用于肥料的改进的脲酶抑制剂的液体制剂制造技术

本发明专利技术提供用于制剂的改进的溶剂系统和N-烷基硫代磷酰三胺脲酶抑制剂的施用。这些制剂提供相对于现有的替代品的安全性和性能益处并且能够储存、运输和随后包覆或与尿素基或有机基肥料掺混。这些制剂主要由环境友好的非质子和质子溶剂(尤其二甲基亚砜和醇类/多元醇)组成，以稳定脲酶抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】根据35§USC 119(e)，本申请要求于2012年10月1日提交的美国临时申请61/708,105的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
在实施方式中，本专利技术涉及根据其首字母在本文中称为NBPT的脲酶抑制剂N-(正丁基)硫代磷酰三胺(N-(n-butyl)thiophosphoric triamide)的改进的溶剂制剂。NBPT是固体化学物质，其溶解在适当的溶剂中，以允许以低水平施用在田地中。另外，当NBP作为颗粒混合肥料的组分并入时，需要NBPT的溶液，使得其可作为包衣沉积在控制层和均质层中。在一种实施方式中，本专利技术建议了混合物的制剂，其包含非质子溶剂和质子溶剂，其更加环境友好地并且相比已知的NBPT溶液对操作的工人更加安全。而且，公开了这些新制剂的相对于NBPT溶液稳定性、溶液处理和装载水平的性能优势。
技术介绍
现有技术的描述氮是必需的植物养分并且认为对于充足的和强劲的植物是重要的。尿素提供大的氮含量并且是所有含氮的肥料材料中最好的中的一种，从而使得其是有效的肥料化合物。在存在土壤水分的情况下，天然或合成尿素转化成铵离子，其然后可被植物吸收。当作为肥料材料施用时，天然土壤细菌酶对于每摩尔的尿素将尿素转化成两摩尔当量的铵离子，如通过下述两个反应显示：CO(NH2)2+2H2O→(NH4)2CO3在存在水的情况下，因此产生的铵与氨平衡。根据下述平衡，NH4+和NH3之间的平衡是pH依赖性的：如此，在更高的pH值下，气态氨损失更大。NH3从土壤中的流出主要取决于NH3浓度、pH和温度。在存在氧的情况下，铵可也转化成硝酸根(NO3-)。然后，以其铵和硝酸根形式的氮可作为养分物质被生长的植物摄取。铵离子可也最终转化成氨气，其逃逸至空气中。空气和溶液中NH3的浓度受作为温度函数的亨利定律常数(H)影响：尿素肥料通常仅仅在生长期开始时施用一次。该氮递送系统中的弱点涉及在土壤中产生铵和硝酸根的速度和植物生长期间需要铵和硝酸根的速度不同。铵和硝酸根的产生相对于其被植物的吸收要快，使得大量的肥料氮闲置或作为氨气损失在大气中，而不再为植物所利用。因此，期望控制尿素水解成铵和氨气，从而使得尿素肥料更有效地用于植物生长。已经开发了许多方法用于使得尿素肥料更有效且控制氨从尿素的挥发。Weston等(US 5,352,265)详细描述了控制尿素肥料损失的方法，包括：(1)田地中的多重肥料处理，横跨生长期，(2)使用保护包衣来开发‘控释’颗粒肥料产品，所述包衣缓慢腐蚀以引导尿素以控制方式至土壤中，和(3)发现简单的化学化合物(脲酶抑制剂)，其抑制尿素被土壤细菌代谢和转化成铵离子的速度。已经广泛证明了各种尿素包衣以控制方式将尿素提供至植物的用途。Barry等(US 3,425,819)已经描述了尿素的磷酸盐包衣，其中包衣作为水性磷酸盐混合物施用至尿素。Miller(US 3,961,932)描述了螯合的微量营养素包覆肥料材料的用途。也已经公开了控制肥料材料递送的聚合物包衣(见，例如，US6,262,183和5,435,821)。Whitehurst等(6,830,603)教导了使用硼酸盐来生产包覆尿素肥料，作为生长周期期间控制氨损失的手段。Whitehurst总结了许多该包衣策略抑制土壤中氨氮损失的例子。因此，现有技术考虑包覆肥料产品作为抑制土壤中氨氮损失手段的优势。已经公开了NBPT之外的脲酶抑制性材料。一些例子包括使用聚硫化物和硫代硫酸盐，如Hojjatie等(US 2006/0185411A1)教导和使用双氰胺(DCD)和氯啶(nitrapyrin)。Kolc等(US 4,530,714)教导了使用脂肪族磷酰三胺脲酶抑制剂，包括对于该目的使用NBPT。Kolc提到使用水性和有机载体介质，但是指出了来自丙酮、二异丁基甲酮、甲醇、乙醇、二乙醚、甲苯、二氯甲烷、氯苯和石油馏分的挥发性(和可燃的)溶剂。使用这些溶剂的主要原因是确保作物上保留的溶剂残留为可忽略的量。Kolc之后描述了NBPT的改进的载体系统。NBPT是水解和热不稳定的物质并且已经开发了数个溶剂系统，以克服这些和其他弱点。不幸地，由于热稳定性考虑和关键制剂组分的毒性，现有制剂的自身因素是有问题的。