Мезотрион
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
2-(4-мезил-2-нитробензоил)циклогексан-1,3-дион
| |
| Предпочтительное название ИЮПАК
2-[4-(Метилсульфонил)-2-нитробензоил]циклогексан-1,3-дион | |
| Другие имена
ЗА1296
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.111.661 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики [ 1 ] | |
| С 14 Н 13 Н О 7 С | |
| Молярная масса | 339.32 g·mol −1 |
| Появление | Твердое вещество от желтого до коричневого цвета |
| Плотность | 1,49 г/см 3 |
| Температура плавления | 165,3 ° С (329,5 ° F; 438,4 К) |
| 1500 мг/л (20 °С) | |
| войти P | 0.11 |
| Кислотность ( pKa ) | 3.12 |
| Опасности [ 2 ] | |
| СГС Маркировка : | |
| |
| Предупреждение | |
| H410 | |
| П273 , П391 , П501 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Мезотрион — гербицид избирательного действия, используемый в основном при выращивании кукурузы . [ 1 ] Это синтетическое соединение, созданное на основе природного вещества лептоспермона, содержащегося в бутылочном дереве Callistemon citrinus . Он ингибирует фермент 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназу (HPPD). [ 3 ] и продается под торговыми марками, включая Callisto и Tenacity. Впервые он был продан компанией Syngenta в 2001 году. [ 4 ]
История
[ редактировать ]Изобретение гербицидов класса трикетонов началось с наблюдения в 1977 году за аллелопатической борьбой с сорняками возле бутылочного дерева Callistemon citrinus . Химики из компании Stauffer Chemical определили ответственное за это соединение как лептоспермон , известный природный продукт. [ 5 ] о биологической активности которых ранее не сообщалось. Обширная работа над аналогами привела к открытию и разработке сулкотриона и мезотриона. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
- Химическая структура лептоспермона (слева), сулкотриона (в центре) и мезотриона (справа)
Было обнаружено, что трикетоновые гербициды эффективны против широкого спектра коммерчески важных видов сорняков и обладают как до-, так и послевсходовой активностью. [ 9 ] Мезотрион был выбран для разработки (компанией Zeneca Agrochemicals под кодовым номером ZA1296), поскольку он контролирует широкий спектр широколистных сорняков, конкурирующих с кукурузой, а также может подавлять некоторые однолетние травяные сорняки, которые могут присутствовать в посевах. Такая селективность и отсутствие повреждения урожая достигается за счет большей активности в отношении целевого фермента, обнаруженного в двудольных растениях , чем в однодольных растениях. [ 10 ] и потому что кукуруза может метаболизировать соединение в дионсодержащем кольце. [ 6 ]
Синтез
[ редактировать ]Синтез мезотриона [ 10 ] впервые было раскрыто в патентах [ 11 ] поданный ICI , которая приобрела Stauffer в 1987 году. [ 12 ] 1,3-Циклогександион сначала подвергают взаимодействию с хлорангидридом 4-(метилсульфонил)-2-нитробензойной кислоты в условиях, в которых енольная гидроксильная группа дикетона реагирует с образованием бензоилированного производного. На отдельной стадии его перегруппировывают в мезотрион с использованием каталитического количества цианид-иона, полученного из ацетонциангидрина.
Механизм действия
[ редактировать ]Мезотрион ингибирует фермент 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназу (HPPD). [ 3 ] он является чрезвычайно мощным ингибитором HPPD В лабораторных испытаниях с использованием растения Arabidopsis thaliana со значением K i около 10 пМ. [ 6 ] У растений HPPD необходим для биосинтеза токоферолов производства и пластохинона , который необходим для . каротиноидов Подавление этого пути в конечном итоге приводит к обесцвечиванию листьев по мере хлорофилла с последующей гибелью растений. разрушения [ 13 ] [ 6 ]
Составы
[ редактировать ]Мезотрион доступен конечным пользователям только в виде готовых продуктов. В них используется непорошкообразный материал с пониженным содержанием или вообще без использования опасных растворителей, например, суспензионные концентраты. Гербицид совместим с другими соединениями, которые фермер может смешивать, чтобы распространить контроль на травяные сорняки, которые сам мезотрион не убивает. [ 14 ]
Использование
[ редактировать ]
Мезотрион представляет собой системный до- и послевсходовый гербицид для избирательного контакта и остаточного контроля широколиственных сорняков в полевой кукурузе, семенной кукурузе, желтом попкорне и сладкой кукурузе. [ 14 ] Мезотрион обладает широким спектром активности в отношении коммерчески важных широколистных сорняков, включая Abutilon theophrasti , Amaranthus powellii , Amaranthus Retroflexus , Chenopodium album , Datura stramonium , Digitaria sanguinalis , Lamium purpureum , Polygonum persicaria , Rumex Crispus , Senecio vulgaris , Solanum . nigrum , Stellaria media и Xanthium strumarium . Кроме того, его свойства означают, что его можно вносить в почву, чтобы появляющиеся сорняки поглощали его и находились под контролем. Альтернативно, опрыскивание после того, как сорняки уже присутствуют в посевах, также приведет к борьбе с ними. [ 14 ] Такое сочетание свойств привело к тому, что мезотрион очень быстро получил широкое распространение и к 2011 году достиг годового объема продаж более 400 миллионов долларов. [ 4 ] Препарат применяют в нормах внесения 75-150 г/га. [ 15 ]
