Азоксистробин
Азоксистробин
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
Метил (2 E )-2-(2-{[6-(2-цианофенокси)пиримидин-4-ил]окси}фенил)-3-метоксипроп-2-еноат
Другие имена
Азоксистробин, ICIA5504
Идентификаторы
  • 131860-33-8 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
8350244
ХЭБИ
  • ЧЕБИ:40909 проверятьИ
ChEMBL
  • ChEMBL230001 [ EMBL ] проверятьИ
ChemSpider
  • 2298772 проверятьИ
DrugBank
  • DB07401 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.127.964
Номер ЕС
  • 603-524-3
КЕГГ
  • С18558 проверятьИ
CID PubChem
  • 3034285
УНИИ
  • NYH7Y08IPM
  • DTXSID0032520
  • ИнЧИ=1S/C22H17N3O5/c1-27-13-17(22(26)28-2)16-8-4-6-10-19(16)30-21-1 1-20(24-14-25-21)29-18-9-5-3-7-15(18)12-23/ч3-11,13-14Н,1-2Н3/b17-13+ проверятьИ
    Ключ: WFDXOXNFNRHQEC-GHRIWEEISA-N проверятьИ
  • ИнЧИ=1/C22H17N3O5/c1-27-13-17(22(26)28-2)16-8-4-6-10-19(16)30-21-11 -20(24-14-25-21)29-18-9-5-3-7-15(18)12-23/h3-11,13-14H,1-2H3/b17-13+
    Ключ: WFDXOXNFNRHQEC-GHRIWEEIBD
  • O=C(OC)\C(=C\OC)c3ccccc3Oc2ncnc(Oc1c(C#N)cccc1)c2
Свойства [1]
С22Н17Н3О5​​​​​​​
Молярная масса403.388
ПоявлениеБелое кристаллическое вещество.
Плотность1,34 г/см 3
Температура плавления116°С
6,7 мг/л (20 °C)
лог P2.5
Опасности
Маркировка СГС : [2]
GHS07: Восклицательный знак GHS09: Опасность для окружающей среды
Опасность
Н331 , Н410
Р261 , Р271 , Р273 , Р304+Р340 , Р311 , Р321 , Р391 , Р403+Р233 , Р405 , Р501
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение

Азоксистробин — системный фунгицид широкого спектра действия , широко используемый в сельском хозяйстве для защиты сельскохозяйственных культур от грибковых заболеваний. Впервые он был представлен на рынке в 1996 году под торговой маркой Amistar, а к 1999 году был зарегистрирован в 48 странах на более чем 50 сельскохозяйственных культурах. В 2000 году было объявлено, что ему был присвоен статус продукта тысячелетия в Великобритании. [3]

История

EEE (неправильная первая опубликованная структура) и EZE стробилурин A с родственным натуральным фунгицидом удемансином A
Strobilurus tenacellus

В 1977 году академические исследовательские группы в Германии опубликовали сведения о двух новых противогрибковых антибиотиках, которые они выделили из базидиального грибка Strobilurus tenacellus . Они назвали их стробилуринами A и B, но не предоставили подробных структур, а только данные, основанные на их масс-спектрах с высоким разрешением , которые показали, что более простой из двух имел молекулярную формулу C 16 H 18 O 3 . [4] В следующем году были опубликованы дополнительные сведения, включая структуры [5], и был раскрыт родственный фунгицид, удемансин A из грибка Oudemansiella mucida , идентичность которого была определена с помощью рентгеновской кристаллографии. [6] Когда было показано, что фунгицидные эффекты вытекают из того, что тогда было новым способом действия, [7] химики из исследовательского центра Imperial Chemical Industries (ICI) в Джелоттс-Хилл заинтересовались возможностью использовать их в качестве зацепок для разработки новых фунгицидов, пригодных для использования в сельском хозяйстве. [8] Первой задачей было синтезировать образец стробилурина А для тестирования. При этом было обнаружено, что опубликованная структура была неправильной в стереохимии одной из двойных связей: стробилурины, по сути, имеют конфигурацию E, Z, E, а не E, E, E. Как только это было осознано и правильный материал был изготовлен и испытан, было показано, как и ожидалось, что он активен in vitro, но недостаточно стабилен к свету, чтобы быть активным в теплице. Большая программа химии по созданию аналогов была начата, когда было обнаружено, что новая структура стильбена, содержащая часть β-метоксиакрилата (показана синим цветом и, как полагают, является токсофором ), имела хорошую активность в тепличных испытаниях, но все еще не имела достаточной фотостабильности. [9] : 695–696  После того, как было изготовлено и испытано более 1400 аналогов , команда выбрала азоксистробин для коммерциализации, и он был разработан под кодовым номером ICIA5504. [10] [11]

Стильбен был первым синтетическим аналогом, проявившим активность и приведшим к азоксистробину.

