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福美双是我国农业生产中的常用广谱抗菌药物。但是长时间、大剂量地施与,易造成药物在环境中蓄积,导致残留超标、环境污染、入畜中毒等严重后果。因此,提高利用率,降低施与剂量和毒性成为其满足现代化农业要求的当务之急。要达到上述要求,必须改变传统的制剂类型,寻求新的药物剂型。
近年来,人们注意到环糊精(CD)对药物具有包合作用,能与药物形成药物-环糊精包合物,以此改善药物溶解性,提高药物稳定性等。目前应用最广泛的环糊精是β-CD。但是,β-CD溶解性不好;同时,在农药剂型应用过程中β-CD不具有阳离子吸附性,不能很好地铺展并吸附在土壤、纤维上,限制了其应用。所以有必要对β-CD进行修饰与改造。
基于以上考虑,本文针对β-CD分子葡萄糖单元上的羟基活性,利用醚化剂N-(2,3-环氧丙基)三甲基氯化铵(GTA)将其羟基醚化。以取代度为评价指标,通过优化反应时间、反应温度、配料比、催化剂用量四项反应条件,制得β-CD的衍生物——高取代度的醚化β-环糊精(醚化β-CD)。使β-CD溶解度增大,分子具有阳离子吸附性。采用了红外光谱、核磁共振碳谱、氢谱、X射线衍射对醚化β-环糊精进行了表征。选用了饱和水溶液包合法对福美双客体分子进行包合,得出最佳的包合工艺。探讨了包合时间、包合温度、搅拌速率以及用料配比的因素对于包合率的影响。采用X射线衍射、差热扫描对包合产物进行了分析表征。
论文首先研究了从β-CD制备GTA醚化β-CD的最佳工艺条件,利用凯氏定氮法计算出产物的取代度,醚化反应最优工艺条件为温度控制在75℃,反应时间5h,反应物料质量比m(GTA):m(β-CD)-=6.5:1, NaOH质量分数为1.6%时,反应所得醚化β-环糊精产品取代度在9.5,反应效率可达到20%。继而通过葡聚糖凝胶过滤纯化样品,产率约为62.52%。测定并讨论了产物的溶解度,与同条件下的β-CD溶解度进行了比较,发现相同温度条件下,醚化β-CD的溶解度比β-CD增大一倍。
β-CD包合法主要是利用β-CD或者β-CD衍生物的环状分子空腔,根据被包合分子的极性以及空间大小有选择性的包合。本文以连续递变浓度法测定了包合摩尔比。通过紫外可见分光光度测定标准曲线法对包合物进行了检测,以福美双包合率评价包合工艺,对影响醚化β-CD包合的主要因素进行正交分析,得到最佳包合工艺条件为醚化β-CD与福美双用量比例为14:0.4(g:g),包合温度为30℃,包合时间为2h,搅拌速度为200 r/min。通过X-射线衍射图和DSC曲线对包合物进行了表征,说明了包合物的形成。
本文通过制备福美双-醚化β-CD包合物这一缓释制剂中间体,为下一步制备新型福美双缓释农药制剂提供了实验基础和理论支持。