2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - Трехмерная модель молекулы - фото
2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - Трехмерная модель молекулы
2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - Структурная формула - фото
2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - Структурная формула

Действующие вещества

Номер CAS
94-75-7
Синонимы
2, 4-Д (2, 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота), 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - 1, 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота), акваклин, 4-Д (2, 2
По английски
2,4-dichlorophenoxyacetic acid
Эмпирическая формула
-
Способ проникновения
Действие на организмы
Способы применения

Физико-химические свойства

2,4 Д – кристаллы, имеющие белый цвет. Главным образом используется в виде эфиров, щелочных солей и солей с аминами. Это вещество – сильная кислота. Является гидролитически стабильной.

В чистом виде почти не обладает запахом. Слабо растворима в воде, но хорошо – в большей части органических растворителей. При взаимодействии с основаниями образует малорастворимые соли. При растворении 2,4-Д в жесткой воде возможно выпадение осадка, так как соли всех двухвалентных металлов слабо растворяются в воде. Для предотвращения этого к техническому препарату практикуют добавление комплексонов (например, ЭДТА).

При взаимодействии 2,4-Д с хлором в виде газа образуется 2,4,6-трихлорфеноксиуксусная кислота. Процесс проводится при 200-205°C. При долгом кипячении с бромоводородной или хлороводородной кислотой вещество разрушается, образуется 2,4-дихлорфенол и гликолевая кислота.

При нитровании вещества основной продукт – 5-нитро-2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота, также образуется 6-нитроизомер. Эти кислоты имеют более слабое действие на сорняки, чем 2,4-Д.

Физические характеристики

  • Молекулярная масса 221,0;
  • Константа диссоциации 23•10-4;
  • Температура плавления 141°C;
  • Температура кипения 160°C при 50 Па (0,4 мм рт.ст.);
  • Растворимость в воде 540 мг/л (при 20°C);
  • Давление насыщенного пара (при 20°С) 0,011 мПа.

Действие на вредоносные организмы

2,4-Д – избирательный, системный гербицид, он эффективно угнетает многие двудольные сорняки (однолетние и ряд многолетних).

Механизм действия

. Как и другие пестициды из группы феноксикарбоновых кислот, вещество может поглощаться растением как листьями, так и корнями растений. После поглощения гербицид передвигается по растению с ассимиляционным или транспирационным токами к меристематическим тканям, где проявляет свою гербицидную активность. По механизму действия 2,4-Д является гормоноподобным гербицидом (синтетические ауксины), которые нарушают нормальный рост растений, вызывая разрастание тканей, деформацию клеток флоэмы и ксилемы, в результате чего тормозится передвижение продуктов фотосинтеза, и растение погибает.

Симптомы повреждения

. Уже спустя несколько часов после обработки рост растения задерживается или полностью прекращается, молодые побеги и черешки листьев скручиваются, растение изгибается. Образуются утолщения в нижней части растения, из которых появляются придаточные корешки. Утолщаются и загнивают корни (в верхней части), молодые корни отмирают.

Фасциация и утолщения листьев, побегов и корней сопровождается увеличением тургора. Побеги и корни начинают растрескиваться, в ранки попадают грибы или бактерии. Генеративные органы тоже деформируются: увеличиваются в числе, сращиваются и разделяются тычинки, цветки, плодолистники; появляются плоды, в которые не содержатся семена, недоразвитые пустые колосья и пр.

Подавляемые сорные виды

. Подорожники, лютики (ядовитый, цепкий, ползучий), герани, сурепица обыкновенная, свербига восточная, крестовники, кульбаба шершавая, полыни, чертополох курчавый, татарник колючий (Безуглов, 88). Менее чувствительны полевой осот, бодяк полевой, одуванчик.

Кроме того, препараты на основе описываемого соединения полезны для уничтожения кустарников, проводимом при очистке местности. Также есть данные, что 2,4 дихлорфеноуксиновая кислота и ее бутиловый и октиловый эфиры усиливают цветение растений и созревание на них плодов, а также воздействуют на опадение плодов некоторых садовых деревьев (такие, как цитрусовые, яблоневые).

В качестве арборицидов д.в. применяют против ольхи, ив, осины, березы пушистой и бородавчатой, лещины, черемухи, ели, крушины, жимолости, рябины на лугах и на пастбищах. Различные виды древесно-кустарниковой растительности по-разному воспринимают эти препараты. Более чувствительны к веществу ива белая, русская, остролистная и др. черная и серая ольха, лещина обыкновенная; среднечувствительны – пятитычинковая, пепельная, ушастая ива, сизовато-серая ива, береза; относительно устойчивы хвойные, осина, липа. Производными этого соединения можно опрыскивать как облиственные деревья, так и деревья без листьев, используя при этом растворы эфиров 2,4-Д.

