Способ получения микрокапсул Советский патент 1991 года по МПК B01J13/02 

см

Изобретение относится к технологии получения микрокапсул, содержащих активно действующие вещества, способные воздействовать на окружающую среду. Изобретение позволяет изменять продолжительность пролонгирования микрокагн VIT т счет того, что последние получают приготовлением эмульсии масло в при смешивании со скоростью 500 об/пин при 50°С органической и водной Лаз. Органическая фаза содержит 2,51% от общей массы эмульсии биологически активного вещества в качестве материала ядра и органический растворитель. Водная фаза включает 4,02% от общей МАССЫ эмульсии коллрида - желатина и смолы акации при их равном соотношении, 0,4% от общей массы эмульсии вторичного окти- лового спирта, 5,0-16,25% от массы коллоида водонерастворимой этилокси- этилцеллюлозы и смесь анионного поверхностно-активного вещества на основе алкиларилсульфоната с неионо- генным - на основе продукта конденсации окиси этилена с гидроксилсо- держащим сложным полиэфиром. Понижают рН реакционной среды до 4,2-4,4 и температуру до 20°С в течение 1 ч, сохраняя ту же скорость перемешивания . Затем OCYIH -ствтяют сшивку оболочки последовательной обработкой полученных микрокапсул 25%-ным раствором глутарппого альдегида в течение 1 ч и воцным раствором танина в течение 3 ч при перемешивании с той же скоростью. , 1пя получения суспензии микрокапсул добавляют 11,95% от массы тмульсии хлористого кальция и 1% водорастворимой этил- гидроксиэтилцеллюлозы. Для получения порошка добавляют 11,1/-11,65% талька с медленным перемешиванием при 20°С. 6 табл. (С (Л с& СЛ ел ГчЭ со ЦЬ

Изобретешь относится к технологии получения микрокапсул, содержащих активно леипдующее вещество, способное воздействовать на окружающую среду.

Цель изобретения - изменение продолжительности пролонгирования.

Пример 1. Приготовление водной суспензии микрокапсул слабой пористости, содержащей (S) рЈ-циано 3- феноксибензиловый эфир 1 R, цис-2,2- диметнл 3-(2,2-дибромвинил) циклопро- пан-1-карбоновой кислоты или декамет- рин (продукт А).

Перемешивают со скоростью 500 об/мин при 50°С 20 г желатина и 20 г смолы акации в 760 мл обессоленной воды в присутствии 0,5 г вторичного октанола. Получают первый раствор (I) .

Готовят второй раствор (II), перемешивая со скоростью 500 об/мин при 50°С /15 г соединения А, 46,4 г ксилола, 96,6 г диметилфталата, 4,0 г вторичного октанола, 6,5 г водоне- растворимой этилгидроксиэтилцеллюло- зы (ВНЕС) (16,25% от общей массы жела тина и смолы акации), 0,8 г анионного поверхностно-активного вещества на основе алкиларилсульфоната - галорила ЕМ 520 и 0,2 г галорила ЕМ 60 - продукта конденсации окиси этилена с гид- роксилсодержащим сложным полиэфиром.

Готовят эмульсию масло в воде, медленно вводят раствор II в раствор I при скорости перемешивания 500 об/мин и 50 °С.

j

Полученная эмульсия содержит таким образом 2,51 мас.% соединения А и 4,02 мас.% коллоида - желатина и смолы акации.

Когда эмульсия масло в воде получена, доводят рН реакционной среды до 4,2-4,4 прибавлением 10%-ного раствора уксусной кислоты, а затем медленно понижают в течение около 1 ч температуру до 20°С.

Затем прибавляют при перемешивании (500 об/мин) 5 мл 25%-ной раствора глутарового альдегида. Потом, также при перемешивании со скоростью 500 об/мин по истечении около 1 ч прибавляют 10 г 15%-ного водного раствора танина.

Реакционную смесь при перемешивании со скоростью 500 об/мин выдерживают при комнатной температуре 3 ч (приблизительно) . Таким образом получают микрокапсулы со сшитой структурой, диаметр которых равен не менее 30 мкм

К полученной эмульсии сшитых микрокапсул последовательно прибавляют 1 г

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вторичного октанола, 119 г хлористого кальция (маленькими фракциями, или 11,95 мас.% от массы эмульсии микрокапсул), 10 г водорастворимой этилгид- роксиэтилцеллюлозы (или 1 мас.% от массы эмульсии микрокапсул), 12 г Галорил ЕМ 42 и 0,04 г Родамин В, а затем продолжают перемешивание около 3 .ч и пропускают полученную суспензию через решето. Эта суспензия содержит 98,1% исходного активного начала.

