Макпа
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное имя IUPAC
(4-хлор-2-метилфенокси) уксусная кислота | |
| Другие имена
2- (4-хлор-2-метилфенокси) уксусная кислота
4-хлор -о- толилоксиксусная кислота Макпа | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| Чеби | |
| Химический | |
| Chemspider | |
| Echa Infocard | 100.002.146 |
| Кегг | |
PubChem CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Comptox Dashboard ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| C 9 H 9 Cl O 3 | |
| Молярная масса | 200.62 g·mol −1 |
| Появление | Белый или светло -коричневый твердый |
| Плотность | 1,18-1,21 г/см 3 |
| Точка плавления | 114 до 118 ° C (от 237 до 244 ° F; 387 до 391 K) |
| 825 мг/л (23 ° С), [ 1 ] аминная соль [ который? ] : 866 г/л эфир [ который? ] : 5 мг/л | |
| Опасности | |
| Лист данных безопасности (SDS) | Внешние MSDS |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |
MCPA ( 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота ) является широко используемым фенокси-гербицидом, введенным в 1945 году. Она избирательно контролирует сорняки широких листов на пастбищах и зерновых культурах . Режим действия MCPA является как ауксин , который представляет собой гормоны роста, которые естественным образом существуют в растениях. [ 2 ] [ 3 ]
История
[ редактировать ]начались исследования, В 1936 году в исследовательском центре ICIS Jealott's Hill's связанные с последствиями ауксинов на рост растений, которые выглядят специально для способа убить сорняки, не причиняя вреда такими культурами, как пшеница и овес. Уильям Темплман обнаружил, что когда индола-3-уксусная кислота (IAA), естественный ауксин, использовался при высоких концентрациях, она может остановить рост растений. В 1940 году он опубликовал свой вывод о том, что МАА убила широкие растения в области зерновых. [ 4 ] [ 5 ] Templeman и группа ICI искали соединения с аналогичной или большей селективной активностью, чем IAA или 1-на-на-на-на-на-на-на-на-на-на-нафтальениковая кислота , ингибируя рост сорняков, не отрицательно влияя на рост зерновых культур. Они синтезировали MCPA от соответствующего фенола, подвергая его хлоруксусной кислоте и разбавленную основу в прямой реакции замещения : [ 6 ]
- 2-метил-4-хлорфенол + CLCH 2 CO 2 H + основание → MCPA + основание · HCl (гидрохлорная кислота)
К концу 1941 года для Templeman Group было ясно, что MCPA была одним из самых активных протестированных соединений, но другие ауксин-гербициды, включая 2,4-D, также были эффективными. Эта работа состоялась во время Второй мировой войны и была случаем множественного открытия . Четыре группы работали независимо в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах: команда ICI; Филипп С. Натман и партнеры в Rothamsted Research в Великобритании; Франклин Д. Джонс и партнеры в американской компании по химической краске; и Эзра Краус, Джон В. Митчелл и партнеры из Чикагского университета и Департамента сельского хозяйства США . Все четыре группы подчинялись законам о секретности военного времени и не следовали обычным процедурам публикации и раскрытия патента, хотя ICI подала заявление, касающуюся как MCPA, так и 2,4-D 7 апреля 1941 года в Великобритании. В декабре 1942 года, после встречи в Министерстве сельского хозяйства, работники Rothamsted и ICI объединили ресурсы, а Натман переехал на холм Джелотт, чтобы присоединиться к усилиям ICI. [ 5 ] Первые публикации об этой группе гербицидов были другими работниками, которые не были первоначальными изобретателями: обсуждалась точная последовательность событий открытия. [ 7 ] MCPA впервые сообщил в открытой научной литературе Слэйдом, Темпллемом и Секстоном в 1945 году. [ 8 ] Решение ICI о коммерциализации MCPA (например, а не 2,4-D) оказало влияние тот факт, что ICI имел доступ к 2-метил-4-хлорфенолу, и после обширных полевых испытаний материал был впервые предоставлен для британских фермеров в 1946 году. , как 1% пыли. [ 5 ]
Способ действия
[ редактировать ]MCPA действует, имитируя действие гормона растений роста , что приводит к неконтролируемому росту и, в конечном итоге, смерти у восприимчивых растений, в основном Dicotyledons . [ 3 ] Он поглощается через листья и перемещается в меристемы растения. Неконтролируемый, неустойчивый рост, вызывая сгибание ствола, увядание листьев и возможную гибель растений.