Устойчивые сорные виды

. К 2,4-Д резистентны звездчатка средняя, торица, ромашка непахучая, горчак розовый, подмаренник цепкий, а также смолевка-хлопушка, борщевик сибирский, чемерица.

Резистентность

. Препараты с этим д.в. применяют с конца 50-х годов ХХ века, в последние годы к ним возникла резистентность многих видов сорняков. Поэтому на их основе выпускают комбинированные гербициды с включением представителей других классов, усиливающих их фитотоксическое действие.

Действующие вещества, производные от 2,4-Д

На основе 2,4-Д производятся следующие соли и эфиры:

Применение

Применяется в посевах зерновых, используется для борьбы с двудольными сорными растениями. Однако сама кислота, плохо растворимая в воде, не так широко используется в сельском хозяйстве, как ее соли и эфиры.

При обработке производными этого вещества голых деревьев весной исключается вероятность поражения близко расположенных, чувствительных к ним растений. Ранняя обработка вызывает поражение кустарников, создает условия для развития трав (луговых и пастбищных) и тем самым повышает их урожайность.

Сегодня на отечественном рынке гербицидов представлены две формы 2,4-Д кислоты: смесь эфиров и 2-этилгексиловый эфир 2,4-Д. В их изготовлении есть различия, сильно действующие на свойства препаратов.

Пестициды, содержащие
2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота)

для сельского хозяйства:

закончился срок регистрации:

С - смесевой пестицид

Зарегистрированы препараты на основе:

  • 2,4-Д и дикамбы (диметиламинные соли) применяются против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д, 2М-4Х и МЦПА видов, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой, яровой, ржи, ячменя, овса, кукурузы; различных видов осота на посевах кукурузы;
  • 2,4-Д и дикамбы (2-этилгексиловые эфиры) против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д, 2М-4Х и МЦПА видов, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой, яровой, ржи, ячменя, овса, кукурузы (зерно, масло);
  • 2,4-Д и дикамбы (сложные 2-этилгексиловые эфиры) применяются против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д, 2М-4Х и МЦПА видов, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой, яровой, ржи, ячменя ярового, овса, кукурузы (зерно, масло);
  • 2,4-Д и клопиралида (2-этилгексиловые эфиры) против однолетних и некоторых многолетних (бодяк полевой) двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой и яровой, ячменя, кукурузы;
  • 2,4-Д и флорасулама применяются против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д и 2М-4Х, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой и яровой, ячменя ярового.

Токсикологические данные

ДСД (мг/кг массы тела человека)0,005
ПДК в почве (мг/кг)0,1
ОДК в почве (мг/кг)(тр.)
ПДК в воде водоемов (мг/дм3)0,0002
ОДУ в воде водоемов (мг/дм3)(с.-т.)
ПДК в воздухе рабочей зоны (мг/м3)1,0
ОБУВ в атмосферном воздухе (мг/м3)0,0001
МДУ в продукции (мг/кг):
в зерне хлебных злаков
0,05
в крупе - по сырью
0,01
в кукурузе (зерно)
0,05
в кукурузе (масло)
0,1
в молоке
0,04
в муке
0,01
в мясе
0,08
в просе
0,05
в рыбе пресноводной
0,01
в сливочном масле
0,1
МДУ в импортной продукции (мг/кг):
в цитрусовых
1,0

Токсикологические свойства и характеристики

В связи с широким применением 2,4-Д в различных областях растениеводства, хорошо изучено ее поведение в организме животных, почве, растениях и других объектах окружающей среды. Метаболизм 2,4-Д в растениях протекает в несколько стадий. Первая стадия – гидроксилирование с образованием 4-гидрокси-2,3- или 4-гидрокси-2,5-дихлорфеноксиуксусных кислот, дающих с аминокислотами и углеводами достаточно стабильные конъюгаты. Они способны без существенных изменений продолжительное время сохраняться в растениях. Конъюгаты образует и сама кислота.

В организме животного метаболизм 2,4-Д протекает с разрывом эфирной связи и образованием фенола. Установлено, что при использовании препарата с высокой нормой расхода происходит его накопление в растениях. При кормлении коров оно частично переходит в молоко, при применении гербицида с малой нормой расхода в молоке могут быть обнаружены следы 2,4-Д.

Наиболее полно разрушение 2,4-Д проходит под действием микроорганизмов, которые содержатся в почве.

Полезные виды

. ЛД50 для пчел более 18мкг/особь.

Вещество умеренно токсично для рыб, причем, токсичность зависит от формы применения препарата.