Первые продажи были в 1996 году с использованием торговой марки Amistar: затем он получил ускоренную регистрацию в Соединенных Штатах, где он был продан в 1997 году как Heritage. К 1999 году он был зарегистрирован в 48 странах для более чем 50 культур. В 2000 году было объявлено, что премьер-министр Великобритании Тони Блэр предоставил ему статус продукта Millennium , поскольку за три года он стал самым продаваемым фунгицидом в мире. [3] Тем временем ученые BASF , которые сотрудничали с немецкими академическими группами, открывшими стробилурин A, независимо изобрели крезоксим-метил, который также был запущен в производство в 1996 году. [12]

Синтез

Первый синтез азоксистробина был раскрыт в патентах, поданных группой ICI. [13] Последовательность двух реакций замещения позволяет синтезировать широкий спектр структурных аналогов посредством этерификации типа Ульмана между арилхлоридом первого промежуточного продукта и замещенным фенолом , таким образом, вводя диапазон структурного разнообразия при сохранении центрального токсофора стробина. Окончательный выбор 2-цианофенола на втором этапе синтеза был сделан после того, как многие другие альтернативы были протестированы на их фунгицидные свойства. [9] : 704 

Кристаллическая структура была опубликована в 2008 году. [14]

Механизм действия

Цитохром bc1 со связанным убихиноном

Азоксистробин и другие стробилурины ингибируют митохондриальное дыхание , блокируя транспорт электронов. [7] Они связываются с хиноловым внешним связывающим сайтом комплекса цитохрома b-c1 , где убихинон ( коэнзим Q10 ) обычно связывается при переносе электронов к этому белку. Таким образом предотвращается выработка АТФ . [15] Общее название этого способа действия — «хиноновые внешние ингибиторы» QoI .

Формулировки

Азоксистробин доступен конечным пользователям только в составе формулированных продуктов. Поскольку активный ингредиент имеет умеренную растворимость в воде, формулы облегчают его использование в спреях на водной основе, создавая эмульсию при разбавлении. Современные продукты используют непорошкообразные формулы с уменьшенным или нулевым использованием опасных растворителей, например, суспензионные концентраты. Фунгицид совместим со многими другими пестицидами и адъювантами при смешивании фермером для распыления. [16]

Использование

Азоксистробин — это подвижный по ксилеме системный фунгицид с трансламинарными, защитными и лечебными свойствами. В зерновых культурах, его основном продукте, продолжительность контроля заболеваний обычно составляет около четырех-шести недель в период активного удлинения стебля. [17] [2] Все пестициды должны быть зарегистрированы в соответствующих органах в стране, в которой они будут использоваться. [18] В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды (EPA) отвечает за регулирование пестицидов в соответствии с Федеральным законом об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (FIFRA) и Законом о защите качества пищевых продуктов (FQPA). [19] Пестицид можно использовать законно только в соответствии с инструкциями на этикетке, которая прилагается во время продажи пестицида. Цель этикетки — «дать четкие указания для эффективной работы продукта при минимизации рисков для здоровья человека и окружающей среды». Этикетка — это юридически обязательный документ, который предписывает, как можно и нужно использовать пестицид, и несоблюдение этикетки при использовании пестицида является федеральным правонарушением. [20] В Европейском союзе для одобрения и выдачи разрешений на использование пестицидов используется двухуровневый подход . Во-первых, прежде чем формулированный продукт может быть разработан для рынка, активное вещество должно быть одобрено для Европейского союза. После этого необходимо запросить разрешение на конкретный продукт у каждого государства-члена, в которое заявитель хочет его продать. После этого существует программа мониторинга, чтобы убедиться, что остатки пестицидов в пищевых продуктах ниже пределов, установленных Европейским агентством по безопасности пищевых продуктов .

Использование азоксистробина в США до 2019 года (оценка)

Сельское хозяйство и садоводство

Азоксистробин обладает широким спектром действия, как и другие ингибиторы QoI. Примерами групп грибов, на которых он эффективен, являются Ascomycota , Deuteromycota и Basidiomycota , а также оомицеты . Кроме того, его свойства означают, что он может системно перемещаться по растительной ткани, чтобы защищать части урожая, которые не были в контакте с распылителем. Это сочетание свойств означало, что он очень быстро получил широкое распространение и достиг годового объема продаж более 500 миллионов долларов. [21] Важные заболевания, которые он контролирует, включают пятнистость листьев , ржавчину , настоящую мучнистую росу , ложную мучнистую росу , сетчатую пятнистость и фитофтороз . Во всем мире азоксистробин зарегистрирован для использования на всех важных культурах. Например, в Европейском Союзе и Соединенных Штатах он зарегистрирован для использования на пшенице, ячмене, овсе, ржи, сое, хлопке, рисе, клубнике, горохе, фасоли, луке и многих других овощах. [17] [2] Преимущество для фермера заключается в улучшении урожайности при сборе урожая. Фермеры могут действовать в своих лучших экономических интересах: стоимость дополнительного урожая может быть оценена, а общая стоимость использования фунгицида информирует о решении о покупке. Этот анализ затрат и выгод конечным пользователем устанавливает максимальную цену, которую может потребовать поставщик, и на практике цены на пестициды колеблются в зависимости от текущей рыночной стоимости культур, в которых они используются. Оценочное годовое использование азоксистробина в сельском хозяйстве США отображено Геологической службой США и показывает тенденцию к росту с момента его введения в 1997 году по 2019 год, последнюю дату, по которой имеются данные, и в настоящее время достигает 2 300 000 фунтов (1 000 000 кг). [22]

Дом и сад

Одним из первых применений азоксистробина была борьба с грибковыми заболеваниями газона, его также использовали на полях для гольфа и газонах. [23] [24] В настоящее время он доступен на внутреннем рынке под такими торговыми марками, как Heritage и Azoxy 2SC.

Азоксистробин добавляется в устойчивые к плесени фиолетовые стеновые панели (optiSHIELD AT, смесь азоксистробина и тиабендазола) и может проникать в домашнюю пыль [25] , потенциально являясь источником пожизненного воздействия для детей и взрослых.

Безопасность человека

Азоксистробин малотоксичен для млекопитающих с LD 50 более 5000 мг/кг (крысы, перорально). [1] Однако он может вызывать раздражение кожи и глаз. Информация о первой помощи включена в этикетку. [17] [2] Совместное совещание Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) по остаткам пестицидов определило, что приемлемая суточная доза азоксистробина составляет 0-0,2 мг/кг веса тела в день. [26] [27] База данных Codex Alimentarius , поддерживаемая ФАО, содержит список максимальных пределов остатков азоксистробина в различных пищевых продуктах. [28]

Воздействие на окружающую среду

Азоксистробин классифицируется как вещество с низким потенциалом биоконцентрации и умеренным риском для рыб, дождевых червей и пчел, но высоким риском для водных ракообразных, [1] поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать попадания в водоемы. [2] Его основной продукт распада, карбоновая кислота, образующаяся в результате гидролиза его метилового эфира, также потенциально вредна для водной среды. [29] Преимущества и риски использования фунгицидов QoI были рассмотрены [30] , и имеется обширная литература по экологическому профилю азоксистробина. [31] [32] В конечном итоге именно регулирующие органы в каждой стране должны взвесить преимущества для конечных пользователей и сопоставить их с присущими этому соединению опасностями и вытекающими из этого рисками для потребителей и более широкой окружающей среды.

Управление сопротивлением

Грибковые популяции обладают способностью вырабатывать устойчивость к ингибиторам QoI. Этот потенциал может быть смягчен путем тщательного управления . Сообщения об отдельных видах вредителей, становящихся устойчивыми к азоксистробину [1], отслеживаются производителями, регулирующими органами, такими как EPA и Комитетом по борьбе с устойчивостью к фунгицидам (FRAC), [33], которые распределяют фунгициды по классам в зависимости от способа действия. [34] В некоторых случаях риски развития устойчивости можно снизить, используя смесь двух или более фунгицидов, каждый из которых обладает активностью в отношении соответствующих вредителей, но с не связанными механизмами действия. FRAC распределяет фунгициды по классам, чтобы облегчить это. Например, на зерновых культурах в США азоксистробин можно использовать только в смеси, [2] как правило, с азольным фунгицидом, таким как дифеноконазол. [35]

