Химические классы пестицидов

Бензолдикабоксамиды (benzoldicarboxamide) – класс органических гетероциклических соединений, молекула которых содержит бензольное кольцо в соединении с двумя карбоксильными группами и двумя амидными группами.

Оглавление

Бензолдикарбоксамиды - Флубендиамид - фото
Флубендиамид

Физические и химические свойства

Бензолкарбоксамиды функционально связаны с фталевой кислотой (о-фталевой или 1,2-бензолдикарбоновой кислотой), которая является простейшим представителем двухосновных ароматических карбоновых кислот. («Фталивая кислота. Фталамид. Фталимид». , соединение 1)[1].

Первое соединение гомологического ряда бензолкарбоксамиды – фталамид (диамид фталивой кислоты). («Фталивая кислота. Фталамид. Фталимид». , соединение 2).

Фталамид (диамид фталевой кислоты, бензолдикарбоксамид), в чистом виде, бесцветные кристаллы или грязновато-белый порошок со следующими физическими характеристиками:

  • плотность вещества – 1,294 г/см3;
  • температура кипения – 430,8ºC;
  • температура плавления – 223 ºC;
  • температура вспышки – 214,4ºC[8].
Бензолдикарбоксамиды - Фталивая кислота. Фталамид. Фталимид. - фото
Фталивая кислота. Фталамид. Фталимид.

1. Фталивая кислота (1,2-бензолдикарбоновая кислота) C8H6O4 номер CAS 88-99-3

2. Фталамид (1,2-бензолдикарбоксамид) C8H8N2O2 номер CAS 88-96-0

3. Фталимид (изоиндол-1,3-дион) C8H5NO2 номер CAS 85-41-6

Фталамид при пиролизе превращается во фталимид («Фталивая кислота. Фталамид. Фталимид», соединение 3)[7].

Фталамид легко реагирует с различными веществами, в частности с бромом, бензимидазолом, изотиоцианатом, ацетилом, бензотиазолом, изотиоцианатом, диазепином, с образованием соответствующих производных. Присоединение идет в основном по азоту аминогрупп с замещением атомов водорода[7].

Бензолдикарбоксамиды структурно связаны с антраниламидами и могут рассматриваться как диамиды, поскольку в структурной формуле присутствует две амидные группы[10].

Химические классы и соединения, по механизму инсектицидного действия модуляторы рианодиновых рецепторов (группа 28 по классификации IRAC):

Класс – диамиды (diamides).

Действующие вещества:

Действие на организмы

Бензолдикарбоксамиды – достаточно новый класс гетероциклических соединений, исследование биологической активности таких соединений активно ведется во всем мире. Установлено, что различные производные фталамида проявляют антибактериальную активность в отношении грамположительных и грамотрицательных штаммов бактерий кишечной палочки и золотистого стафилокока[7].

На сегодняшний день в сфере защиты растений используется только одно соединение класса бензолдикарбоксамиды – флубендиамид. Он относится к группе диамидов фталевой кислоты[3].

Механизм действия

. По классификации IRAC (Insecticide Resistance Action Committee) флубендиамид относятся к группе 28 (класс диамиды) – модуляторы рианодиновых рецепторов[9].

Бензолдикарбоксамиды близки по строению природным веществам: алкалоиду, рианодину и антраниламиду. Они, как и другие диамиды, служат модуляторами рианодинового рецептора, отвечающего за регуляцию нервной и мышечной активности насекомых, связанных с изменением содержания кальция в клетках[3].

Подробнее о механизме действия соединений группы 28 – в статье «Антраниламиды».

При введении в формулу производных фталамида гидразонов (общая формула R1R2C=N−NH2), присутствующих во многих пестицидных соединениях, были получены соединения более эффективные, чем флуобендиамид. Установлено, что они эффективны в качестве кишечных пестицидов против тли (Myzus persicae). Только некоторые из полученных соединений обладали ларвицидной активностью против бриллиантовой моли (Plutella xylostella, Linnaeus)[6].

Симптомы поражения

. При поедании отравленной пищи у насекомых перестают сокращаться мышцы, затем следует паралич, и гибель через 2–4 дня[3].

Поражаемые виды

. Различные виды отряда чешуекрылых.[3].

Резистентность

. Насекомые, резистентные к фосфорограническим соединениям, карбаматам, пиретроидам, остаются чувствительными к бензолдикарбоксамидам[3].

