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吡虫啉是一种新型高效的杀虫剂,具有低毒、广谱、有效期长、安全性好等优点,已逐渐取代其它农药成为杀灭蚜虫、飞虱等害虫的主要用药,市场需求量逐年增大。文章主要研究了从吡虫啉多晶型的制备、鉴定、溶解性能以及晶型转变这几个方面。
采用重结晶方法制备了吡虫啉的两种粉末晶体,同时利用粉末X-射线衍射仪、差动分析仪、红外光谱仪和拉曼光谱仪对所制备的吡虫啉两种粉末晶体进行分析表征。粉末X-射线衍射分析结果表明不同溶剂中得到的吡虫啉晶体为不同晶型的晶体。差动分析结果显示吡虫啉Ⅰ型相对于Ⅱ型有较好的热力学稳定性。吡虫啉Ⅰ型和Ⅱ型的红外图谱和拉曼图谱存在较大的位移偏差,说明它们是两个晶体结构完全不同的晶型。采用溶剂挥发法得到吡虫啉两种晶型的单晶,并进行了单晶衍射的测定和单晶数据的解析。其中,吡虫啉Ⅰ型是单斜晶体,空间群为P21/n,并且其单晶数据未见报道。通过对吡虫啉单晶数据的分析,得出吡虫啉的两种晶型之间的关系是互变异构多晶型的关系。
溶解性能的研究对溶液中晶体结晶过程和晶型转变过程的研究具有巨大作用,文中利用在线颗粒仪FBRM测定了吡虫啉在不同溶剂中的溶解性能。吡虫啉的溶解度随着温度升高而升高。同时,吡虫啉是一个互变型物质,在不同的温度范围内,稳定性不同。在同一温度下,吡虫啉在甲醇中的溶解度比乙醇中大。吡虫啉在乙醇溶剂中的介稳区宽度随着温度的升高而变大,而在甲醇溶剂中的超溶解度曲线与溶解度曲线大体平行。
对晶型转变条件的研究有利于控制生产和贮存过程中发生的晶型转变事故。文中利用热台显微镜研究了高温下吡虫啉两种晶型的固态-固态转变。吡虫啉Ⅱ型在其熔点温度下会融化并重新结晶为稳定的Ⅰ型。另外,利用在线追踪实验技术FBRM和PVM研究温度和溶剂对吡虫啉Ⅱ型在溶液中向Ⅰ型转变过程的影响。从FBRM实验数据可以看出,温度越高,越有利于晶体转变的发生。甲醇溶剂比乙醇溶剂更有利于晶体转变的发生。PVM图片表明,吡虫啉在溶液中的晶型转变过程是一个固态-溶液-固态的过程,首先由吡虫啉Ⅱ型溶解,紧接着伴随Ⅰ型的成核以及生长,最终完成转变过程。