Коммерческое использование
[ редактировать ]
MCPA используется в качестве гербицида, как правило, в качестве соли или этерифицированных форм. Используется таким образом, он контролирует широкие сорняки , включая чертополох и док , в зерновых культурах и пастбищах . Он селективен для растений с широкими листьями, и это включает в себя большинство лиственных деревьев. Клеверы терпимы на умеренных уровнях применения. В настоящее время он классифицируется как ограниченный пестицид в Соединенных Штатах : его использование отображается Геологической службой США , данные которых показывают постоянное использование с 1992 года, с небольшим недавним снижением за десять лет до 2017 года, последняя дата, на которую цифры цифры, цифры доступны. Соединение теперь используется почти исключительно в пшенице . [ 9 ]
Его токсичность и биодеградация являются темами текущих исследований. Один состав описывается его производителем как «предназначенное для конкретных рынков, которые требуют максимально безопасного феноксиного продукта, в первую очередь для использования на северо -западе Тихого океана». [ 10 ] Хотя не чрезвычайно токсично, [ 11 ] Было установлено, что MCPA может образовывать комплексы с ионами металлов и тем самым увеличивать их биодоступность, [ 12 ] И также проводится работа, чтобы использовать эту способность. [ 13 ]
Химическое использование
[ редактировать ]Поскольку это недорого, MCPA используется в различных химических применениях. Его группа карбоновой кислоты позволяет образовывать сопряженные комплексы с металлами (см. Выше). Функциональность кислоты делает MCPA универсальным синтетическим промежуточным для более сложных производных. [ 14 ]
Бренды
[ редактировать ]Следующие коммерческие продукты содержат MCPA: [ 11 ]
- Агритокс, агроксон, чипток, хвастокс, ротокс, метоксон, roonox, power, тигрекс, вердон экстра (Великобритания), сорняк-rhap, weed'n'feed, weed-b-gone, Zero Bindii & Clover Weeder (AUS), Jolt (AUS), Bin-Die (AUS), Maatilan McPA, K-MCPA, Гедонал, Басаграм (Финляндия) и другие.
Деградация в почве
[ редактировать ]Поскольку MCPA широко используется в США, широко рассеянная MCPA и ее биологические и фотохимические метаболиты могут считаться экологически опасными. Тем не менее, текущие исследования показывают, что не существует устойчивости MCPA к деградации в почве.
Поведение в почве
[ редактировать ]Гербицид MCPA обычно распыляется на поверхность почвы, а листья сажает в водном растворе, иногда с дополнительным поверхностно -активным веществом . MCPA в почве может быть поглощена корнями растений и перемещается в флоэме в листья и стебли. Остаток MCPA, оставшийся в почве, обычно имеет период полураспада 24 дня. [ 15 ] Однако скорость деградации зависит от условий окружающей среды, таких как температура и влажность почвы. [ 16 ] MCPA довольно подвижная в почве и не сильно адсорбируется на частицы почвы, с KF = 0,94 и 1/n = 0,68 адсорбции Фрейндлиха . [ 15 ] [ 16 ]
Экологические риски
[ редактировать ]Широкое использование MCPA в качестве гербицида повышает озабоченность экологическими рисками, поэтому в последние десятилетия были проведены значительные исследования для оценки экологического риска MCPA. MCPA может быть умеренно токсичным для млекопитающих и водных организмов и относительно менее токсично для птиц. [ 17 ] MCP ( 4-хлор-2-метилфенол) является промежуточным в синтезе фенокси-гербицидов, а также является метаболитом деградации MCPA. Было подсчитано, что в 1989 году в ЕС было произведено 15000 тонн MCP. [ 18 ] MCP считается очень токсичным для водных организмов. Тем не менее, концентрация MCPA и MCP, обнаруженных в воде и почве, ниже, чем прогнозируемые неэффективные уровни всех экологических компартментов, и считается, что они представляют низкий потенциальный риск. [ 18 ] [ 19 ]
Карбоксильная группа MCPA может образовывать конъюгированный комплекс с металлами в качестве лиганда . [ 20 ] В общем диапазоне PH водной среды комплекс MCPA-метал имеет более высокую растворимость, чем ионы металлов. MCPA может быть экологически опасной, влияя на мобильность и биологическую промышленность тяжелых металлов, таких как кадмий и свинец . Функциональность кислоты делает MCPA универсальным синтетическим промежуточным соединением для более сложных производных [ 21 ]
-Cooh + m + → -coom + h +
Биография
[ редактировать ]
MCPA может быть деградирована биологически в почвах растениями и микроорганизмами. Основным метаболитом деградации MCPA является MCP ( 4-хлор-2-метилфенол) . Путь может быть расщеплением эфирной связи, давая MCP и ацетатную кислоту . Другим путем может быть гидроксилирование метильной группы, получая клоксифонак (4-хлор-2-гидроксиметилфеноксиксусная кислота) . Недавние исследования показали, что биологическая деградация MCPA ферментативно катализируется α-кетоглутарат-зависимой диоксигеназой, кодируемой геном TFDA почвенных микроорганизмов. Почвенные коренные бактерии, которые несут ген TFDA, могут использовать MCPA в качестве единственного источника углерода. [ 22 ] [ 23 ]
Фотография
[ редактировать ]
MCPA также может быть фотохимически деградирована. Два пути схемы могут быть предложены для формирования основного промежуточного, MCP. Одна схема - окисление MCPA гидроксильным радикалом , • OH. Гидроксильный радикал добавляет на кольцо, за которым следует радикальный перенос в эфирный углерод. При наличии кислорода добавление гидроксильного радикала приводит к расщеплению эфирной связи, что дает MCP. Другая схема - окисление MCPA положительными электронными отверстиями H+. Положительные отверстия H+ поляризуйте карбоксильную группу , связью CH 2 -COOH разделяется для получения 4-хлор-2-метилфенилформата . При наличии кислорода положительные отверстия H+ окисление, наконец, также дает MCP. [ 21 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дженено, Ольга; Плюсински, общественный; Колацковски, Св. Ривас, Франциско Дж.; Альварес, Педро М. (2003). Удаление MCPA Airvide. Промышленные и инженерные исследования . 42 : 1076–1086. doi : 10.1021/ т.е.
- ^ Reade, J., Cobb, AH (2002). Гербициды: способы действия и метаболизма . Справочник по управлению сорняками. С. 157–158.
{{cite book}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а беременный Гроссманн, К. (2010). «Ауксин -гербициды: текущее состояние механизма и способа действия». Наука по борьбе с вредителями . 66 (2): 2033–2043. doi : 10.1002/ps.1860 . PMID 19823992 .
- ^ Templeman, WG; Marmoy, CJ (ноябрь 1940). «Влияние на рост растений полива с растворами растительных веществ и семян, содержащих эти материалы». Анналы прикладной биологии . 27 (4): 453–471. doi : 10.1111/j.1744-7348.1940.tb07517.x .
- ^ Jump up to: а беременный в Аллен, HP; и др. (1978). «Глава 5: Селективные гербициды». В Павлине, ФК (ред.). Hillt's Hill: пятьдесят лет сельскохозяйственных исследований 1928-1978 . Imperial Chemical Industries Ltd. с. 35 –41. ISBN 0901747017 .
- ^ WG Templeman; WA Sexton (1946). «Дифференциальный эффект синтетических веществ роста растений на виды растений. I. прорастание семян и ранние реакции роста на α-нафтилаксусную кислоту и соединения общей формулы арилохику». Труды Королевского общества Лондона . 133 (872): 300–313. doi : 10.1098/rspb.1946.0014 . PMID 20994892 .
- ^ Тройер, Джеймс (2001). «В начале: множественное открытие первых гормональных гербицидов». Наука сорняков . 49 (2): 290–297. doi : 10.1614/0043-1745 (2001) 049 [0290: ITBTMD] 2.0.co; 2 .
- ^ Slade, re; Templeman, WG; Секстон, Вашингтон (1945). «Дифференциальное влияние веществ роста растений на виды растений». Природа . 155 : 497–498. doi : 10.1038/155497a0 . S2CID 46259091 .
- ^ Геологическая служба США (2020-06-18). «Предполагаемое сельскохозяйственное использование для MCPA, 2017» . Получено 2020-09-01 .
- ^ "Чипкс" . Нуль . Получено 2020-09-01 .
- ^ Jump up to: а беременный "Макпа" . Экстрансионная токсикологическая сеть . Корнелл.
