Тефлутрин
 тефлутрин ( рацемический )
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
рац- (2,3,5,6-Тетрафтор-4-метилфенил)метил (1 R ,3 R )-2,2-диметил-3-[(1 Z )-2-хлор-3,3,3- трифторпроп-1-ен-1-ил]циклопропан-1-карбоксилат | |
| Другие имена
Тефлутрин
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.124.968 |
| Номер ЕС |
|
| КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики [ 1 ] | |
| С 17 Н 14 Cl F 7 О 2 | |
| Молярная масса | 418.74 g·mol −1 |
| Появление | бесцветное твердое вещество |
| Плотность | 1,48 г/мл |
| Температура плавления | 44,6 °С |
| Точка кипения | 156 °C при 1 мм рт. ст. |
| 0,02 мг/л в воде
>500 г/л в ацетоне, гексане, толуоле | |
| войти P | 6.4 |
| Опасности [ 2 ] | |
| СГС Маркировка : | |
 
| |
| Опасность | |
| Х300 , Х310 , Х330 , Х410 | |
| P260 , P262 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P284 , P301+P310 , P302+P350 , P304+P340 , P310 , P320 , P321 , P322 , P330 , P361 , P363 , П391 , П403+П233 , П405 , Р501 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Тефлутрин — ISO. общепринятое название [ 3 ] для органического соединения , которое используется в качестве пестицида . [ 1 ] Это пиретроид , класс синтетических инсектицидов , которые имитируют структуру и свойства встречающегося в природе инсектицида пиретрина , который присутствует в цветках хризантемы cinerariifolium . Пиретроиды, такие как тефлутрин, часто отдаются предпочтение в качестве активных ингредиентов сельскохозяйственных инсектицидов, поскольку они более экономичны и действуют дольше, чем природные пиретрины. [ 4 ] Он эффективен против почвенных вредителей, поскольку может перемещаться в виде пара, не связываясь необратимо с частицами почвы: в этом отношении он отличается от большинства других пиретроидов. [ 5 ]
Синтез
[ редактировать ]
Тефлутрин (X=CH 3 ) получают этерификацией хлорангидрида цигалотрина . [ 6 ] с 4-метил-2,3,5,6-тетрафторбензиловым спиртом. [ 7 ] Последний был новым соединением, когда был изобретен тефлутрин. [ 8 ] и обсужден выбор маршрутов к нему. [ 9 ]
История
[ редактировать ]К 1974 году группа ученых Rothamsted Research обнаружила три пиретроида, пригодных для использования в сельском хозяйстве , а именно перметрин , циперметрин и дельтаметрин. [ 10 ] Эти соединения впоследствии были лицензированы NRDC . под номерами NRDC 143, 149 и 161 соответственно компаниям, которые затем могли разрабатывать их для продажи на определенных территориях Компания Imperial Chemical Industries (ICI) получила лицензии на перметрин и циперметрин, но их соглашение с NRDC не позволяло продавать их по всему миру. было ясно Кроме того, собственным исследователям ICI в Джилоттс-Хилл , что будущая конкуренция на рынке может быть затруднена из-за большей эффективности дельтаметрина по сравнению с другими соединениями. По этой причине тамошние химики искали запатентованные аналоги, которые могли бы иметь преимущества по сравнению с инсектицидами Ротамстеда за счет более широкого спектра действия или большей экономической эффективности . Первый прорыв был сделан, когда трифторметильная группа была использована для замены одного из хлоров в циперметрине, особенно когда двойная связь находилась в Z-форме . Второй основывался на технологии, разработанной химиками для практического производства Z-цис-кислоты путем контроля стереохимии циклопропанового кольца в дополнение к стереохимии двойной связи. [ 6 ] Это привело к коммерциализации цигалотрина и сделало доступным относительно большие запасы кислоты. Продолжались поисковые исследования, в которых его комбинировали с большим количеством коммерчески доступных бензиловых спиртов. В основном они обладали небольшой биологической активностью или не имели ее вовсе, но при использовании пентафторбензилового спирта сложный эфир с X=F не только обладал значительной внутренней активностью в отношении Diabrotica balteata , но продолжал действовать и в присутствии почвы, в отличие от других известных пиретроидов. . аналог с X=CH 3 (т.