Von technischen Materialien zur Formulierung: Die zentralen Grundsätze der produktchemischen Anforderungen an Pflanzenschutzmittel

1. Einleitung

In den letzten Jahren wurden Probleme im Zusammenhang mit der Produktchemie festgestellt in nahezu der Hälfte der abgelehnten Pflanzenschutzmittelanträge während der behördlichen Prüfung in China, während rund 70% der Anfragen nach zusätzlichen Informationen Kommentare zur Produktchemie enthielten.

Um Antragstellern zu helfen, die Datenanforderungen der Produktchemie besser zu verstehen und häufige Probleme im Zulassungsverfahren zu vermeiden, REACH24H Produktchemie-Einblicke wird offiziell als Reihe von Fachartikeln gestartet. Die Reihe konzentriert sich auf zentrale Themen wie die Festlegung von Qualitätsspezifikationen, Analysenmethoden und die Laborauswahl.

Als erster Artikel der Reihe untersucht dieser Artikel systematisch die zugrunde liegende Logik der produktchemischen Datenanforderungen sowohl für technische Materialien als auch für formulierte Produkte.

Kommentare der behördlichen Prüfung entstehen häufig durch Unstimmigkeiten zwischen verschiedenen Teilen des Produktchemie-Pakets. Beispielsweise kann der angegebene Flammpunkt nicht mit der deklarierten Produktzusammensetzung übereinstimmen; die Bedingungen der Lagerstabilität spiegeln die vorgesehenen Lager- und Transportbedingungen möglicherweise nicht angemessen wider; oder das für das Produkt festgelegte Verpackungsmaterial kann von dem bei der Verträglichkeits- oder Korrosionsprüfung verwendeten Material abweichen.

Diese Punkte mögen wie getrennte technische Fragen erscheinen, sie verweisen jedoch auf dasselbe zugrunde liegende Prinzip: das Produktchemie-Dossier sollte eine kohärente und wissenschaftlich gestützte Charakterisierung des Produkts liefern. Die Daten sollten intern konsistent sein und zusammengenommen den Behörden ermöglichen zu verstehen, um welches Produkt es sich handelt, wie es sich verhält, wie stabil es im Zeitverlauf bleibt und welche potenziellen Risiken zu berücksichtigen sein können.

Produktchemie ist daher nicht einfach eine Frage der Zusammenstellung einer Liste vorgeschriebener Prüfungen. Der Schlüssel liegt darin zu verstehen, was jeder Endpunkt belegen soll und wie die Ergebnisse im Dossier zusammenpassen. Diese Perspektive ist wesentlich, um ein vollständiges und belastbares Produktchemie-Paket zu entwickeln und mögliche regulatorische Bedenken zu erkennen, bevor sie zu Prüfungsproblemen werden.

Das Verständnis dieser zugrunde liegenden Logik ermöglicht es Antragstellern, mögliche Zulassungsrisiken bereits in einer frühen Phase der Datenaufbereitung zu erkennen und ein kohärenteres und wissenschaftlich belastbareres produktchemisches Datenpaket zu entwickeln.

Dieser Artikel beleuchtet daher die zentralen Überlegungen hinter den gängigen Datenanforderungen der Produktchemie aus zwei Perspektiven: den Wirkstoff und das technische Material sowie das formulierte Produkt.

2. Wirkstoff und technisches Material

Für den Wirkstoff und das technische Material betrifft die Produktchemie vor allem drei Teile: Fünf-Chargen-Analyse, physikochemische Eigenschaften und Stabilität.

Zusammen begründen diese Daten die Identität und Zusammensetzung des technischen Materials, charakterisieren seine zentralen physikochemischen Eigenschaften und zeigen, ob die Qualität im Zeitverlauf gleichbleibend bleibt.

