Фенокси гербицидтері: ауыл шаруашылығында қолданылатын, жапырақты бұйындарды жоятын химиялық заттар. Өсімдік гормонын имитациялап, тез өсуге себеп болады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Фенокси гербицидтері (немесе "феноксилер") – коммерциялық маңызды гербицидтер ретінде жасалған және ауыл шаруашылығында кеңінен қолданылатын екі химиялық топ. Олардың құрамында феноксиуксус қышқылының құрылымдық бөлігі бар.
Class of herbicide
Phenoxy herbicides (or "phenoxies") are two families of chemicals that have been developed as commercially important herbicides, widely used in agriculture. They share the part structure of phenoxyacetic acid.
Ауксиндер
Бірінші ашылған топтың әсері ауксин өсімдік гормоны индолацетат қышқылының (IAA) әсерін имитациялау арқылы жүзеге асырылады. Кең жапырақты өсімдіктерге шашылғанда, олар тез, бақыланбай өсуға себеп болады ("өсуге дейін өліп қалу"). Сондықтан, бидай немесе жүгері сияқты монокотиледонды дақылдарға қолданғанда, олар кең жапырақты арамшөптерді таңдап жояды, ал дақылдарға көбінесе әсер етпейді. 1946 жылы енгізілген бұл гербицидтер 1950 жылдардың ортасына қарай ауыл шаруашылығында кеңінен қолданысқа ие болды. Ең танымал фенокси гербицидтері – (4-хлор-2-метилфенокси) сірке қышқылы (MCPA), 2,4-дихлорфеноксиацетат қышқылы (2,4 D) және 2,4,5-трихлорфеноксиацетат қышқылы (2,4,5 T). Карбоксил тобының жанына қосымша метил тобы қосылған осы үш қосылыстың аналогтары кейіннен мекопроп, дихлорпроп және фенопроп ретінде саудаға түсірілді. Метил тобының қосылуы осы молекулаларда хиральдық орталықты жасайды және биологиялық белсенділік тек (2R) изомерінде кездеседі (дихлорпроп мысалында көрсетілген). Бұл топқа 4-(2,4-дихлорфенокси)масло қышқылы (2,4 DB) және 4-(4-хлор-2-метилфенокси)масло қышқылы (MCPB) да кіреді, олар 2,4 D және MCPA үшін пропестицидтер ретінде әрекет етеді: яғни, өсімдіктерде олар осы белсенді ингредиенттерге айналады. Барлық ауксин гербицидтері тұздар және эфирлер түрінде қолданғанда белсенділігін сақтайды, себебі олар да аналық қышқылды in situ (жерінде) өндіре алады. АҚШ Геологиялық қызметі АҚШ ауыл шаруашылығында гербицидтердің қолданылуын картаға түсірді. 2019 жылғы мәліметтер бойынша, 2,4 D ауксиндердің ең көп қолданылғаны болып табылады. Осы жылы MCPA-ның ең көп қолданылған келесі түрімен салыстырғанда, шашылған. Қазіргі уақытта 2,4 D-мен салыстырмалы көлемде қолданылатын басқа ауксин – дикамба, ал 2019 жылғы көрсеткіш – бензой қышқылы, феноксиацетат қышқылы емес. Оның қолданылуы 2016 жылдан бері қарқынды өсті, себебі оған төзімді генетикалық түрлендірілген дақылдар өндірілді.
The first group to be discovered act by mimicking the auxin growth hormone indoleacetic acid (IAA). When sprayed on broad leaf plants they induce rapid, uncontrolled growth ("growing to death"). Thus when applied to monocotyledonous crops such as wheat or maize (corn), they selectively kill broad leaf weeds, leaving the crops relatively unaffected. Introduced in 1946, these herbicides were in widespread use in agriculture by the middle of the 1950s. The best known phenoxy herbicides are (4 chloro 2 methylphenoxy)acetic acid (MCPA), 2,4 dichlorophenoxyacetic acid (2,4 D) and 2,4,5 trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5 T). Analogues of each of these three compounds, with an extra methyl group attached next to the carboxylic acid, were subsequently commercialised as mecoprop, dichlorprop and fenoprop. The addition of the methyl group creates a chiral centre in these molecules and biological activity is found only in the (2R) isomer (illustrated for dichlorprop). Other members of this group include 4 (2,4 dichlorophenoxy)butyric acid (2,4 DB) and 4 (4 chloro 2 methylphenoxy)butyric acid (MCPB) which act as propesticides for 2,4 D and MCPA respectively: that is, they are converted in plants to these active ingredients. All the auxin herbicides retain activity when applied as salts and esters since these are also capable of producing the parent acid in situ. The use of herbicides in US agriculture is mapped by the US Geological Survey. as of 2019, 2,4 D was the most used of the auxins. were sprayed that year, compared to of the next most heavily applied, MCPA. The other auxin now used in comparable amounts to 2,4 D is dicamba, where the 2019 figure was It is a benzoic acid rather than a phenoxyacetic acid whose use has grown rapidly since 2016 as crops genetically modified to be resistant to it have been cultivated.