е. то, что стало тефлутрином) как оптимальный для разработки под кодовым номером ICI PP993. Дальнейшие исследования позволили после полевых испытаний идентифицировать [ 5 ] Впервые он был продан в 1987 году под торговой маркой Force. [ 11 ] В 2000 году агрохимический бизнес ICI объединился с бизнесом Novartis и образовал Syngenta , которая до сих пор производит и поставляет тефлутрин. Срок действия патента США на исходное соединение истек в ноябре 2002 года. [ 12 ] Тефлутрин был зарегистрирован для продажи в Европейском Союзе до 5 декабря 2008 года, когда он был добавлен в группу пестицидов, разрешение на продажу которых было отозвано и его больше нельзя было продавать. [ 13 ] Однако 1 января 2012 года его повторно разрешили к использованию. [ 14 ] [ 15 ]
Механизм действия
[ редактировать ]Пиретроидные инсектициды, в том числе тефлутрин, нарушают работу нервной системы организма. Это быстродействующие аксонные экситотоксины , которые влияют на потенциалзависимые натриевые каналы . [ 16 ] Натриевые каналы представляют собой гетеромультимерные комплексы, состоящие из одной большой 𝛼-субъединицы и двух меньших 𝛽-субъединиц. Место связывания тефлутрина находится на 𝛼-субъединице, которая также образует пору канала. Он изменяет функционирование канала, блокируя инактивацию и замедляя деактивацию. [ 17 ] Это приводит к стойкой и длительной активации натриевых каналов и притоку натрия, губительного для насекомого. Существует множество различных форм натриевых каналов: у млекопитающих идентифицировано девять различных 𝛼-субъединиц натриевых каналов (названных Nav1.1 — Nav1.9 ). [ 18 ] Изоформы каналов различаются по сродству к тефлутрину; например, Nav1.6 как минимум в 15 раз более чувствителен, чем изоформа Nav1.2 . [ 19 ] [ 20 ]
Составы
[ редактировать ]Тефлутрин доступен конечным пользователям только в виде готовых продуктов. Его основное применение заключается в борьбе с почвенными насекомыми кукурузы , когда он представлен в виде гранул. [ 21 ] Его также можно включать в обработку семян .
Использование
[ редактировать ]Все пестициды должны пройти регистрацию в соответствующих органах страны, в которой они будут использоваться. [ 22 ] В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) отвечает за регулирование использования пестицидов в соответствии с Федеральным законом об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (FIFRA) и Законом о защите качества пищевых продуктов (FQPA). [ 23 ] Пестицид можно использовать на законных основаниях только в соответствии с указаниями на этикетке, прилагаемой на момент продажи пестицида. Целью маркировки является «предоставление четких указаний по эффективному функционированию продукта при минимизации рисков для здоровья человека и окружающей среды». Этикетка — это юридически обязательный документ, который определяет, как можно и нужно использовать пестицид, а несоблюдение указаний на этикетке при использовании пестицида является федеральным правонарушением. [ 24 ] Текущая (2020 г.) этикетка тефлутрина в США охватывает его использование при выращивании полевой кукурузы, попкорна, семенной кукурузы и сахарной кукурузы и указывает количество, которое следует применять. [ 25 ] используется двухуровневый подход В Европейском Союзе для одобрения и авторизации пестицидов . Во-первых, прежде чем рецептура продукта может быть разработана для рынка, активное вещество должно быть одобрено для Европейского Союза. После того, как это будет достигнуто, необходимо запросить разрешение на конкретный продукт в каждом государстве-члене ЕС, которому заявитель хочет его продать. После этого существует программа мониторинга, позволяющая убедиться, что остатки пестицидов в продуктах питания находятся ниже пределов, установленных Европейским агентством по безопасности пищевых продуктов .