Die Fünf-Chargen-Analyse liefert ein repräsentatives Bild der Zusammensetzung des kommerziell hergestellten technischen Materials und dient als Grundlage für die Festlegung des Wirkstoffgehalts, des Verunreinigungsprofils und der zentralen Qualitätsspezifikationen. Die physikochemische Charakterisierung beschreibt die wesentlichen Eigenschaften des Wirkstoffs und des technischen Materials, einschließlich ihrer strukturellen, physikalischen, chemischen und gefahrenbezogenen Merkmale. Die Stabilitätsdaten zeigen wiederum, ob das Material unter den relevanten Lagerbedingungen innerhalb der festgelegten Qualitätsspezifikationen bleibt.

Als Ganzes betrachtet liefern diese Daten die stoffliche und physikochemische Grundlage für die umfassendere Zulassungsbewertung, einschließlich der Formulierungsentwicklung, der toxikologischen Bewertung und der Umweltrisikobewertung.

2.1 Fünf-Chargen-Analyse: Nachweis der Konsistenz der Produktzusammensetzung

Die Fünf-Chargen-Analyse ist ein Kernbestandteil der Produktchemie technischer Materialien und eine wichtige Grundlage für die Festlegung der Produktspezifikationen.

Durch die Analyse von fünf repräsentativen Produktionschargen im industriellen Maßstab können Antragsteller festlegen:

• Wirkstoffspezifikation;

• Grenzwerte für relevante Verunreinigungen;

• Grenzwerte für signifikante Verunreinigungen; und

• Wassergehalt und andere kritische Qualitätsparameter.

Die Fünf-Chargen-Analyse legt das Zusammensetzungsprofil und die Identität des technischen Materials fest und definiert zugleich eine klare stoffliche Grenze für die nachfolgenden Sicherheits- und Risikobewertungen. Sie dient daher als eine der zentralen Grundlagen des gesamten Zulassungsdossiers.

2.2 Physikalische und chemische Eigenschaften: Von der Molekülstruktur zum Umweltverhalten

Physikochemische Eigenschaften beschreiben die physikalischen und chemischen Merkmale eines Stoffes oder Produkts und geben zugleich Aufschluss über sein Verhalten bei Lagerung, Transport, Verwendung und nach der Freisetzung in die Umwelt.

Diese Daten dienen nicht nur der Beurteilung der Produktqualität, sondern liefern auch wesentliche Parameter für toxikologische, ökotoxikologische und Umweltrisikobewertungen.

Die nachstehende Tabelle fasst die häufig bewerteten physikochemischen Endpunkte und ihre zentralen Zwecke zusammen.

2.3 Stabilität

Der Hauptzweck von Stabilitätsstudien besteht darin zu bewerten, ob ein Produkt während Lagerung und Transport sowie bei Kontakt mit Verpackungsmaterialien oder Metallen unter den relevanten Bedingungen eine akzeptable Qualität beibehalten kann.

Die Ergebnisse liefern eine wissenschaftliche Grundlage für:

• Auswahl des Verpackungsmaterials;

• Bestimmung der Haltbarkeit; und

• Festlegung geeigneter Lager- und Transportbedingungen.

Zu den zentralen Stabilitätsaspekten gehören:

3. Formulierung

Eine Formulierung ist mehr als eine einfache Mischung aus einem Wirkstoff und Beistoffen. Durch die Auslegung der Formulierung und die Herstellungsprozesse werden spezifische Eigenschaften und Leistungsmerkmale entwickelt, um den vorgesehenen Verwendungszweck des Produkts zu erfüllen.

Während sich die Produktchemie für technische Materialien vor allem auf Zusammensetzung, Qualitätsspezifikationen und intrinsische physikalisch-chemische Eigenschaften konzentriert, legt die Produktchemie von Formulierungen größeren Nachdruck auf die Fähigkeit der Formulierung, die geforderte Qualität und Leistung während Lagerung, Transport und Anwendung beizubehalten, wobei zugleich die geltenden Sicherheits- und regulatorischen Anforderungen erfüllt werden.