АККаза ингибиторлары
1970 жылдары агрохимиялық компаниялар ауксиндерді толықтыратын жаңа гербицидтерді әзірлеуге ұмтылды. Мақсаты – мақта мен соя сияқты кең жапырақты дақылдардағы арамшөптерді таңдап бақылауға мүмкіндік беретін материалдарды табу еді. 1973 жылы Hoechst AG компаниясы құрамалардың жаңа класына патент алды, олар – арилоксофеноксипропионаттар. Олар осындай таңдаулылықты көрсетті және диклофопты коммерцияландыруға әкелді. Кейін жапондық Ishihara Sangyo Kaisha (ISK) компаниясы диклофоптың арилокси бөлігін екі хлор тобын қамтитын пиридин сақинасымен алмастырған хлоразифоп аналогында жақсартылған биологиялық белсенділікті тапты. Бұл зерттеу саласы өте бәсекелі болды және 1977 жылы үш апта ішінде ISK, Dow Chemicals және Imperial Chemical Industries (ICI) компаниялары пиридиндегі хлор атомдарының бірінің орнына трифторметил (CF3) тобы бар аналогтардың тағы бір тобын қамтитын патенттерді тіркеді. Кейін ISK және ICI өзара зияткерлік меншігін лицензиялады және 1981 жылы Fusilade тауарлық атауымен флуазифопты бутил эфирі түрінде алғаш рет сатты, ал Dow галоксифопты метил эфирі түрінде сатты. Бұл қосылыстардың барлығы фенил сақинасының пара-позициясында OCH(CH3)COOH тобы бар қосымша оттегімен байланысқан ароматикалық топқа ие және олардың ортақ фенокси-фенокси [sic] ерекшелігіне сілтеме жасай отырып, «фоптар» деп аталады. Бұл гербицидтер тобы өсімдік ацетил-КоА карбоксилазасын (ACCase) тежеу арқылы әрекет етеді, бұл ауксиндерге қарағанда мүлдем басқа механизм. Олардың шөптерге таңдамалылығы олардың ферменттің тек осы түрлердің пластидтерінде ғана кездесетін изоформасын нысанаға алуынан туындайды, бұл оларды кең жапырақты арамшөптер мен басқа да организмдерге, соның ішінде сүтқоректілерге тиімсіз етеді. Эстер ретінде қолданылған кезде мақсатты өсімдіктегі метаболизм гербицидтік әсерге жауапты негізгі қышқылға әкеледі. (2R) стереоизомерінің өсімдік ACCase-ымен байланысуы сәйкес келеді, өйткені дәл осы изомер дихлорпроптың ауксиндік белсенділігіне жауапты. Бұл гербицидтер класының тұздары мен эфирлері олардың тиісті негізгі қышқылға метаболизмге қабілеттілігіне байланысты белсенді. Мысалы, 1989 жылы Bayer Crop Science компаниясы феноксапроп P этилін, ал Nissan Chemical Corporation компаниясы квизалофоп P этилін енгізді. 1990 жылы Dow күріштегі арамшөптерді бақылау үшін циалофоп P бутилді енгізді. Флуазифоп P бутил әлі де АҚШ-та кеңінен қолданылады. 2018 жылы тек сояда ғана қолданылды. Бұл материалдардың атауындағы «P» олардың қазір бір энантиомер ретінде қолданылатынын көрсетеді.
In the 1970s, agrochemical companies were working to develop new herbicides to be complementary to the auxins. The aim was to find materials which would selectively control grass weeds in broad leaf crops such as cotton and soybean. In 1973, Hoechst AG filed patents on a new class of compound, the aryloxphenoxypropionates, which showed such selectivity and led to the commercialisation of diclofop. Then the Japanese company Ishihara Sangyo Kaisha (ISK) found improved biological activity in an analogue, chlorazifop, which replaced the aryloxy portion of diclofop with a pyridine ring containing the same two chlorine substituents. This area of research became very competitive and within three weeks of one another in 1977 ISK, Dow Chemicals and Imperial Chemical Industries (ICI) all filed patents covering another group of analogues, with a trifluoromethyl (CF3) group in place of one of the chlorine atoms in the pyridine. Subsequently, ISK and ICI cross licensed their intellectual property and first marketed fluazifop as its butyl ester in 1981 under the brand name Fusilade while Dow marketed haloxyfop as its methyl ester. All these compounds have an additional oxygen linked aromatic group in the para position of the phenyl ring with its OCH(CH3)COOH group and as a class are called "fops", referring to their common fenoxy phenoxy [sic] feature. This group of herbicides acts by inhibiting plant acetyl CoA carboxylase (ACCase), a completely different mechanism of action to that of the auxins. Their selectivity for grasses arises because they target the isoform of the enzyme present only in the plastids of these species, making them ineffective on broad leaf weeds and other organisms including mammals. When applied as an ester, metabolism in the target plant leads to the parent acid which is responsible for the herbicidal action. It is a coincidence that it is the (2R) stereoisomer which binds to plant ACCase, just as that isomer is responsible for the activity of dichlorprop as an auxin. Salts and esters of this class of herbicide are active owing to their ability to metabolise to the corresponding parent acid. For example, fenoxaprop P ethyl was introduced by Bayer Crop Science and quizalofop P ethyl by Nissan Chemical Corporation, both in 1989. In 1990, Dow introduced cyhalofop P butyl for the control of weeds in rice. Fluazifop P butyl still has significant use in the USA. were applied in 2018 — almost exclusively in soyabean. The "P" in the name of these materials refers to their use now as single enantiomers.
Қарсылық
Каминс және басқалар (1999, 2009, 2013) Alopecurus myocuroides-тің феноксапроп-P этилге төзімділігінің механизмі қолданылған жерде сутек пероксидінің концентрациясын төмендетіп, ал жабайы түр керісінше, оны арттырады екенін анықтады.
Cummins et al., 1999, 2009, and 2013 find that Alopecurus myocuroidess mechanism of fenoxaprop P ethyl resistance reduces hydrogen peroxide concentrations at the application site, while the wild type responds with an increase.