Основное применение тефлутрина — борьба с личинками кукурузных жуков ( Diabrotica spp ), он также смертелен для совки и проволочника личинок . Родственные насекомые разделяют эту восприимчивость к этому соединению, включая вредителей, таких как коллемболы , симфилиды , многоножки , карликовый жук , огненные муравьи и белые личинки . [ 1 ] Преимущество для фермера заключается в повышении урожайности при сборе урожая. Фермеры могут действовать в своих экономических интересах: можно оценить стоимость дополнительного урожая, а общая стоимость использования инсектицида влияет на решение о покупке. Этот анализ затрат и выгод , проводимый конечным пользователем, устанавливает максимальную цену, которую может потребовать поставщик. Предполагаемое ежегодное использование тефлутрина в сельском хозяйстве США составлено Геологической службой США. [ 26 ] Это показывает, что потребление достигло пика в 2003 году, но к 2017 году, последней дате, по которой доступны данные, упало примерно до 150 000 фунтов (68 000 кг) в год, почти исключительно в кукурузном поясе . Способность тефлутрина бороться с почвенными вредителями, в отличие от других пиретроидов, обусловлена его относительно высокой летучестью , что позволяет его парам перемещаться от места применения к окружающей почве. [ 5 ] Давление его пара при 20 °C составляет 8,4 мПа, а давление пара, например, у перметрина — 0,007 мПа. [ 1 ]
Безопасность человека
[ редактировать ]Тефлутрин – пестицид ограниченного использования . Одним из последствий этого является то, что в США использование продукта способом, не соответствующим его маркировке, является нарушением федерального закона, а маркировка должна находиться в распоряжении пользователя на момент подачи заявления. Он может попасть в организм при вдыхании пыли или тумана, а также при проглатывании. Вызывает умеренное раздражение глаз. Длительный или часто повторяющийся контакт с кожей может вызвать у некоторых людей аллергические реакции. Воздействие на кожу может привести к временному ощущению, описываемому как покалывание, зуд, жжение или покалывание. Начало заболевания может произойти сразу через четыре часа после воздействия и может продолжаться 2–30 часов без видимого повреждения кожи. [ 25 ] Меры первой помощи указаны на этикетке. [ 25 ]
Метаболизм
[ редактировать ]у млекопитающих ЛД 50 составляет 21,8 мг/кг (крысы, перорально). [ 1 ] Фаза I метаболизма тефлутрина протекает как через окисление , так и через гидролиз . [ 27 ] Исходной мишенью окисления являются его метильные группы. Те, что находятся в циклопропановом кольце и в тетрафторбензольном кольце, окисляются до спиртовых групп, которые могут далее окисляться до карбоновых кислот. Гидролиз тефлутрина происходит по сложноэфирной связи, в результате чего образуются цигалотриновая кислота и 4-метил-2,3,5,6-тетрафторбензиловый спирт, которые могут быть дополнительно окислены до соответствующей карбоновой кислоты. В фазе метаболизма II метаболиты фазы I глюкуронируются по любым доступным спиртовым группам, чтобы облегчить мембранный транспорт и, в конечном итоге, выведение.
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Тефлутрин очень токсичен для пресноводных и устьевых рыб и беспозвоночных. [ 25 ] Его свойства и воздействие на окружающую среду обобщены в нескольких публикациях. [ 1 ] [ 2 ] [ 28 ] В конечном итоге именно регулирующие органы в каждой стране должны взвесить выгоды для конечных пользователей и сбалансировать их с присущими соединениям опасностями и вытекающими отсюда рисками для потребителей и окружающей среды в целом. Эти органы оговаривают условия, при которых можно использовать тефлутрин.