Предполагаемое годовое использование мезотриона в сельском хозяйстве США составлено Геологической службой США и демонстрирует тенденцию к увеличению с момента его введения в 2001 по 2018 год, последнюю дату, для которой доступны данные, и в настоящее время достигает 4 500 000 фунтов (2 000 000 кг). Как и следовало ожидать от соединения, используемого почти исключительно в кукурузе, наиболее интенсивное его использование приходится на кукурузный пояс . [ 16 ]
Безопасность человека
[ редактировать ]ЛД мезотриона 50 составляет более 5000 мг/кг (крысы, перорально). [ 1 ] это означает, что он практически нетоксичен при пероральном приеме, но может вызвать серьезное раздражение глаз. Информация о первой помощи указана на этикетке. [ 14 ] [ 15 ] Совместное совещание Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) по остаткам пестицидов определило, что приемлемая суточная доза мезотриона составляет 0–0,5 мг/кг массы тела. [ 17 ] [ 18 ] В базе данных Кодекса Алиментариус , которую ведет ФАО, указаны максимальные пределы содержания мезотриона в различных пищевых продуктах, большинство из которых установлены на уровне предела обнаружения 0,01 мг/кг. [ 19 ]
Влияние на окружающую среду
[ редактировать ]Мезотрион очень токсичен для водных организмов с долгосрочными последствиями. [ 15 ] Его экотоксикология обобщена в базе данных свойств пестицидов. [ 1 ]
Управление сопротивлением
[ редактировать ]Сообщения о том, что отдельные виды сорняков, например Amaranthus Tuberculatus , становятся устойчивыми к мезотриону. [ 20 ] контролируются производителями, регулирующими органами, такими как EPA и Комитет по борьбе с гербицидами (HRAC). [ 21 ] В некоторых случаях риск развития резистентности можно снизить, используя смесь двух или более гербицидов, каждый из которых активен в отношении соответствующих сорняков, но имеет несвязанные механизмы действия. Чтобы облегчить эту задачу, HRAC распределяет активные ингредиенты по классам.
Бренды
[ редактировать ]Согласно международной конвенции и законам многих стран, этикетки пестицидов должны включать общее название активных ингредиентов. Эти названия не являются исключительной собственностью владельца какого-либо патента или товарного знака и, как таковые, представляют собой самый простой способ для неспециалистов ссылаться на отдельные химические вещества. Компании, продающие пестициды, обычно делают это, используя торговую марку или текстовый знак , который позволяет им отличить свою продукцию от продуктов конкурентов, содержащих тот же активный ингредиент. Во многих случаях этот брендинг зависит от страны и рецептуры, поэтому для одного активного ингредиента может существовать несколько торговых марок. Мезотрион можно предварительно смешать с другими гербицидами, чтобы обеспечить более полную борьбу с сорняками. Например, Acuron — это название, используемое компанией Syngenta для смеси, содержащей бициклопирон, атразин и S-метолахлор помимо мезотриона . Торговые марки мезотриона включают Callisto, Instigate, Meristo, Resicore и Tenacity. Поставщики и торговые марки в США перечислены в Национальной системе поиска информации о пестицидах. [ 22 ]
См. также
[ редактировать ]- Нитизинон (орфадин)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д База данных свойств пестицидов. «Мезотрион» . Университет Хартфордшира.
- ^ База данных ПабХим. «Мезотрион» .
- ^ Jump up to: а б Моран, Греция (январь 2005 г.). «4-Гидроксифенилпируватдиоксигеназа» (PDF) . Архив биохимии и биофизики . 433 (1): 117–28. дои : 10.1016/j.abb.2004.08.015 . ПМИД 15581571 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2014 г.
- ^ Jump up to: а б Аттли, Найджел (3 июня 2011 г.). «Профиль продукта: Мезотрион» . Агробизнес глобальный . Проверено 28 марта 2020 г.
- ^ Хеллиер, Р.О. (1968). «Нахождение β-трикетонов в паролетучих маслах миртовых австралийских растений» . Ауст. Дж. Чем . 21 (11): 2825–2828. дои : 10.1071/CH9682825 .
- ^ Jump up to: а б с д Боденье, Рено; Эдмундс, Эндрю Дж. Ф.; Фрейзер, Торкил Э.М.; Холл, Роджер Г.; Хоукс, Тимоти Р.; Митчелл, Глинн; Шетцер, Юрген; Вендеборн, Себастьян; Уибли, Джейн (2009). «Гербицидные ингибиторы 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназы - обзор истории химии трикетонов с точки зрения Syngenta». Биоорганическая и медицинская химия . 17 (12): 4134–4152. дои : 10.1016/j.bmc.2009.03.015 . ПМИД 19349184 .