Die produktchemischen Parameter einer Formulierung hängen daher von ihrem Formulierungstyp, dem vorgesehenen Verwendungszweck sowie von spezifischen Leistungs- und Sicherheitsaspekten ab. Diese Anforderungen lassen sich im Allgemeinen in vier Hauptbereiche gliedern.

3.1 Grundlegende physikalisch-chemische Eigenschaften

Die grundlegenden physikalisch-chemischen Eigenschaften legen die fundamentalen Merkmale des formulierten Produkts fest und bilden eine Grundlage für die Bewertung seiner Sicherheit während Lagerung, Transport und Anwendung. Sie sind auch wichtig für die Qualitätskontrolle und die Gefahreneinstufung.

Typische Parameter umfassen Aussehen, pH, Dichte und Viskosität.

Beispielsweise beeinflusst die Viskosität unmittelbar die Ausgießbarkeit, das Pumpen, das Mischen sowie die Zerstäubungs-/Sprühleistung einer Formulierung. Für Produkte, die Kohlenwasserstofflösungsmittel enthalten, die kinematische Viskosität bei 40°C kann auch für die Bewertung der Einstufung der Inhalationsgefahr relevant sein.

3.2 Anwendungsleistung

Formulierungen müssen verdünnt, gemischt, gesprüht, verteilt oder anderen auf dem Etikett angegebenen Anwendungsprozessen unterzogen werden, bevor sie ihre vorgesehene Funktion entfalten.

Daher, steht die Prüfung der Anwendungsleistung in unmittelbarem Zusammenhang damit, ob das Produkt den vorgesehenen Verwendungszweck und die vorgesehene Leistung erreichen kann.

Da Formulierungstypen und Anwendungsmethoden variieren, unterscheiden sich auch die relevanten Leistungsparameter. Je nach physikalischer Form des Produkts und dem nach Verdünnung mit Wasser gebildeten System lassen sich die Hauptkategorien wie folgt zusammenfassen:

Flüssige Suspensions- / Dispergierformulierungen

Für Suspensionskonzentrate (SC), Kapselsuspensionen (CS) und ähnliche Formulierungen umfassen typische Parameter Suspendierbarkeit, spontane Dispergierung, Nasssiebtest und Ausgießbarkeit. Bei ölbasierten Suspensionsformulierungen ist die Aufrechterhaltung der Dispersionsstabilität besonders wichtig.

Diese Parameter dienen der Bestätigung, dass das Produkt nach der Verdünnung gleichmäßig dispergiert werden kann, wodurch übermäßige Sedimentation oder Phasentrennung vermieden wird.

Feste wasserdispergierbare Formulierungen

Für benetzbare Pulver (WP) und wasserdispergierbare Granulate (WG) umfassen typische Parameter Benetzungszeit, Nasssiebtest, Suspendierbarkeit und persistenter Schaum.

Wasserdispergierbare Granulate können gegebenenfalls auch eine Bewertung der Dispersionseigenschaften, der Staubentwicklung, der Fließfähigkeit und der Abriebfestigkeit erfordern, um sicherzustellen, dass die Granulate nach Zugabe zu Wasser wirksam zerfallen und dispergieren.

Emulgierbare Formulierungen

Für emulgierbare Konzentrate (EC), Suspoemulsionen und andere emulsionsbildende Formulierungen umfassen die zentralen Parameter Emulsionsstabilität und Reemulgierung, anhand derer bewertet wird, ob das Produkt nach Verdünnung mit Wasser eine stabile Emulsion bildet und aufrechterhält und ob eine inakzeptable Entmischung, ein Aufrahmen oder eine Ölausscheidung auftritt.

Wasserlösliche Formulierungen

Bei löslichen Konzentraten, löslichen Pulvern und löslichen Granulaten ist der zentrale Aspekt in der Regel die Lösungsstabilität.