一般而言，期望结合肥料使用的溶剂是以所有比例水溶性的，其允许在使用点的温和分散以及相对高的闪点(从而其在升高温度下爆炸和/或火灾的机会少)。US 4,530,714中公开的许多制剂溶剂不具备这些期望的特性。来自该专利的这些问题溶剂的例子包括使用甲苯，其是可燃的和水不可混溶的溶剂。和Narayanan等(US 5,160,528和5,071,463)一样，Weston等(US 5,352,265)公开了使用吡咯烷酮溶剂，比如N-甲基吡咯烷酮(NMP)。显示该类型的溶剂可溶解高水平的NBPT，以产生产品浓缩物并且所得浓缩物具有好的温度稳定性。这些特征是有用的，在于它们使得商业上的产品以常规的方式储存、泵送和运输。在US 5,698,003中，Omilinsky和同事也公开了在NBPT制剂中使用“液体酰胺”比如NMP。Omilinsky进一步证明了溶液稳定性的重要性并且开发了乙二醇型溶剂，作为用于NBPT递送混合物的期望的碱溶剂(base solvent)。液体酰胺助溶剂所起的重要作用是降低混合物的倾点(由于在降低的温度下乙二醇的天然粘度而导致混合物的倾点不足够高)。NMP在NBPT基农用化学制剂中起到数个作用。如‘265、‘528和‘463中所教导，NMP是有用的溶剂，其能够产生具有好的温度稳定性的浓缩的NBPT产品制剂。其也可用作添加剂，以降低粘性碱溶剂(比如丙二醇)的倾点。‘003中，Omilinsky公开了使用NMP作为助溶剂，以降低丙二醇的倾点。在混合物(比如US 5,698,003中描述的那些)中，描述了降低乙二醇型NBPT溶剂制剂的倾点的添加剂的要求。溶剂(比如丙二醇)具有基本上无毒的吸引人的特征并且因此是农用化学和药学产品中的吸引人的混合物组分。一些乙二醇的缺点是相对高的粘度水平，其可使得这些材料难以流动并且难以倾倒。的确，在25℃下丙二醇的动态粘度是48.8厘泊，几乎是在相同温度下水的50倍。丙二醇的粘度数据可见乙二醇(Curme和Johnston，Reinhold Publishing Corp.，New York，1952)。Omilinsky‘003描述了使用NMP作为能够降低NBPT混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制剂，其包含N‑(正丁基)硫代磷酰三胺和一种或多种C1‑6碳酸亚烷基酯和R1S(O)xR2，其中，R1和R2每个独立地是C1‑6亚烷基基团、芳基或C1‑3亚烷基芳基，或R1和R2与它们附接的硫形成4至8元环，其中R1和R2一起是C1‑6亚烷基基团，任选地在环中包含一个或多个选自O、S、Se、Te、N和P的原子，并且x是1或2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.01 US 61/708,1051.一种制剂，其包含N-(正丁基)硫代磷酰三胺和一种或多种C1-6碳酸亚
烷基酯和R1S(O)xR2，其中，
R1和R2每个独立地是C1-6亚烷基基团、芳基或C1-3亚烷基芳基，
或R1和R2与它们附接的硫形成4至8元环，其中R1和R2一起是C1-6亚烷基基团，任选地在环中包含一个或多个选自O、S、Se、Te、N和P的原
子，
并且x是1或2。
2.如权利要求1所述的制剂，其中所述制剂包含R1S(O)xR2，其是二甲
基亚砜。
3.如权利要求1所述的制剂，其中所述制剂包含R1S(O)xR2，其是二烷
基亚砜、二芳基亚砜或烷基芳基亚砜。
4.如权利要求3所述的制剂，其中R1是甲基、乙基、正丙基、苯基或苄
基和R2是甲基、乙基、正丙基、苯基或苄基。
5.如权利要求1所述的制剂，其中R1S(O)xR2是环丁砜。
6.如权利要求1所述的制剂，其中所述碳酸亚烷基酯是碳酸乙烯酯、碳
酸丙烯酯或其混合物。
7.如权利要求1所述的制剂，进一步包含醇或多元醇，其中所述多元醇
是亚烷基二醇或聚(亚烷基)二醇或其混合物。
8.如权利要求7所述的制剂，其中所述多元醇是亚烷基二醇，其选自乙
二醇、丙二醇和丁二醇或其混合物。
9.如权利要求8所述的制剂，其中所述多元醇是丙三醇。
10.如权利要求1所述的制剂，进一步包含链烷醇胺，其选自乙醇胺、二
乙醇胺、二丙醇胺、甲基二乙醇胺、单异丙醇胺和三乙醇胺。
11.如权利要求1所述的制剂，进一步包含乳酸乙酯、乳酸丙酯或乳酸丁
酯。
12.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·戴维·麦克奈特，戴维·布鲁斯·帕克，杨泽慧，瑞·珀金斯，徐炜，
申请(专利权)人：加里·戴维·麦克奈特，戴维·布鲁斯·帕克，杨泽慧，瑞·珀金斯，徐炜，
类型：发明
国别省市：美国;US