Управление сопротивлением
[ редактировать ]Виды обладают способностью эволюционировать и развивать устойчивость к пиретроидам (да и почти ко всем пестицидам). Этот потенциал можно смягчить путем тщательного управления . Сообщения о том, что отдельные виды вредителей становятся устойчивыми к тефлутрину, отслеживаются производителями, регулирующими органами, такими как EPA и Комитет по борьбе с устойчивостью к инсектицидам (IRAC). [ 29 ] В некоторых случаях риск развития резистентности можно снизить, используя смесь двух или более инсектицидов, каждый из которых активен в отношении соответствующих вредителей, но имеет несвязанные механизмы действия. Чтобы облегчить эту задачу, IRAC распределяет инсектициды по классам.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж База данных свойств пестицидов. «Тефлутрин» . Университет Хартфордшира.
- ^ Jump up to: а б «Тефлутрин» . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 2 февраля 2020 г.
- ^ «Сборник распространенных названий пестицидов: тефлутрин» . БЦПК .
- ^ Меткалф, Роберт Л.; Горовиц, Авраам Р. (2014). «Борьба с насекомыми, 1. Основы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/14356007.a14_263 .
- ^ Jump up to: а б с Макдональд, Э.; Пунджа, Н.; Юцум, Арканзас (1986). «Обоснование изобретения и оптимизации тефлутрина, пиретроида для использования в почве». Британская конференция по защите сельскохозяйственных культур – вредители и болезни, материалы (1): 199–206.
- ^ Jump up to: а б Великобритания отозвана 2085000 , Кросби, Джон, «Улучшенный процесс получения некоторых промежуточных циклопропан-пиретроидов с высоким содержанием цис», опубликовано 21 апреля 1982 г., передано ICI plc.
- ^ Патент США 4551546 , Пунджа, Северная Каролина, передан ICI plc.
- ^ Макдональд, Эдвард; Пунджа, Назим (1986). «Заметка о синтезе и биологической активности полифторбензилпиретроидных эфиров». Пестицидная наука . 17 (4): 459–463. дои : 10.1002/ps.2780170418 .
- ^ Милнер, диджей (1989). «Пути к инсектициду тефлутрину: необычные шаги на пути к 4-метил-2,3,5,6-тетрафторбензильному звену». Журнал химии фтора . 45 : 107. дои : 10.1016/S0022-1139(00)84479-6 .
- ^ Эллиотт, Майкл (1977). «Синтетические пиретроиды». Серия симпозиумов ACS . Том. 42. Американское химическое общество, Вашингтон. стр. 1–28. дои : 10.1021/bk-1977-0042.ch001 . ISBN 978-0-8412-0368-6 .
- ^ «Сингента: празднование 75-летия научных достижений в Международном исследовательском центре Джилоттс-Хилл» (PDF) . Сингента. 2003. Архивировано из оригинала (PDF) 11 октября 2007 года.
- ^ «US4551546, Галогенированные сложные эфиры» .
- ^ «ЭУР-Лекс-32008D0934-RU» . eur-lex.europa.eu . 05.12.2008.
- ^ «ЭУР-Лекс-02008Д0934-20120101-RU» . 01.01.2012.
- ^ «База данных ЕС по пестицидам – Европейская комиссия» . ec.europa.eu .
- ^ Тан, Цзяньго; Содерлунд, Дэвид М. (2008). «Потенциал-управляемые натриевые каналы Nav1.3 человека и крысы различаются по свойствам инактивации и чувствительности к пиретроидному инсектициду тефлутрину» . Нейротоксикология . 30 (1): 81–89. дои : 10.1016/j.neuro.2008.10.008 . ISSN 0161-813X . ПМК 2696113 . ПМИД 19026681 .