П р и м е р 2 (сравнительный). Приготовление водной суспензии микрокапсул с сильной пористостью, содержащих соединение А.

Способ осуществляют по примеру 1, употребляя те же количества компонентов, но без использования водоне- растворимой этилгидроксиэтилцеллюлоэы в растворе fl, получают суспензию микрокапсул, которые обладают повышенной пористостью. Эта суспензия содержит 98,7% исходного активного начала.

П р и м е р 3. Приготовление порошка на основе микрокапсул.

Микрокапсулы, полученные по примерам 1 и 2, могут быть также выделены в виде порошка. Для того, чтобы получить такой порошок, при перемешивании со скоростью 500 об/мин прибавляют к общей реакционной смеси, полученной после образования сшитой структуры коацервата примера 1 или 2, 110 г (или 11,05 мас.% от массы эмульсии микрокапсул) талька, поддерживают перемешивание еще около 15 мин, пропускают суспензию через сито, отсасывают микрокапсулы и сушат.

Полученный порошок может быть затем кондиционирован обычными способами, например, в виде приманок.

П р и м е р 4. Получение порошка на основе микрокапсул, содержащих вирус Heliothis Nuclear Polyhedrosis.

При перемешивании со скоростью 500 об/мин при 50°с приготовляют первый раствор из 20 г желатина и 20 г смолы акации в 760 мл обессоленной воды.

Готовят второй раствор (II) при перемешивании со скоростью 500 об/мин при исходя из 25 г порошка вируса Heliothis Nuclear Polyhedrosis, 46,4 г ксилола, 96,6 г диметилфталата, 0,8 г Галорила ЕМ 520 и 0,2 г Галорила ЕМ 60.

Приготавливают эмульсию масло в воде, медленно вводя раствор II в раствор I при перемешивании (500 об/мин, 50° с).

После получения эмульсии масло в воде устанавливают рН реакционной среды 4,2 - 4,4 добавлением 10%-ного раствора уксусной кислоты, а затем меддтнно в течение около 1 ч снижают температуру до 20°С.

Затем при скорости перемешивания 500 об/мин прибавляют 5 мл 25%-ного раствора глутарового альдегида. По истечении около 1 ч при постоянном перемешивании со скоростью 500 об/мин прибавляют 10 г 15%-ного водного раствора танина. Реакционную смесь выдерживают при перемешивании со скоростью 500 об/мин при комнатной температуре в течение 3 ч (приблизительно). Таким образом получают сшитые микрокапсулы, диаметр которых ра- вен 30 jti (максимум) .

10

ровальной бумаги. В качестве конт- Ьоля помещают эквивалентное количество немикроннкапсулированного нафталина. Изучение ведется в темноте, при и средней относительной влажности 60%, в потоке воздуха со скоростью в 143 м3/ч.

Определение сублимата нафталина ведется на аппарате хроматографии в паровой фазе и после 24 ч, 7 и 28 дн

Нафталин, который не микроинкапсу- лирован, оказался совершенно сублимированным после

ч, тогда как микро15 капсулы проб А,В и С дали потерн нафталина в зависимости от времени и количества органорастворимой этилгидро- ксиэтилцеллюлозы (КНКС), находящейся. в стенках микрокапсул (см. табл. 2). 20 На основании этих проо можно установить, что разница пористости микрокапсул зависит от концентрации ЕНЕС в стенках.

Итак, изменяя концентрацию органоПосле образования сшитых микрокап- 25 растворимой этилгидроксиэтилцеллюлосул прибавляют при перемеиотвании со скоростью 500 об/мин в общую реакционную смесь, полученную после образования сшитой структуры коацервата,

зы, находящейся в микрокапсула но контролировать пористость с микрокапсулы в зависимости от ды инкапсулируемого активного

110 г талька (или 11,17% от массы сус- 30 ства и от целей употребления.

пензии микрокапсул), выдерживают перемешивание в течение 15 мин (приблизительно) пропускают суспензию через решето, отсасывают микрокапсулы и сушат их.

