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.

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.

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.

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.