Химические классы пестицидов

Тетроновые кислоты (tetronic acids) (кетоенолы (ketoenols) – химический класс органических веществ, содержащих в молекулярной формуле остаток тетроновой кислоты.

Оглавление

Химические и физические характеристики

Тетроновые кислоты (производные тетроновой кислоты, кетоенолы) – являются производными фурана и относятся к гетероциклическим соединениям[6].

Тетроновая кислота – гетероциклическое соединение, содержащее кислород. Она имеет две формы – кетольную и енольную[9].

Тетроновые кислоты (Кетоенолы) - Спиродиклофен - фото
Спиродиклофен

Тетроновая кислота в обоих формах – жидкость с температурой кипения 324,3 ±35,0°C при 760 мм рт. ст. для кето-формы и 316,0 ±42,0°C при 760 мм рт. ст. для енольной формы. Температура плавления соответственно 139–140°C и 135–137°C[10].

Тетроновая кислота, точнее ее функциональный фрагмент обнаруживается в целом ряде биологически активных соединений[9].

К тетроновым кислотам относятся: 4-гидрокси-5H-фураноны-2, аскорбиновая кислота[2].

Многие природные тетроновые кислоты синтезируются бактериями[8].

Встречаются они и в числе растительных метаболитов. Например, в некоторых видах перца содержится соединение пиперолид[8].

Химические классы и соединения, по механизму инсектицидного действия – ингибиторы ацетил-Коа- карбоксилазы (АСС) (группа 23 по классификации IRAC):

Класс – тетроновые и тетраминовые кислоты (tetronic and tetramic acid derivatives).

Действующие вещества:

Действие на вредные организмы

Тетроновые кислоты (кетоенолы) – биологически активные соединения. Они обычно обладают фунгитоксическими и противомикробными свойствами[8]. Тетроновая кислота и γ-производные ангидрида тетроновой кислоты – ингибиторы роста растений[6]. Многие химические вещества, обладающие биологической активностью, содержат в молекуле β-кето-γ-бутиролактоновый компонент тетроновой кислоты. Это аскорбиновая кислота, пенициловая кислота, пульвиновая кислота и абиссомицины[9].

Механизм действия

. Тетроновые кислоты совместно с тетраминовыми кислотами, по классификации IRAC, рассматриваются как ингибиторы ацетил-Коа- карбоксилазы (АСС) и отнесены к группе 23[11].

Ацетил-Коа-карбоксилаза – это фермент биосинтеза жирных кислот, выполняющий роль катализатора в ключевой реакции синтеза жирных кислот. Подавление этого фермента приводит к нарушению биологических процессов синтеза липидов в организме насекомых, что естественным образом замедляет процесс роста и развития вредителя практически на всех стадиях[11]. Кетоенолы могут обладать контактно-кишечным, системным или только контактным действием, проявлять овицидную и трансовариальную активность (способствовать потери способности имаго к размножению)[5].

К группе 23 классификации IRAC относят следующие соединения:

Симптомы поражения

. Гибель насекомых на всех стадиях развития, нарушение способности к размножению у имаго[5].

Поражаемые виды

. Тетроновые кислоты и их производные особенно эффективны против растительноядных клещей различных семейств: галловые клещи, паутинные клещи, бурые клещи. Гибнут все стадии развития растительноядных клещей: яйца, личинки, протонимфы, дейтонимфы, имаго[5]. Кроме того, кетоенолы эффективны против видов семейств: листоблошки, щитовки, цикадки[4]. Спектр действия зависит от свойств конкретного соединения.

Подробнее в статьях – «Спиродиклофен», «Спиромезифен», «Спиротетрамат».

Резистентность

. Благодаря уникальному механизму действия производные тетроновых кислот не провоцируют формирование у насекомых и клещей перекрестной резистенции к действующим веществам с отличным механизмом действия и могут успешно применяться в любых схемах чередования и служить заменой практически всем действующим веществам с инсектоакарицидной активностью[5][11]. Однако существует опасность формирования резистентной популяции непосредственно к конкретному соединению данного класса[11].

Профилактика резистентности

:

  • чередование инсектицидов и акарицидов с действующими веществами различного механизма действия;
  • разумное сочетание агротехнических, биологических и химических методов;
  • применение комбинированных препаратов;
  • не допускать применение препаратов в пониженных нормах расхода[3].

Замена тетроновых кислот

Чередование соединений группы 23 классификации IRAC возможно с веществами любых других групп данной классификации в соответствии с видом вредителя. Чередовать соединения группы 23 друг с другом не рекомендуется[11].

Фитотоксичность

. В рекомендуемых нормах расхода кетоенолы не фитотоксичны по отношению к обрабатываемым культурам[5].

Применение

Тетроновые кислоты и их производные находят применение в различных отраслях химической промышленности, в том числе косметической и медицинской[8].

В сфере защиты растений в качестве действующих веществ инсектицидов и акарицидов используется ряд соединений данного класса: спиродиклофен (spirodiclofen), спиромезифен (spiromesifen), спиропидион (spiropidion), спиротетрамат (spirotetramat), спидоксамат (spidoxamat)[4][11].

Токсикологические свойства и характеристики

Тетроновые кислоты – многочисленный класс, включающий соединения различного спектра токсикологической опасности[9].

Подробнее о токсикологических характеристках конкретных соединений в статьях: «Спиродиклофен», «Спиромезифен», «Спиротетрамат».

Литературные источники:
1. Алексеев Е.Ю., Черменская Т. Д. Динамика деградации спиродиклофена на яблоках при обработке препаратом «Акардо», «Современное состояние, проблемы и перспективы развития аграрной науки»: материалы IV международной научно-практической конференции, Ялта, 9-13 сентября 2019 г. / науч. ред. В. С. Паштецкий. – Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2019. – 372 с, с15 – с17
2. Бартон Д. (ред) Оллис У. Д. (ред) Общая органическая химия. Т9. Кислородсодержащие, серусодержащие и другие гетероциклы/ Под ред. П.Г. Сэммса. – Перевод с английского/Под ред. Н.К. Кочеткова. – Москва: Химия,1985 – 800 с.
3. Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений, Учебное пособие. — М.: КолосС, 2006. — 248 с.
4. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2023 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
5. Козлов С.Н., Кажарский В.Р. Методы и средства защиты растений. Химические средства защиты овощных, плодовых и ягодных культур от вредителей, Учебно-методическое пособие. — Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2019. — 310 с.
6. Мельников Н.Н., Баскаков Ю.А. Химия гербицидов и регуляторов роста растений, Москва – Госхимиздат,1962 – 724 стр.
7. МУК 4.1.3450 – 17. Измерение концентраций спиромезифена в атмосферном воздухе населенных мест методом высокоэффективной жидкостной хроматографии: Методические указания. – М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2017. – 14 с /
8. Семенов А.А. Очерк химии природных соединений. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. – 664 с.
9. Фурин Г.Г. Файнзильберг А.А. Современные методы фторирования органических соединений. – М.: Наука, 2000. – 239 с.
Источники из сети интернет:
10. ChemSrc.com
11. Irac-online.org.
12. PubChem

Список действующих веществ, входящие в химический класс Тетроновые кислоты (Кетоенолы)

Спиродиклофен
Спиромезифен
Спиротетрамат