Lösliche Pulver und lösliche Granulate können auch eine Bewertung des Lösungsgrads und des persistenten Schaums erfordern, um zu bestätigen, dass sich der Wirkstoff ausreichend löst und dass in der Spritzflüssigkeit keine inakzeptable Ausfällung oder Kristallisation auftritt.

Bei löslichen Granulaten können auch Staubentwicklung, Fließfähigkeit und Abriebfestigkeit relevant sein.

Formulierungen zur Direktanwendung

Bei direkt ausgebrachten Granulaten umfassen die wichtigsten Parameter in der Regel Partikelgrößenverteilung, Staubungsverhalten, Fließfähigkeit und Abriebfestigkeit.

Diese Parameter tragen dazu bei, eine gleichmäßige Ausbringung sicherzustellen und zugleich die Staubexposition sowie den Partikelbruch bei Handhabung und Ausbringung zu minimieren.

3.3 Lagerstabilität

Studien zur Lagerstabilität zeigen, ob ein formuliertes Produkt unter den festgelegten Lagerbedingungen während des vorgesehenen Lagerzeitraums einen akzeptablen Wirkstoffgehalt, einen akzeptablen physikalischen Zustand und kritische anwendungsbezogene Leistungsmerkmale aufrechterhalten kann.

Typische Studien können umfassen:

• Langzeitlagerstabilität;

• Beschleunigte Lagerstabilität;

• Niedrigtemperaturstabilität;

• Frost-Tau-Stabilität; und

• Verpackungskompatibilität.

Die Stabilitätsbewertung sollte sich nicht allein darauf konzentrieren, ob der Wirkstoff einem Abbau unterliegt. Auch Veränderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie kritischer technischer Leistungsparameter sollten bewertet werden um sicherzustellen, dass das Produkt während der vorgesehenen Haltbarkeit eine gleichbleibende Qualität und Anwendungsleistung beibehält.

3.4 Besondere Funktionseigenschaften

Bei Produkten mit besonderen Strukturen oder spezialisierten Anwendungsmethoden, wie mikroverkapselten Formulierungen, Saatgutbehandlungsprodukten, Aerosolen, Mückenspiralen, elektrischen Mückenabwehrmitteln, rauchentwickelnden Produkten und ähnlichen Formulierungen, können zusätzlich zu den üblichen physikalisch-chemischen und anwendungsbezogenen Leistungsmerkmalen weitere produktspezifische Parameter zu bewerten sein.

Zum Beispiel:

• Mikroverkapselte Formulierungen: die Freisetzungsrate des Wirkstoffs sollte bewertet werden, um die vorgesehenen Eigenschaften der kontrollierten Freisetzung nachzuweisen.

• Saatgutbehandlungsprodukte: Haftung und Beschichtungsleichheit sollten bewertet werden, um eine gleichmäßige Saatgutbehandlung sicherzustellen.

• Aerosolprodukte: Sprühleistung und Ventilzuverlässigkeit sollten bewertet werden.

• Mückenspiralen und elektrische Mückenabwehrmittel: Brenndauer und Wirkstofffreisetzungsmerkmale sollten bewertet werden, um eine gleichbleibende Wirksamkeit während des vorgesehenen Anwendungszeitraums sicherzustellen.

4. Schlussfolgerung

Ob für ein technisches Material oder ein formuliertes Produkt, bilden Produktchemiedaten einen Eckpfeiler der agrochemischen Entwicklung und Registrierung.

Die Produktchemie ist kein isolierter Bestandteil des Registrierungsdossiers. Sie durchzieht den gesamten Prozess der Produktentwicklung, der Qualitätskontrolle und der regulatorischen Bewertung und liefert zugleich grundlegende Daten und wissenschaftliche Unterstützung für die Wirksamkeitsbewertung, die Bewertung des Umweltverhaltens sowie die Risikobewertung für die menschliche Gesundheit und die Ökologie.

