Химические классы пестицидов
Оглавление
- Физические и химические свойства
- Действие на вредные организмы
- Гербициды
- Механизм действия
- Фунгициды
- Механизм действия
- Применение
- Токсикологические свойства
Физические и химические свойства
Пиримидин – это 1,3-диазин (фото «Структурные формулы пиримидина и его производных» соединение 1). Это бесцветное кристаллическое вещество температурой плавления 22,5ºC, легкорастворимое в воде, этаноле и диэтиловом эфире[9].
Пиримидин и его производные – самые распространенные в природе соединения семейства диазинов. Оксипроизводные пиримидина: урацил, тимин и цитозин – является неотъемлемой частью важнейших биологически активных соединений человеческого и животного организмов – нуклеозидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Кольцо пиримидина присутствует во природных соединениях: витамине В1. Пиримидиновое кольцо входит в структуру многих синтетических лекарственных препаратов, таких как барбитуровая кислота и ее производные[8].
1. Пиримидин C4H4N2 (номер CAS 289-95-2)
2. Пирифталид C15H14N2O4S (номер CAS 135186-78-6)
3. Бромацил C9H13BrN2O2 (номер CAS 314-40-9)[10]
По химическим свойствам пиримидины сходны с пиридинами, но характеризуются более низкой реакционной способностью:
- в реакциях с минеральными кислотами пиримидин образует соли по одному атому азота;
- из-за электроноакцепторного влияния двух атомов азота пиримидин практически не вступает в реакции электрофильного замещения;
- если пиримидиновый цикл активирован одним или несколькими электронодонорными за местителями (–NH2, –OH, –SH и др.), возможны реакции электрофильного замещения (нитрование, галогенирование, сульфирование, нитрозирование) преимущественно в положение 5;
- нуклеофильное замещение в ряду пиримидинов часто сопровождается раскрытием цикла[9].
Пиримидин и его производные чаще всего получают конденсацией мочевины или тиомочевины с 1,3-дикарбонильными соединениями[9].
Производные пиримидина – это продукты для получения многих активных фосфорорганических инсектицидов, мочевин[4].
Действующие вещества гербицидов
Действие на вредные организмы
Пиримидины – обширный класс химических соединений, включающий в себя соединения различной биологической активности. Среди них найдены регуляторы роста растений, гербициды, инсектициды и акарициды, фунгициды и бактерициды, антидоты гербицидов[4].
Гербициды
Гербицидной биологической активностью обладают следующие производные пиримидина: пиримидинилбензоаты (старое название пиримидинил (тио)бензоаты), триазолпиримидины, урацилы.
Механизм действия
по классификации HRAC (Herbicide Resistance Action Comittee/Комитет по борьбе с устойчивостью к гербицидам) и WSSA (Weed Science Society of America/Американское научное общество по борьбе с сорняками) после 2020 года:- пиримидинилбензоаты (до 2020 г – пиримидинил(тио)бензоаты) и триазолпиримидины – ингибиторы ацетолактатсинтазы/ inhibition of acetolactate synthase, отнесены к группе 2 данной классификации (до 2020 г по HRAC – группа В);
- урацилы – ингибиторы фотосинтеза у связующих PS II – серин 264/ inhibition of photosynthesis at PS II – serine 264 binders, отнесены к группе 5, по классификкции HRAC до 2020 г – группа C1.
Подробнее о механизме действия, влиянии на чувствительные растения, резистентности и ее профилактике для веществ указанных классов – в статьях «Пиримидинилбензоаты», «Триазолпиримидины», «Урацилы».
Действующие вещества фунгицидов
Фунгициды
Фунгицидную биологическую активность проявляют производные пиримидина классов анилинопиримидины и триазолпиримидиламины. А также некоторые производные пиримидина, которые из-за сложности структурного строения принято относить непосредственно к классу пиримидины. В частности, фенаримол[2].
Механизм действия
указанных пиримидинов:- анилинопиримидины – системные фунгициды, относятся к ингибиторам синтеза белка, в России разрешен к применению пириметанил[4][7].
- триазолпиримидиламины – системные фунгициды, относятся к ингибириторам действия на complex III-фермент (убихинон-редуктазу), входящий в митохондриальную дыхательную цепь, снижение уровня АТФ[1];
- фенаримол – системный фунгицид, подавляет биосинтез эргостерола и стерола[5].
Применение
Пиримидины в сфере защиты растений в настоящее время используются в качестве действующих веществ гербицидов и фунгицидов. Перспективными считаются поиски веществ с инсектицидными и росторегулирующими свойствами[6].
Токсикологические свойства
Пиримидины – обширный химический класс и объединяет соединения с различным уровнем токсикологической опасности[6]. Подробнее о токсикологических характеристиках пестицидов класса пиримидины – в статьях «Пириметанил», «Диклосулам», «Пеноксулам», «Пироксулам», «Флорасулам», «Флуметсулам», «Аметоктрадин», «Ленацил», «Биспирибак кислота», «Биспирибак натрия».
В большинстве соединения, разрешенные к использованию в качестве действующих веществ пестицидов на территории России, относятся к 3 классу опасности для человека (умеренно опасные вещества) и 3 классу опасности для пчел (малоопасные вещества)[3].
2. Голышин Н. М. Фунгициды. - М.: Колос, 1993. -319 с.: ил.
3. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2023 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
4. Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. 712 с.
5. Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Пылова Т.Н. Химические средства защиты растений (пестициды). Справочник. – М.: Химия, 1980. – 288 с.
6. Попова Л.М. Химические средства защиты растений: учебное пособие/СПбГТУЗП. – СПб.,2009 – 96 с.
7. Справочник по пестицидам / Н.Н. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан, Т.Н. Пылова. М.: Химия, 1980. – 352 с
8. Чемерис М.М., Люкшова Н.В., Мозуленко Л.М. Органическая химия. Часть 3 Курс лекций в 3-х частях. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - 140 с.
9. Черных В. П., Зименковский Б. С., Гриценко И. С. Органическая химия: Учебник для студ. вузов / Под общ. ред. В. П. Ч ерных.— 2-е изд., испр. и доп.— Х .: Изд-во НФ аУ; Оригинал, 2007.— 776 с.
10. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov