ổng hợp chất hoạt động bề mặt không ion diethanolamide từ mỡ cá tra, cá basa và ứng dụng trong phối chế chế phẩm bảo vệ thực vật dạng nhũ dầu EC

- TỔNG HỢP CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT KHÔNG ION DIETHANOLAMIDE TỪ MỠ CÁ TRA, CÁ BASA VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHỐI CHẾ CHẾ PHẨM BẢO VỆ THỰC VẬT DẠNG NHŨ DẦU EC.
- Chất hoạt động bề mặt, chế phẩm bảo vệ thực vật, dialkanolamides, mỡ cá basa Keywords:.
- Khi cho hỗn hợp methyl ester tổng hợp từ mỡ cá tra, cá basa phản ứng với diethanolamine ở nhiệt độ cao tạo ra hỗn hợp gồm N,N- bis(hydroxyethyl)carboxamide (44,31.
- Hỗn hợp này được sử dụng làm nguyên liệu để phối chế ra loại chế phẩm bảo vệ thực vật dạng nhũ dầu EC chứa hoạt chất abamectin và α-cypermerthrin..
- Sản phẩm methyl ester tổng hợp từ mỡ cá tra, cá basa cũng được dùng thay thế một phần xylene trong công thức phối trộn.
- Các chế phẩm EC phối chế được đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam theo TCVN 9475:2012 cho trường hợp abamectin và TCVN 8752:2014 cho trường hợp α-cypermerthrin.
- Kết quả thử nghiệm trên đồng ruộng cho thấy các loại chế phẩm EC điều chế được thể hiện hoạt tính diệt trừ sâu cuốn lá tốt tương đương các thuốc trên thị trường chứa cùng hoạt chất..
- Tổng hợp chất hoạt động bề mặt không ion diethanolamide từ mỡ cá tra, cá basa và ứng dụng trong phối chế chế phẩm bảo vệ thực vật dạng nhũ dầu EC.
- Phần lớn các "hoạt chất thuốc".
- được phối chế với các CHĐBM có tính năng và công dụng thích hợp, tạo ra nhiều dạng chế phẩm thuốc trừ sâu bệnh khác nhau.
- Các chế phẩm này có khả năng phân tán đều khi pha vào nước, tạo thành dung dịch phun bền vững ở dạng nhũ tương hoặc dạng huyền phù.
- Hiện nay, đa số các CHĐBM sử dụng vào mục đích này đều phải được nhập ngoại.
- Hơn nữa, việc sử dụng các loại CHĐBM này cũng đang gây quan ngại về vấn đề môi trường do đặc tính khó phân hủy sinh học của chúng.
- Bên cạnh đó, dung môi chính để phối chế các chế phẩm BVTV hiện nay đa phần cũng là các loại dầu gốc khoáng, khó phân hủy sinh học.
- Chính vì vậy, xu hướng chung của thế giới hiện nay là nghiên cứu thay thế những nguyên liệu truyền thống trong phối trộn chế phẩm BVTV (CHĐBM và dung môi) bằng các sản phẩm thân thiện với môi trường hơn và có thể tổng hợp từ nguồn nguyên liệu tái tạo như dầu thực vật, mỡ động vật..
- Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là khu vực sản xuất nông nghiệp trọng điểm của cả nước, do đó việc sử dụng các chế phẩm BVTV thân thiện với môi trường, hạn chế nhập ngoại là một trong những nhân tố có ý nghĩa quan trọng tác động đến tính bền vững trong phát triển kinh tế của khu vực..
- Tiếp theo các công bố trước đây về việc tổng hợp CHĐBM không ion loại dialkanolamide từ acid oleic, một loại acid béo phổ biến có trong mỡ cá tra, cá basa (Bùi Thị Bửu Huê, 2010), bài báo này, tiếp tục trình bày kết quả nghiên cứu về tổng hợp hai loại sản phẩm chính từ mỡ cá tra, cá basa là CHĐBM dialkanolamide và methyl ester và ứng dụng các sản phẩm này làm nguyên liệu phối chế với hoạt chất thích hợp tạo ra chế phẩm BVTV dạng nhũ dầu EC..
- Các hóa chất và dung môi sử dụng có nguồn gốc từ Merck.
- Sắc ký bản mỏng sử dụng bản nhôm silica gel 60 F254 tráng sẵn độ dày 0,2 mm (Merck).
- Sắc ký cột sử dụng silica gel cỡ hạt 0,04- 0,06mm (Merck).
- Mỡ cá tra, cá basa (chỉ số acid AV <.
- Chất lượng chế phẩm EC được đánh giá theo tiêu chuẩn Việt.
- Hiệu lực diệt trừ sâu hại của chế phẩm EC được đánh giá tại Khu thí nghiệm Bộ môn BVTV, Viện lúa ĐBSCL (xã Tân Thạnh, huyện Thới Lai, Cần Thơ)..
- Tổng hợp methyl ester (2).
- Hỗn hợp gồm 1,5 Kg nguyên liệu mỡ cá (đã được gia nhiệt ở 60 °C), 300 g methanol, 150 g acetone và 15g KOH được khuấy ở tốc độ 700 vòng/phút (v/p) trong 4 giờ ở nhiệt độ phòng.
- Sản phẩm tiếp tục được gia nhiệt cô đuổi dung môi methanol và acetone dư thu được hỗn hợp methyl ester (2).
- Tổng hợp diethanolamide (3).
- Hỗn hợp sản phẩm thô này được tiến hành sắc ký cột để xác định thành phần các chất trong hỗn hợp.
- Kết quả cho thấy hỗn hợp thô CHĐBM tổng hợp được bao gồm methyl ester (2) dư (28,38.
- Hỗn hợp này (được gọi chung là CHĐBM (3)) được sử dụng để phối chế thành dạng chế phẩm EC với hai loại thuốc BVTV phổ biến là abamectin và α-cypermethrin..
- Phối chế thuốc BVTV dạng EC quy mô 5 Kg nguyên liệu/mẻ.
- Khuấy hỗn hợp gồm 1,8 kg methyl ester (2);.
- 450 g hỗn hợp CHĐBM (3).
- Phối trộn sản phẩm abamectin 1,8 % EC:.
- Hòa tan 121,8 g hoạt chất abamectin trong 186 g dimethylformamide (DMF) thu được Dung dịch B..
- Trộn Dung dịch A với dung dịch B thu được 6,5 L sản phẩm abamectin 1,8 % EC..
- Phối trộn sản phẩm abamectin 3,6 % EC:.
- Tương tự trường hợp phối trộn sản phẩm abamectin 1,8 % EC nhưng sử dụng gấp đôi hoạt chất abamectin..
- Phối trộn sản phẩm α-cypermethrine 10 % EC: Hòa tan 628,5 g hoạt chất α-cypermethrin vào Dung dịch A thu được 6,5 L sản phẩm α-.
- 3.1 Tổng hợp nguyên liệu để phối chế dạng chế phẩm EC từ mỡ cá tra, cá basa.
- Mỡ cá tra, cá basa là hỗn hợp của các triglyceride, là ester giữa các acid béo và glycerol..
- Từ mỡ cá tra, cá basa có thể điều chế hai loại nguyên liệu dùng để phối chế chế phẩm BVTV dạng nhũ dầu (Emulsifiable concentrates - EC) thay cho các nguyên liệu CHĐBM và dung môi gốc khoáng thông thường.
- Trong nghiên cứu này, CHĐBM được điều chế là loại CHĐBM không ion diethanolamide, có thể được tổng hợp bằng phản ứng amide hóa methyl ester sử dụng diethanolamine.
- Dung môi được sử dụng thay cho dầu khoáng là hỗn hợp methyl ester từ mỡ cá.
- trình tổng hợp hai loại nguyên liệu này được trình bày tóm tắt trong Sơ đồ 1.
- Để điều chế methyl ester (2), mỡ cá được thực hiện phản ứng transester hóa với methanol sử dụng KOH làm xúc tác.
- Dựa trên các kết quả nghiên cứu trước đây có hiệu chỉnh (Trần Thị Kiều Oanh và Bùi Thị Bửu Huê, 2008) việc sử dụng hỗn hợp methanol và acetone giúp phản ứng transester hóa diễn ra nhanh hơn và quá trình tách loại glycerol sau phản ứng dễ dàng hơn, từ đó làm tăng hiệu suất phản ứng (Y.
- Sản phẩm methyl ester này được sử dụng làm dung môi để thay thế xylene trong phối trộn với hoạt chất BVTV tạo chế phẩm EC đồng thời cũng là tác chất để tiếp tục điều chế CHĐBM không ion diethanolamine (3)..
- Sơ đồ 1: Quy trình tổng hợp methyl ester và CHĐBM không ion từ mỡ cá tra, cá basa Trong đó R 1 , R 2 , R 3 là các gốc hydrocarbon của các acid béo có trong mỡ cá tra, cá basa Dựa trên kết quả nghiên cứu tổng hợp CHĐBM.
- diethanolamine từ acid oleic, một loại acid béo hiện diện nhiều nhất trong mỡ cá tra, cá basa (Bùi Thị Bửu Huê, 2010), hệ thống tổng hợp CHĐBM diethanolamide từ mỡ cá quy mô 2 Kg nguyên liệu/mẻ được thiết kế theo đó tỉ lệ mol giữa methyl ester và diethanolamine sử dụng là 1 : 0,8.