Полученный мороюок может быть затем кондиционирован обычными способами, например, в виде приманки.

Предлагаемый способ обеспечивает микроинкапсупиро вание вируса без его уничтожения.

Примерз. Изучение пористости микрокапсул, полученных по предлагаемому способу.

Для изучения пористости микрокапсул приготовляют их по способу, описанному в примерах 1 и 2, но выбирая в качестве вещества для микроинкапсулирования нафталин, а не соединение А.

Концентрацию органорастворимой этилгидроэтилцеллюлозы раствора I изменяют в зависимости от испытаний (см. табл.1).

1i)0 мг полученных микрокапсул, содержащих нафталин, взятых из проб А,В и С, собирают на кружки фильтII р и м е р 6. Исследование ты против светового излучения, печенной микрокапсулами (приго ными по предлагаемому способу)

эг ному веществу.

Светочувствительное соедине например 5-бензил-З-фурилметил эфир (1R, 3S, Е) 2,2-диметил-3 оксо-2,3,4,5-терагидро-З-тиофе

40 иденметил)циклопропанкарбоново лоты или кадетрин (соединение микрокапсулировано и микрокапс введены в суспензию по пре;цтг мому способу. Эта суспензия и

45 гируемый концентрат на основе и того же светочувствительного соединения и при той же концен подвергнуты одному и тому же о нию, воспроизводящему солнечны

50 спектр. Средняя температура и сительная влажность соответств 25°С и 75%.

55

Определения потерь активног ства (соединение В) произведен истечении 24 ч, 7 и 14 дн эксп ции при освещении и посредство рата хроматографии в жидкой фа высоком давлении.

ровальной бумаги. В качестве конт- Ьоля помещают эквивалентное количество немикроннкапсулированного нафталина. Изучение ведется в темноте, при и средней относительной влажности 60%, в потоке воздуха со скоростью в 143 м3/ч.

Определение сублимата нафталина ведется на аппарате хроматографии в паровой фазе и после 24 ч, 7 и 28 дн.

Нафталин, который не микроинкапсу- лирован, оказался совершенно сублимированным после

ч, тогда как микрокапсулы проб А,В и С дали потерн нафталина в зависимости от времени и количества органорастворимой этилгидро- ксиэтилцеллюлозы (КНКС), находящейся. в стенках микрокапсул (см. табл. 2). На основании этих проо можно установить, что разница пористости микрокапсул зависит от концентрации ЕНЕС в стенках.

Итак, изменяя концентрацию органозы, находящейся в микрокапсулах, можно контролировать пористость стенок микрокапсулы в зависимости от природы инкапсулируемого активного вегцеII р и м е р 6. Исследование защиты против светового излучения, обеспеченной микрокапсулами (приготовленными по предлагаемому способу) активному веществу.

Светочувствительное соединение, например 5-бензил-З-фурилметиловый эфир (1R, 3S, Е) 2,2-диметил-3-(2- оксо-2,3,4,5-терагидро-З-тиофенилиденметил)циклопропанкарбоновой кислоты или кадетрин (соединение В), микрокапсулировано и микрокапсулы введены в суспензию по пре;цтгае мому способу. Эта суспензия и эмульгируемый концентрат на основе одного и того же светочувствительного соединения и при той же концентрации подвергнуты одному и тому же освещению, воспроизводящему солнечный

спектр. Средняя температура и относительная влажность соответственно 25°С и 75%.

Определения потерь активного вещества (соединение В) произведены по истечении 24 ч, 7 и 14 дн эксплуатации при освещении и посредством аппарата хроматографии в жидкой фазе при высоком давлении.

Результаты этих проб даны в табл. 3.

Эти результаты доказывают эффективность защиты микроинкапсулирован- ного активного вещества.

Пример 7. Исследование сохранения биологической активности микро- инкапсулированного активного вещества

Соединение А (декаметрин) микроин- капсулировано и введено в суспензию или кондиционировано в виде гранул, исходя из порошка данных микрокапсул Эта суспензия и эти гранулы сравнивают с эмульгируемым концентратом на основе данного продукта А при той же концентрации.

Исследование биологической активности суспензии микрокапсул и эмульгируемого концентрата.