Теплокровные

. Для млекопитающих 2,4-Д – среднетоксичное вещество. ЛД50 для экспериментальных животных 350-560 мг/кг, для собак вещество высокотоксично – 100 мг/кг.

При однократном введении крысам в желудок в дозе ЛД50 его обнаруживали через час, главным образом, в печени (13 мг%), сердечной мышце (15,4 мг%) и почках (18,3 мг%).

Таблица Токсикологические данные составлена в соответствии с ГН 1.2.2701-10.

Симптомы отравления

Животные

. Однократное и многократное действие гербицида вызывало у мышей и крыс угнетение, урежение дыхания, анорекию, миотонию, а перед гибелью – коматозное состояние. Отмечено также снижение температуры тела, нарушение основного обмена, разобщение окисления и фосфорилирования, снижение содержания креатинфосфата и АТФ в скелетной мускулатурой.

Человек

. У человека, случайно принявшего 30 мл 2,4-Д, через час отмечалась резкая гиперемия лица, потливость, жжение во рту, в области груди и живота; через 12 часов – признаки гастрита с рвотой, лейкоцитоз (18,6 тыс.); через 18 часов – болезненность мышц груди и живота, температура 39,4°C; через 24 часа – затруднение дыхания, цианоз, фибриллярные подергивания мышц конечностей, аритмия, базальная пневмония. На пятый день моча приобрела темно-коричневый цвет, в ней обнаруживались эритроциты, лейкоциты. Даже через три года после отравления наблюдались явления периферической нейропатии. Предполагают, что смертельная доза для человека около 15 г.

Классы опасности

Препараты на основе 2,4-Д относятся ко 2 классу опасности для человека и 3 классу опасности для пчел.

История

В 1941 году в «Журнале Американского химического общества» в разделе «Новые соединения» появилась заметка о синтезе 2,4-Д и 2,4,5-Т (2,4-дихлор и 2,4,5 – трихлорфеноксиуксусной кислот). Уже в 1942 году в США была подана заявка на применение данных веществ в качестве гормонов роста. Цели их применения были не только гражданские, но и военные. Боевые дозы 2,4-Д на порядок выше мирных, поскольку рассчитаны на полное уничтожение всей растительности. Эти гербициды на поле боя были опробованы англичанами без большой огласки в 1953-1954 годах. Вещества оправдали оказанное им доверие – партизаны-коммунисты были лишены зеленых прикрытий и стали выходить к населенным пунктам. В конце 60-х – начале 70-х годов армия США рассеяла над Вьетнамом около сотни тонн фенокси-гербицидов, что впоследствии сильно ударило по здоровью местных жителей. Спустя некоторое время в Мексике препаратами 2,4-Д боролись с посевами конопли и мака, а позже и других наркотических трав.

В нашей стране производство 2,4-Д создано в конце 1950-х годов на Уфимском химическом заводе.

Получение

Для промышленного производства практическое значение из многих способов получения 2,4-Д имеют лишь два. Один из них основан на конденсации солей монохлоруксусной кислоты с 2,4-дихлорфенолятами в безводной среде или водном растворе. Схема получения вещества этим способом представлена на схеме (Изображение).

Для уменьшения гидролиза монохлоруксусной кислоты можно проводить реакцию с избытком 2,4-дихлорфенолята. Его остаток удаляют отгонкой с острым паром после подкисления реакционной среды. При избытке 2,4-дихлорфенолята выход 2,4-Д равен 94% (по монохлоруксусной кислоте). В таких же условиях выход действующего вещества без избытка фенолята не превышает 83%. Дихлорфенол, отогнанный с паром, можно вернуть в технологический процесс. Добавление в реакционную среду хлорида натрия способствует подавлению гидролиза монохлоруксусной кислоты.

Для синтеза 2,4-Д необходим очень чистый 2,4-дихлорфенол, чтобы снизить расход монохлорацетата на образование побочных продуктов. Помимо этого, из чистого 2,4-дихлорфенола будет получен препарат более высокого качества.

Технический препарат почти всегда содержит малое количество 2,4-дихлорфенола, который придает ему специфический неприятный запах.

Второй способ получения 2,4-Д основан на реакции хлорирования феноксиуксусной кислоты и ее эфиров (Изображение). Гипохлорит натрия, хлор, смесь хлората натрия с хлороводородной кислотой, хлорамины и сульфурилхлорид могут быть использованы в качестве хлорирующих агентов. Препарат, получаемый этим методом, не имеет примеси дихлорфенола, но содержит 2-хлор- и 4-хлорфеноксиуксусные кислоты и малое количество 2,4-6-трихлорфенола. Выход 2,4-Д по этой реакции составляет около 90% (в расчете на сумму галогенфеноксиуксусных кислот).

(c) Справочник AgroXXI