Однако во многих регионах США, Великобритании, Бразилии, Китая, Пакистана,Таиваня, Индии установлены факты формирования резистентности у чешуекрылых к диамидам, и в частности к флубендиамиду[3].

Главными причинами формирования резистентности стали:

Подробнее – в статье «Флубендиамид».

Профилактика резистентности

– в статье «Антраниламиды».

Фитотоксичность

бензолдикарбоксамиды при соблюдении регламента применения не проявляют[3].

Применение

Бензолдикарбоксамиды в последнее время вводят в фармакологию, как бактерийные средства. В сфере защиты растений их применение в настоящее время ограничено соединениями с инсектицидной активностью, но вполне вероятно обнаружение веществ с другими типами биологической активности[7][6].

В настоящее время на территории России разрешены к применению инсектициды с действующим веществом флубендиамид[2].

Бензолдикарбоксамиды - Синтез фталамида - фото
Синтез фталамида

Синтез фталамида (1,2-бензолдикарбоксамида) (IV)

1. Взаимодействие N-(4-бромбутил) фталимид (I) с 5-фтор-2-пиперазин-1-илпиримидин (II)

2. Катализируемая гидратация фталонитрила (III)

Получение

Синтез первого в ряду бензолдикарбоксамидов соединения – фталамида, осуществляется следующим способом, состоящим из трех стадий:

  1. Получение фталиевого ангидрида окислением о-ксилола на катализаторе V2O5– TiO2[4].
  2. Получение фталимида аммонолизом фталевого ангидрида[4].
  3. Получение фталамида взаимодействием фталимида и аммиака[4].

Кроме данного разработано ещё несколько способов получения фталамида:

  1. Взаимодействие N-(4-бромбутил) фталимид с 5-фтор-2-пиперазин-1-илпиримидин (фото Синтез фталамида, реакция 1)[8].
  2. Путем катализируемой гидратации нитрилов (фталонитрила) в чистой воде при мягких атмосферных условиях. (фото Синтез фталамида, реакция 2)[8].

Бензолдикарбоксамиды получают путем обработки фталамида различными веществами функциональные группы которых желают ввести в его формулу[7][6].

Токсикологические свойства и характеристики

Бензолдикарбоксамиды, используемые в сфере защиты растений характеризуются низкой экологической опасностью. В частности, флуобендиамид относят к умеренно опасным веществам по отношению к человеку и умереноопасным – по отношению к пчелам[2].

Класс опасности:

  • 3 – для человека;
  • 2 – для пчел[2].

Подробнее – в статье «Флубендиамид».

Литературные источники:
1. Ваганова Е.С., Давыдова О.А., Климов Е.С. Получение и свойства ароматических углеводородов и их соединений. Учебное пособие. — Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет (УлГТУ), 2017. — 100 с. — ISBN: 975-5-9795-1661-5.
2. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2023 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
3. Давлианидзе Т.А., Еремина О.Ю. Современные группы инсектицидов: диамиды и мета-диамиды. Весник защиты растений,2021,104 (3), с 132-143
4. Патент номер 1754708 Способ получения фталамида. Авторы: Багирзаде, Гусейнов, Магеррамова, Миратаев, Ризаев, Сулейманов, Шейнин. Институт неорганической и физической химии АН АзССР, 15.08.92 Бил. № 30
5. Хёрд Ч.Д. Пиролиз соединений углерода М.,Л.: Главная редакция химической литературы, 1938 г. – 781 с.
6. Ming Liu , Yi Wang, Wei-zi Wangyang, Feng Liu, Yong-liang Cui, You-sheng Duan, Min Wang, Shang-zhong Liu, Chang-hui Rui. Design, synthesis, and insecticidal activities of phthalamides containing a hydrazone substructure. J Agric Food Chem 2010 Jun 9;58(11):6858-63. doi: 10.1021/jf1000919
7. Patil S.K., Pisal R.H., Deokar H.P. Synthetic method and characterization of novel phthalamide derivatives January 2014 Der Pharma Chemica 6(6):273-278
Источники из сети интернет:
8. ChemSrc.com
9. Irac-online.org.
10. PubChem

Список действующих веществ, входящие в химический класс Бензолдикарбоксамиды

Флубендиамид