- Hỗn hợp sản phẩm thu được sau phản ứng có dạng chất lỏng màu nâu đỏ với thành phần gồm methyl ester (2) dư (28,38.
- Hỗn hợp này được sử dụng để phối chế thành dạng chế phẩm EC với hai loại thuốc BVTV phổ biến là abamectin và α-cypermethrine..
- 3.2 Phối chế chế phẩm EC.
- Thuốc dạng nhũ dầu (Emulsifiable concentrates - EC) được tạo thành từ hoạt chất kỹ thuật hòa tan trong dung môi cùng với các phụ gia cần thiết khác.
- Thuốc có dạng lỏng bền, đồng nhất, không chứa tạp chất lơ lửng và lắng cặn, được sử dụng ở dạng nhũ sau khi hòa loãng với nước..
- Trong nghiên cứu này, hỗn hợp CHĐBM (3) được phối trộn với hai loại hoạt chất trừ sâu phổ biến có mặt trên thị trường là abamectin và α- cypermethrin cùng với các phụ gia cần thiết khác bao gồm Tween 20 và n-butanol.
- Dung môi methyl ester được sử dụng thay thế một phần xylene.
- Tỉ lệ các thành phần trên được hiệu chỉnh sao cho sản phẩm EC tạo thành có khả năng tạo hệ nhũ tương bền khi hòa tan trong nước đáp ứng các tiêu chuẩn được quy định tại TCVN 9475:2012 đối với hoạt chất abamectin và TCVN 8752:2014 đối với hoạt chất α-cypermerthrine.
- Việc tinh chế sản phẩm CHĐBM (3) bằng sắc ký cột silica gel nhằm tách loại diethanolamine dư và tạp chất sau đó sử dụng trong phối chế cũng cho kết quả tương tự.
- Nghiên cứu cũng thử phối trộn hệ EC với tỉ lệ các thành phần như trên nhưng hoàn toàn không sử dụng CHĐBM (3).
- Kết quả cho thấy hệ nhũ tương tạo thành không bền, có hiện tượng tách lớp váng dầu trên bề mặt cũng như có sự kết lắng hầu như hoàn toàn hoạt chất trong hệ..
- Để đánh giá độ bền lưu trữ của các sản phẩm EC, các mẫu được tiến hành ủ ở 0 °C và 54 °C trong 2 tuần.
- các sản phẩm EC phối chế được đáp ứng tốt các yêu cầu về chất lượng bao gồm độ tạo bọt, độ tự nhũ ban đầu cũng như độ bền nhũ sau 0,5 giờ và 2 giờ theo tiêu chuẩn theo TCVN cho hoạt chất abamectin) và TCVN cho hoạt chất α-cypermethrin).
- Hàm lượng hoạt chất có trong mẫu sau thời gian ủ mẫu ở 0 °C và 54 °C có tăng nhẹ so với ban đầu có thể do lượng dung môi bay hơi trong quá trình lưu mẫu..
- Mẫu ủ ở 54 o C trong 2 tuần 1 Hàm lượng hoạt chất.
- các chế phẩm EC.
- Hai khảo nghiệm được thực hiện trên 3 loại chế phẩm EC điều chế được tóm tắt trong Bảng 3..
- Bảng 3: Các khảo nghiệm đánh giá hiệu lực diệt trừ sâu cuốn lá của các chế phẩm EC.
- Tổng số nghiệm thức là.
- Tên các nghiệm thức được quy định như sau:.
- mỗi nghiệm thức trải qua một lần phun thuốc.
- Ghi nhận tỉ lệ lá lúa bị hại 1NTP (1 ngày trước phun), 7, 14 và 21 NSP (ngày sau phun).
- Sử dụng khung 20 cm x 20 cm.
- Sau khi phun thuốc kết quả ghi nhận cho thấy các loại thuốc sử dụng có hiệu quả trong việc trừ sâu cuốn lá trên ruộng.
- Tại thời điểm 7 NSP các nghiệm thức có phun thuốc từ T1-T6 có mật số sâu cuốn lá dao động từ 10-38 con/m 2 thấp hơn nhiều khác biệt ở mức ý nghĩa 1.
- Tuy nhiên, giữa các nghiệm thức phun thuốc trừ sâu cuốn lá trong thí nghiệm không khác biệt nhau về số lượng sâu cuốn lá trên cùng đơn vị diện tích.
- Các thời điểm sau đó là 14 NSP và 21 NSP mật số sâu cuốn lá ở đối chứng tiếp tục gia tăng cao nhất là ở 14 NSP tạo sự khác biệt so với các nghiệm thức có xử lý thuốc..
