蔗糖酯的合成及其杀虫活性研究

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近年来对蔗糖酯的研究发现C6~C12脂肪酸蔗糖酯对蚜虫等农业害虫有很好的杀虫效果,而且蔗糖酯生物降解后的产物是蔗糖和脂肪酸,对环境没有污染,是一类极具商业价值的绿色杀虫剂,它的研究和开发对我国农业发展具有特殊而重要的意义。本文在国际处于起步阶段、国内还未见杀虫活性蔗糖酯合成相关报道的前提下,合成了一类新型绿色杀虫剂——蔗糖酯。为找到最佳合成方法,分别采用无溶剂法合成辛酸蔗糖酯、溶剂法在减压条件下合成辛酸蔗糖酯和月桂酸蔗糖酯、以及酰氯法合成己酸蔗糖酯,采用傅立叶红外光谱(FTIR)分析产物结构,证明了蔗糖酯的生成,并探讨了不同方法相应产物的影响因素;通过对比产率和对舞毒蛾1龄幼虫的杀虫活性,确定减压溶剂法为合成目标产物——辛酸蔗糖酯的优选合成方法(该部分内容已申请发明专利)。采用柱层析法以二氯甲烷—甲醇混合物作为洗脱溶剂进行梯度淋洗、薄层层析法跟踪检测,对合成产物蔗糖酯进行分离,得到三种单组分。通过电喷雾电离质谱(ESI-MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)分析,确定三种组分分别为辛酸蔗糖单酯、二酯和三酯,气相色谱(GC)确定单酯的相对含量为61.72%。单酯、二酯和三酯对舞毒蛾1龄幼虫的杀虫试验表明,单酯的杀虫效果最好;舞毒蛾1龄幼虫经过12mg/mL辛酸蔗糖酯水溶液处理5d后校正死亡率达到79.2%;对农业害虫大豆蚜虫的室内防治试验,在施药5d后,高浓度处理的校正虫口减退率在80%左右,证明产物具有较好的杀虫活性。通过单因子试验和正交试验,以产率和单酯含量为指标,得到合成辛酸蔗糖酯的最佳条件为:无水碳酸钾为催化剂,低毒二甲基亚砜为溶剂,蔗糖与辛酸乙酯的投料摩尔比2:1,反应温度105~110℃,反应时间4h,催化剂用量(占辛酸乙酯质量分数)16%,反应绝对压力11kPa。在此条件下,产率为79.11%,单酯含量为61.72%。另外,对优化产物的表面张力、酯化度、酸值、HLB值以及乳化力等进行了测定。
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