- ^ Кнудсен, Кристофер Г.; Ли, Дэвид Л.; Майкли, Уильям Дж.; Чин, Сяо-Лин; Нгуен, Нхан Х.; Русай, Рональд Дж.; Кромарти, Томас Х.; Грей, Рид; Лейк, Байрон Х.; Фрейзер, Торкил Э.М.; Картрайт, Дэвид (2000). «Открытие трикетонового класса гербицидов, ингибирующих HPPD, и их связь с встречающимися в природе β-трикетонами». Аллелопатия в экологическом сельском и лесном хозяйстве . стр. 101–111. дои : 10.1007/978-94-011-4173-4_7 . ISBN 978-94-010-5817-9 .
- ^ Дерек Корнс (2005). «Каллисто: очень успешный гербицид для кукурузы, вдохновленный аллелохимией» . Четвертый Всемирный Конгресс по Аллеопатии . ООО "Региональный институт" . Проверено 28 марта 2020 г.
- ^ Джала, Амит Дж.; Кумар, Випан; Ядав, Рамаватар; и др. (2023). «Гербициды, ингибирующие 4-гидроксифенилпируватдиоксигеназу (HPPD): прошлое, настоящее и будущее» . Технология сорняков . 37 : 1–14. дои : 10.1017/wet.2022.79 .
- ^ Jump up to: а б Митчелл, Глинн; Бартлетт, Дэвид В.; Фрейзер, Торкил Э.М.; Хоукс, Тим Р.; Холт, Дэвид С.; Таунсон, Джейн К.; Вихерт, Рекс А. (2001). «Мезотрион: новый селективный гербицид для обработки кукурузы». Наука борьбы с вредителями . 57 (2): 120–128. doi : 10.1002/1526-4998(200102)57:2<120::AID-PS254>3.0.CO;2-E . ПМИД 11455642 .
- ^ патент США 5006158 , Картер, К.Г.; Ли, Д.Л. и Михаэли, У.Дж. и др., «Некоторые 2-(2-замещенные бензоил)-1,3-циклогександионы», выпущено 9 апреля 1991 г., передано ICI Americas Inc.
- ^ Хикс, Джонатан П. (6 июня 1987 г.). «Империал собирается купить Штауффер» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 28 марта 2020 г.
- ^ «Гербицид упорства» . Сингента .
- ^ Jump up to: а б с д Сингента США. «Марка гербицида Каллисто в США» .
- ^ Jump up to: а б с Сингента Великобритания. «Лейбл Callisto UK» (PDF) .
- ^ Геологическая служба США (12 октября 2021 г.). «Оценка использования мезотриона в сельском хозяйстве, 2018 г.» . Проверено 17 января 2022 г.
- ^ Отчет совместного совещания Группы экспертов ФАО по остаткам пестицидов в продуктах питания и окружающей среде и Основной группы ВОЗ по оценке остатков пестицидов (pdf) . 13 апреля 2015 г. стр. 229–248. ISBN 9789251086681 . ISSN 0259-2517 .
- ^ Лоу, К.; Ташева, М. «Мезотрион» (pdf) .
- ^ ФАО/ВОЗ. «Мезотрион» .
- ^ Каундун, Шив С.; Хатчингс, Сара-Джейн; Дейл, Ричард П.; Хауэлл, Анушка; Моррис, Джеймс А.; Крамер, Вэнс К.; Шивраин, Винод К.; МакИндо, Эдди (2017). «Механизм устойчивости к мезотриону у популяции Amaranthus Tuberculatus из Небраски, США» . ПЛОС ОДИН . 12 (6): e0180095. Бибкод : 2017PLoSO..1280095K . дои : 10.1371/journal.pone.0180095 . ПМК 5491128 . ПМИД 28662111 .
- ^ «Веб-сайт Комитета по борьбе с устойчивостью к гербицидам» .
- ^ НПИРС Общественный. «Поиск федеральных пестицидов» .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Сингх, HP; Батиш, Дейзи Р.; Кохли, РК (июнь 2001 г.). «Аллелопатия в агроэкосистемах» . Журнал улучшения урожая: инновации на практике, теории и исследованиях . 4 (2): 1–41. дои : 10.1300/J144V04N02_01 . ISSN 1092-678X . S2CID 129756850 . Викиданные Q111370060 .
- Даян, Франк Э.; Оуэнс, Дэниел К.; Дюк, Стивен О. (2012). «Обоснование подхода к открытию гербицидов, основанного на натуральных продуктах» (PDF) . Наука борьбы с вредителями . 68 (4): 519–528. дои : 10.1002/ps.2332 . ПМИД 22232033 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Мезотрион в базе данных свойств пестицидов (PPDB)