- ^ J. Kobylecka; B. Ptaszynski; Р. Рогачевский; А. Турек (2003). «Комплексы феноксиалкановой кислоты. Часть I. Комплексы свинца (II), кадмия (II) и меди (II) с 4-хлор-2-метилфеноксиксусной кислотой (MCPA)». Thermochimica Acta . 407 (1–2): 25–31. Bibcode : 2003tcac..407 ... 25K . doi : 10.1016/s0040-6031 (03) 00287-9 .
- ^ Р. Крушински; TJ Bartczak; B. Ptaszynski; А. Турек (2002). «Новый свинцовый (4-хлор-2-метилфенокси)-ацетатный полимерный комплекс». Журнал координационной химии . 55 (9): 1079–1089. doi : 10.1080/0095897021000010035 . S2CID 98738343 .
- ^ Прасад, Атталури Р.; Рамалингам, Таллапалли; Рао, Адари Б.; Диван, Пракаш В.; Саттур, Пралхад Б. (1989). «Синтез и биологическая оценка 3-арилоксиалкил-6-арил-7H-S-триазоло [3,4-B] [1,3,4] тиадиазины». Европейский журнал по лекарственной химии . 25 (2): 199–201. doi : 10.1016/0223-5234 (89) 90116-5 .
- ^ Jump up to: а беременный Университет Хертфордшира (2016-10-17). "Макпа" . sitem.herts.ac.uk . Получено 2016-11-21 .
- ^ Jump up to: а беременный Helweg, A. (1987). «Ухудшение и адсорбция 14C-MCPA в почве-в результате концентрации, температуры и содержания влаги при деградации». Исследование сорняков . 27 (4): 287–296. Bibcode : 1987 Weedr..27..287h . doi : 10.1111/j.1365-3180.1987.tb00765.x .
- ^ «Экотоксикология MCPA» . База данных о свойствах пестицидов . Университет Хертфордшира . Получено 2016-10-17 .
- ^ Jump up to: а беременный UNEP Publications, OECD SIDS, 4-хлор-2-метилфенол. http://www.inchem.org/documents/sids/sids/1570645.pdf
- ^ Руководство по качеству питьевой воды, 2-е изд. Том 2. Критерии здоровья и другая вспомогательная информация . Всемирная организация здравоохранения, Женева, 1996.
- ^ Бала, Танушри; Прасад, BLV; Педант, Мурали; Кахали, Мусуми Упадхьяй; Waghmare, Umesh V. (2007-07-19). «Взаимодействие различных ионов металлов с группой карбоновой кислоты: количественное исследование». Журнал физической химии а . 111 (28): 6183–6190. Bibcode : 2007jpca..111.6183b . doi : 10.1021/jp067906x . ISSN 1089-5639 . PMID 17585841 .
- ^ Jump up to: а беременный Zertal, A.; Molnár-gábor, D.; Малуки, Массачусетс; Sehili, T.; Boule, P. (2004-05-01). «Фотокаталитическая трансформация 4-хлор-2-метилфеноксиковой кислоты (MCPA) на нескольких видах TiO2» . Применяемый катализ B: окружающая среда . 49 (2): 83–89. doi : 10.1016/j.apcatb.2003.11.015 . ISSN 0926-3373 .
- ^ Бюлум, Джейкоб; Nicolaisen, Mette H.; Холбен, Уильям д.; Стробель, Бьярн w.; Сёренсен, Ян; Jacobsen, Carsten S. (2008-03-20). «Прямой анализ экспрессии гена TFDA бактериями коренных народов в измененной сельскохозяйственной почве феноксики» . Журнал ISME . 2 (6): 677–687. Bibcode : 2008ismj ... 2..677b . doi : 10.1038/ismej.2008.21 . ISSN 1751-7362 . PMID 18356824 .
- ^ Нильсен, Мортен с.; Бюлум, Джейкоб; Jensen, Malene B.; Jacobsen, Carsten S. (2011-05-01). «Минерализация гербицида MCPA в городских почвах связана с присутствием и ростом генов TFDA класса III». Почвенная биология и биохимия . 43 (5): 984–990. Bibcode : 2011sbibi..43..984n . doi : 10.1016/j.soilbio.2011.01.014 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- MCPA в базе данных свойств пестицидов (PPDB)