Dieser Artikel hat die gemeinsamen Anforderungen in den wichtigsten globalen Märkten in den Blick genommen und die physikalisch-chemischen Endpunkte für technische Materialien und formulierte Produkte sowie die zugrunde liegende Logik dieser Anforderungen beleuchtet.

In der nächsten Ausgabe, werden wir die spezifischen physikalisch-chemischen Datenanforderungen der Produktchemie in den wichtigsten Regulierungsräumen weiter beleuchten, darunter China, die Europäische Union, die Vereinigten Staaten, Canada, Australien und andere wichtige Märkte.

Wie REACH24H helfen kann

REACH24H engagiert sich seit Langem für die Beobachtung der agrochemischen Registrierung und der regulatorischen Entwicklungen in den wichtigsten globalen Märkten, darunter China, die Europäische Union, die Vereinigten Staaten, Canada, Australien und Brasilien. Unsere umfassenderen globalen agrochemischen Compliance-Dienstleistungen umfassen die Registrierung und die technische Unterstützung in diesen Märkten.

Wir verfolgen fortlaufend regulatorische Anforderungen, Prüfansätze und technische Entwicklungen zur Produktchemie in diesen Märkten. Unsere Expertise umfasst einschlägige technische Rahmenwerke und Leitlinien, die von FAO/WHO und OECD, sowie regulatorische Leitlinien und Bewertungsanforderungen, die von Behörden und Agenturen einschließlich EPA, EFSA und APVMA herausgegeben werden.

Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung in Produktzusammensetzung, Qualitätsspezifikation, Verunreinigungskontrolle, Analysenmethoden und wissenschaftliche Risikobewertung, und bieten technische Unterstützung während des gesamten Produktentwicklungs- und Registrierungsprozesses.

Ob Sie produktchemische Überlegungen in die Produktentwicklung, Prüfstrategien oder die Dossiererstellung einbeziehen möchten oder während der Registrierung mit komplexen produktchemischen Herausforderungen konfrontiert sind, kann REACH24H Ihnen helfen, potenzielle Risiken frühzeitig zu erkennen und zu bewältigen, praxisnahe technische Lösungen bereitzustellen, Nachforderungen zusätzlicher Informationen und wiederholte Dossierüberarbeitungen zu minimieren und letztlich den Registrierungsprozess zu straffen.

Zu marktspezifischen Anforderungen siehe unsere Pflanzenschutzmittelregistrierung in China, Pflanzenschutzmittelregistrierung bei der US-EPA, und EU-Verordnung über Pflanzenschutzmittel Ressourcen.

Empfohlene Lektüre

• Globale Compliance-Dienstleistungen für Pflanzenschutzmittel und Düngemittel

• FAQ | Registrierung von technischem Material für Pflanzenschutzmittel

• Dienstleistungen zur Pflanzenschutzmittelregistrierung in China

• Pflanzenschutzmittelregistrierung bei der US-EPA

• EU-Verordnung über Pflanzenschutzmittel (EU PPP)

Offizielle Ressourcen

• OECD — Bericht über regulatorische Datenanforderungen für Pflanzenschutzmittel hinsichtlich der Produktchemie

• OECD-Prüfrichtlinien für Chemikalien, Abschnitt 1: Physikalisch-chemische Eigenschaften

• FAO/WHO-Handbuch zur Entwicklung und Verwendung von Spezifikationen für chemische Pflanzenschutzmittel

• US-EPA — Datenanforderungen für die Pflanzenschutzmittelregistrierung

• EUR-Lex — Verordnung (EU) Nr. 283/2013 der Kommission: Datenanforderungen für Wirkstoffe

• EUR-Lex — Verordnung (EU) Nr. 284/2013 der Kommission: Datenanforderungen für Pflanzenschutzmittel

• APVMA — Chemie- und Herstellungsanforderungen für landwirtschaftliche Chemikalienprodukte