好,結(jié)晶度高,粒度大、流動性好,制備周期短,可將該晶型用于農(nóng)藥配制劑的制備。
附圖說明
圖1本發(fā)明吡唑醚菌酯晶型的X-射線衍射圖。
圖2本發(fā)明吡唑醚菌酯晶型的差式掃描量熱DSC圖。
圖3本發(fā)明吡唑醚菌酯晶型顯微鏡照片。
圖4本發(fā)明吡唑醚菌酯晶型的穩(wěn)定性試驗圖譜比較,其中從下到上依此為0天、30天、60天、90天和180天的XRD譜圖。
具體實施方式
以下為所述吡唑醚菌酯晶型的具體實施方式實例。
實施例1
稱量2g吡唑醚菌酯,加入200ml環(huán)己烷在50℃溶清,在50℃下蒸發(fā)4hr,至溶液剩余體積為溶液初始體積的60%,然后將物料以8min/℃的降溫速率降溫至5℃,并在5℃下維持1hr;過濾洗滌,在10℃下干燥3hr,得到1.85g固體;收率為92.5%,HPLC檢測純度為99.9%,產(chǎn)品的粉末X-射線衍射圖譜與圖1一致,DSC圖譜如圖2所示。
實施例2
稱量0.2g吡唑醚菌酯,加入200ml正己烷在45℃溶清,在45℃下蒸發(fā)3hr至溶液剩余體積為溶液初始體積的50%,然后將物料以5min/℃的降溫速率降溫至0℃,并在0℃下維持1hr;過濾洗滌,在40℃下干燥2hr,得到0.186g固體;收率為93%,HPLC檢測純度99.9%。產(chǎn)品的粉末X-射線衍射圖譜在9.34、14.56、14.74、15.02、18.04、18.42、18.64、22.40、22.64、24.80、25.84度處有特征峰,DSC顯示其熔點為64.2℃。
實施例3
稱量200g吡唑醚菌酯,加入2023ml正己烷和453ml二氯甲烷在30℃溶清,在30℃下蒸發(fā)6hr,至溶液剩余體積為溶液初始體積的80%,然后將物料以10min/℃的降溫速率降溫至-5℃,并在-5℃下維持2hr;過濾洗滌,在30℃下干燥8hr,得到189.2g固體;收率為94.6%,HPLC檢測純度99.9%。產(chǎn)品的粉末X-射線衍射圖譜在9.30、14.52、14.70、14.98、18.00、18.38、18.60、22.36、22.60、24.76、25.80度處有特征峰,DSC顯示其熔點為64.6℃。
實施例4
稱量0.2g吡唑醚菌酯,加入200ml正己烷在45℃溶清,在45℃下蒸發(fā)至溶液剩余體積為溶液初始體積的95%,加入0.02g的晶種,繼續(xù)在45℃下蒸發(fā)1.5hr,至溶液剩余體積為溶液初始體積的60%,然后將物料以6min/℃的降溫速率降溫至-5℃,并在-5℃下維持1hr;過濾洗滌,在30℃下干燥2hr得到0.204g固體;收率為92.7%,HPLC檢測純度為99.9%,產(chǎn)品的粉末X-射線衍射圖譜在9.22、14.44、14.62、14.90、17.92、18.30、18.62、22.10、22.52、24.70、25.72度處有特征峰,DSC顯示其熔點為64.5℃。
實施例5
稱量30g吡唑醚菌酯,加入900ml正己烷和400ml乙醇在45℃溶清,在45℃下蒸發(fā)至溶液剩余體積為溶液初始體積的85%,加入1.5g晶種,繼續(xù)在45℃下蒸發(fā)4hr,至溶液剩余體積為溶液初始體積的60%,然后將物料以5min/℃的降溫速率降溫至-5℃,并在-5℃下維持1.5hr;過濾洗滌,在40℃下干燥4hr,得到29.01g固體;收率為92.1%,HPLC檢測純度為99.9%,產(chǎn)品的粉末X-射線衍射圖譜在9.32、14.54、14.72、15.00、18.02、18.40、18.72、22.20、22.62、24.80、25.82度處有特征峰,DSC顯示其熔點為64.5℃。
實施例6
稱量1.2g吡唑醚菌酯,加入100ml正己烷和100ml環(huán)己烷在50℃溶清,在50℃下蒸發(fā)至溶液剩余體積為溶液初始體積的90%,加入0.1g的晶種,繼續(xù)在50℃下蒸發(fā)1.5hr,至溶液剩余體積為溶液初始體積的50%,然后將物料以6min/℃的降溫速率降溫至-5℃,并在-5℃下維持1.5hr;過濾洗滌,在30℃下干燥1.5hr,得到1.21g固體;收率為93.3%,HPLC檢測純度為99.9%,產(chǎn)品的粉末X-射線衍射圖譜在9.31、14.51、14.71、15.01、18.01、18.41、18.71、22.21、22.61、24.81、25.81度處有特征峰,DSC顯示其熔點為64.3℃。
本發(fā)明公開和提出吡唑醚菌酯新晶型及制備方法,本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過借鑒本文內(nèi)容,適當改變原料、工藝參數(shù)等環(huán)節(jié)實現(xiàn)。本發(fā)明的方法與產(chǎn)品已通過較佳實施例子進行了描述,相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和產(chǎn)品進行改動或適當變更與組合,來實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是,所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的,他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。