- Các nghiệm thức T1, T2, T3 và T4 phun thuốc Abamectin có mật số sâu thấp hơn so với T5 và T6 phun thuốc hoạt chất Cypermthrin mặc dù vẫn không có sự khác biệt ý nghĩa nhau qua phân tích thống kê.
- Mặt khác do ảnh hưởng của thuốc ở các nghiệm thức T1 và T3 hoạt chất abamectin thử nghiệm một số sâu còn sống nhưng hoạt động di chuyển rất chậm so với sâu ở các nghiệm thức phun hoạt chất abamectin thương phẩm và α-cypermethrin..
- Bảng 4: Mật số sâu cuốn lá ở các nghiệm thức (con/m 2 ) sau khi phun thuốc.
- Nghiệm thức Số sâu sống/m 2.
- Thời điểm trước xử lý thuốc (1 NTP), sâu cuốn lá gây hại với tỷ lệ lá bị hại dao động trung bình từ 6,0-7,4 % và không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức trong ô thí nghiệm.
- Đến thời điểm 7 NSP nhận thấy tất cả các nghiệm thức có phun thuốc từ T1-T6 đều có tỉ lệ lá bị hại thấp hơn nhiều tạo sự khác biệt ở mức ý nghĩa 1 % so với đối chứng không phun thuốc có tỷ lệ lá bị hại là 49,7.
- Cụ thể là các nghiệm thức phun thuốc thử nghiệm T1, T3 và T5 có tỷ lệ lá bị hại lần lượt là 8,2.
- 9,3 và 13,7 % đạt thấp hơn so với các nghiệm thức xử lý thuốc thương phẩm là T2, T4 và T6 có tỷ lệ lá bị hại lần lượt là 9,5.
- Tuy nhiên, xét về mặt thống kê thì giữa 6 nghiệm thức phun thuốc này không khác biệt nhau về tỷ lệ lá bị hại bởi sâu cuốn lá.
- Các thời điểm sau đó là 14 NSP và 21 NSP có xu hướng tương tự như ở giai đoạn 7 NSP, tỷ lệ lá lúa bị hại ở 6 nghiệm thức có phun thuốc đều giảm dưới 10 % trong khi đó ở nghiệm thức đối chứng tỷ lệ lá bị hại có chiều hướng gia tăng lên trên 60% tạo sự khác biệt ý nghĩa ở mức 1 % so với 6 nghiệm thức có phun thuốc..
- Hiệu lực thuốc trừ sâu cuốn lá được tính toán dựa trên tỷ lệ lá lúa bị hại qua các thời điểm bằng công thức Henderson-Tilton.
- thấy hiệu lực thuốc trừ sâu cuốn lá có sự gia tăng theo thời gian.
- Tại thời điểm 7 NSP hiệu lực thuốc đạt cao nhất ở nghiệm thức 1 là 85,2 % không có sự khác biệt ý nghĩa với các nghiệm thức T2, T3, T4 và T5.
- Cả 5 nghiệm thức trên đều có hiệu lực thuốc cao hơn tạo sự khác biệt ở mức ý nghĩa 1 % so với nghiệm thức T6 có hiệu lực đạt thấp nhất là 64,3.
- Đến 14 NSP và 21 NSP hiệu lực ở các nghiệm thức dao động lần lượt là và nhưng không có sự khác biệt thống kê về hiệu lực thuốc giữa 6 nghiệm thức phòng trừ sâu cuốn lá trong thí nghiệm..
- Bảng 5: Tỷ lệ lá lúa bị hại ở các nghiệm thức.
- Nghiệm thức.
- Bảng 6: Hiệu lực trừ sâu cuốn lá ở các nghiệm thức xử lý thuốc.
- Nghiệm thức Hiệu lực thuốc.
- Quy trình phối trộn chế phẩm BVTV dạng EC quy mô 5 Kg nguyên liệu/mẻ sử dụng các nguyên liệu tổng hợp từ mỡ cá tra, cá basa và các phụ gia cần thiết đã được xây dựng thành công.
- Các chế phẩm này đạt chất lượng theo TCVN về sản phẩm abamectin 1,8 % EC và α-cypermethrine 10 % EC cũng như có hiệu lực diệt trừ sâu cuốn lá tương đương các sản phẩm trên thị trường.
- Kết quả nghiên cứu này không những giúp tăng giá trị kinh tế của cá tra, cá basa mà còn góp phần vào việc tìm ra các sản phẩm mới có khả năng tái tạo, sạch và thân thiện với môi trường hơn so với các sản phẩm dựa trên các loại nguyên liệu truyền thống.
- Tổng hợp Alkanolamit và Alkanediamit từ Oleic Axit.
- Tổng hợp biodiesel từ mỡ cá tra, cá basa