- ^ Тренер Вера Л.; Макфи, Дженси С.; Бутеле-Бошан, Элен; Бейкер, Карл; Шойер, Тодд; Бабен, Дидье; Демут, Жан-Пьер; Гюден, Денис; Каттералл, Уильям А. (1 апреля 1997 г.). «Высокое сродство связывания пиретроидов с α-субъединицей натриевых каналов мозга». Молекулярная фармакология . 51 (4): 651–657. дои : 10.1124/моль.51.4.651 . ISSN 0026-895X . ПМИД 9106631 . S2CID 89494224 .
- ^ Голдин, Алан Л.; Барчи, Роберт Л.; Колдуэлл, Джон Х.; Хофманн, Франц; Хау, Джеймс Р.; Хантер, Джон К.; Каллен, Роланд Г.; Мандель, Гейл; Мейслер, Мириам Х.; Неттер, Йохевед Бервальд; Нода, Масахара; Тамкун, Майкл М.; Ваксман, Стивен Г.; Вуд, Джон Н.; Каттералл, Уильям А. (1 ноября 2000 г.). «Номенклатура потенциалзависимых натриевых каналов» . Нейрон . 28 (2): 365–368. дои : 10.1016/S0896-6273(00)00116-1 . ISSN 0896-6273 . ПМИД 11144347 .
- ^ Тан, Цзяньго; Содерлунд, Дэвид М. (15 сентября 2010 г.). «Различное действие пиретроидных инсектицидов S-биоаллетрина, тефлутрина и дельтаметрина на натриевые каналы Nav1.6 крысы» . Токсикология и прикладная фармакология . 247 (3): 229–237. дои : 10.1016/j.taap.2010.07.001 . ISSN 0041-008X . ПМЦ 2929565 . ПМИД 20624410 .
- ^ Клаассен, Кертис Д., изд. (2001). Токсикология Казаретта и Дулла: фундаментальная наука о ядах (6-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, Медицинский паб. Разделение. ISBN 978-0-07-134721-1 .
- ^ «Инсектицид Форс 6,5г» . Сингента США . Проверено 2 февраля 2020 г.
- ^ Уилсон HR (1996). «Правила по пестицидам» . В Рэдклиффе Э.Б., Хатчисоне В.Д., Канселадо Р.Э. (ред.). Всемирный учебник IPM Рэдклиффа . Сент-Пол: Университет Миннесоты. Архивировано из оригинала 13 июля 2017 года.
- ^ «Пестициды и общественное здравоохранение» . Пестициды: здоровье и безопасность . Агентство по охране окружающей среды США . 20 августа 2015 г. Архивировано из оригинала 14 января 2014 года . Проверено 4 февраля 2020 г.
- ^ Агентство по охране окружающей среды (27 февраля 2013 г.). «Этикетка пестицидов» . Проверено 4 февраля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Форс 6,5г» . Сингента США . Проверено 2 февраля 2020 г.
- ^ Геологическая служба США (18 июня 2020 г.). «Оценка использования тефлутрина в сельском хозяйстве, 2017 г.» . Проверено 4 сентября 2020 г.
- ^ Маррс, Тим (2012). Токсикология инсектицидов для млекопитающих . Кембридж: Королевское химическое общество. стр. 156–158. ISBN 978-1-84973-300-7 .
- ^ Тефлутрин . Агентство по регулированию борьбы с вредителями. 2010. с. 116. ИСБН 978-1-100-14618-8 .
- ^ «Сайт IRAC» .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Лихи, JP, изд. (1985). Пиретроидные инсектициды . Тейлор и Фрэнсис, Лондон. п. 440. ИСБН 0-85066-283-4 .
- Науманн, Клаус (2013). Синтетические пиретроидные инсектициды: структура и свойства . Спрингер. п. 244. ИСБН 978-3-642-74851-6 .
- Науманн, Клаус (2012). Синтетические пиретроидные инсектициды: химия и патенты . Спрингер. п. 412. ИСБН 978-3-642-74854-7 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- PPDB База данных свойств тефлутрина пестицидов
- Паспорт безопасности тефлутрина от Sigma-Aldrich
- Тефлутрин от Пабхим
- Международная информация о химической безопасности