Насекомым, употребляемым для этой биологической пробы, является SPODOP- TERA LITTORALIS. Разбавляют водой суспензию микрокапсул и эмульгируемый концентрат, затем оба разбавленных водных раствора, содержащих продукт А распыляются в количестве 1) мл на . 4 саженца бобов (3 листьев). На каж- дый саженец по истечении 0,3,5,7 и 14 дн после обработки сажают 20 гусениц (стадия L4) . Контроль производится через 24 и 48 ч после инвазии Результаты приведены в табл. 6.

.Данные табл. 6 показывают, что эмульгируемый концентрат проявляет явное понижение активности после 3-го дня, тогда как суспензия микрокапсул обладает еще некоторой активностью после 4-го дня.

Исследование биологической актив ности микроинкапсулированного вещества и затем кондиционированного в виде приманки в гранулах.

Эти приманки в виде гранул получаются из отдельных микрокапсул, находящихся в виде порошка и содержащи продукт А в качестве активного вещества.

Они разбросаны на земле для защит салата латук от нашествия гусениц (SPODOPTERA LITTORALIS). Предварительно установлено, что продукт А, введенный прямо в приманки, без микроинкапсулирования, портится очень быстро и быстро теряет свою биологическую активность.

Обрабатываемый участок содержит двадцать салатов-латук в стадии 2-3 листа, пересаженные по 4 линии.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На землю кладут 20 гусениц. Контроль ведется 19 дней после заражения. Результаты контроля приведены в табл. 4.

Последствие двух типов микрокапсул.

Тест с насекомыми: гусеницы Spodo- ptera littoralis (4-я стадия: 1,5- I см).

Способ обработки: прямая пульверизация .

Количество используемого раствора: 10 мл водного токсичного раствора на 5 хлопковых растений.

Обработанная основа: 4 хлопковых растения.

Заражение: день 0, день 1, день 2, день 3, день 4, день 5, день 6 с помощью 20 индивидуумов.

Контроль: 24 и 48 ч после заражения .

Дозы МА, г/л: 0,1 г МА/л.

Результаты приведены в табл. 5.

Формула изобретения

Способ получения микрокапсул приготовлением эмульсии масло в воде при смешивании со скоростью 500 об/мин и при 50°С раствора, содержащего 2,51% от общей массы эмульсии биологически активного вещества в качестве материала ядра и органический растворитель, с водным раствором, содержащим 4,02% от общей массы эмульсии коллоида - желатина и смолы акации при равном их соотношении, в присутствии эмульгатора, понижением рН реакционной среды до 4,2-4,4 и температуры до 20°С в течение 1 ч с сохранением той же скорости перемешивания и сшивкой оболочки микрокапсул, отличающийся тем, что, с целью регулирования пролонгирования действия биологически активного вещества, в качестве эмульгатора используют 0,4% от общей массы эмульсии вторичного октилового спирта в присутствии смеси анионного поверхностно-активного вещества на основе алкиларил- сульфоната с неионогенным поверхностно-активным веществом на основе продукта конденсации окиси этилена с гидроксилосодержащим сложным полиэфиром, в эмульсию дополнительно вводят 5,0-16,25% от массы коллоида водоне- растворимой этилоксиэтилцеллюлозы, сшивку осуществляют последовательной

обработкой микрокапсул, 25%-ным раствором глутарового альдегида в течение 1 ч и водным раствором танина в течение 3 ч при перемешивании со скоростью 500 об/мин, затем в полученную эмульсию сшитых микрокапсул с изменяемой пористостью вводят 11,95% от массы

Оргонорастворимая этилгидроксиэтилцеллюлоэа

Соединение

Нафталин немикро- капсули- рованный Микрокапсулы с 0% ЕНЕС Микрокапсулыс 5% ЕНЕС Микрокапсулыс 10% ЕНЕ

эмульсии хлористого кальция и 1% водорастворимой этилгидроксиэтилцеллю- лозы до получения суспензии микрокапсул или 11,17 - 11,65% от массы эмульсии талька с медленным перемешиванием при 7.0 С с последующей сушкой и выделением порошка микрокапсул. I Таблица 1

10

Таблица2

Сублимация %, в сроки, дн

1 (7.4 ч) 1

28

100

28

30

16

22

24

ТаблицаЗ

10 10

95 1:10 90 9(1 75 80 65 140 100 5 15 5 5 П

Таблица4

Т а б л и ц а 6

30 5

45

Ю