Бренды

Азоксистробин — это общепринятое название ISO [36] для активного ингредиента , который формулируется в фирменный продукт, продаваемый конечным пользователям. Согласно международной конвенции и во многих странах законам, этикетки пестицидов должны включать общепринятое название активных ингредиентов. Эти названия не являются исключительной собственностью владельца какого-либо патента или товарного знака , и как таковые они являются самым простым способом для неспециалистов ссылаться на отдельные химикаты. Компании, продающие пестициды, обычно делают это, используя торговую марку или словесный товарный знак , который позволяет им отличать свой продукт от продуктов конкурентов, имеющих тот же активный ингредиент. Во многих случаях этот брендинг является специфическим для страны и формулировки, поэтому после нескольких лет продаж может быть несколько торговых марок для данного активного ингредиента. Ситуация еще больше усложняется, когда компании лицензируют свои ингредиенты другим, как это часто и делается. Кроме того, продукт может быть предварительно смешан с другими пестицидами под новой торговой маркой.

Поэтому сложно предоставить полный список торговых марок для продуктов, содержащих азоксистробин. К ним относятся Amistar, Abound, Heritage, Olympus, Ortiva, Priori Xtra, Scotts DiseaseEx, [37] Haedes и Quadris. Поставщики и торговые марки в Соединенных Штатах перечислены в Национальной системе поиска информации о пестицидах. [38]

Ссылки

  1. ^ abcd База данных свойств пестицидов. «Азоксистробин». Университет Хартфордшира.
  2. ^ abcdef Syngenta US. «Quadris Flowable фунгицид».
  3. ^ ab "Syngenta: празднование 75 лет научного совершенства в Международном исследовательском центре Jealott's Hill" (PDF) . Syngenta. 2003. Архивировано из оригинала (PDF) 11 октября 2007 г.
  4. ^ Anke, T.; Oberwinkler, F.; Steglich, W.; Schramm, G. (1977). «Стробилурины — новые противогрибковые антибиотики из базидиомицета Strobilurus tenacellus». Журнал антибиотиков . 30 (10): 806–810 . doi : 10.7164/antibiotics.30.806 . PMID  563391.
  5. ^ Шрамм, Георг; Стеглих, Вольфганг; Анке, Тимм; Обервинклер, Франц (1978). «Антибиотика из базидиомицетов, III. Стробилурин А и В, противогрибковый Stoffwechselprodukte из Strobilurus tenacellus». Химише Берихте . 111 (8): 2779–2784 . doi :10.1002/cber.19781110806.
  6. ^ Анке, Тимм; Хехт, Ханс Юрген; Храмм, Георгс; Стеглих, Вольфганг (1979). «Антибиотики из базидиомицетов. IX. Одемансин, противогрибковый антибиотик из Oudemansiella mucida (Schrader ex Fr.) hoehnel (Agaricales)». Журнал антибиотиков . 32 (11): 1112–1117 . doi : 10.7164/antibiotics.32.1112 . ПМИД  528381.
  7. ^ ab Becker, WF; von Jagow, G.; Anke, T.; Steglich, W. (1981). «Oudemansin, strobilurin A, strobilurin B и myxothiazol: Новые ингибиторы сегмента bc 1 дыхательной цепи с системой E-β-метоксиакрилата в качестве общего структурного элемента». FEBS Letters . 132 (2): 329– 333. doi :10.1016/0014-5793(81)81190-8. PMID  6271595. S2CID  11294426.
  8. ^ Clough, JM (1993). «Стробилурины, удемансины и миксотиазолы, фунгицидные производные β-метоксиакриловой кислоты». Nat. Prod. Rep . 10 (6): 565–574 . doi :10.1039/NP9931000565. PMID  8121648.
  9. ^ ab Шефер, Бернд (2014). "Агрохимикаты: 8.2 Стробилурины". Натуральные продукты в химической промышленности . стр.  688–704 . doi :10.1007/978-3-642-54461-3_8. ISBN 978-3-642-54460-6.
  10. ^ Бартлетт, Дэйв В.; Клаф, Джон М.; Годвин, Джереми Р.; Холл, Элисон А.; Хамер, Мик; Парр-Добжански, Боб (2002). «Стробилуриновые фунгициды». Pest Management Science . 58 (7): 649– 662. doi :10.1002/ps.520. PMID  12146165.
  11. ^ Clough, JM; Godfrey, CRA (1998). "Стробилуриновые фунгициды". В Hutson, David Herd; Miyamoto, Junshi (ред.). Фунгицидная активность: химические и биологические подходы к защите растений . стр.  109–148 . ISBN 9780471968061.
  12. ^ Заутер, Хьюберт; Стеглих, Вольфганг; Анке, Тимм (1999). «Стробилурины: эволюция нового класса активных веществ». Angewandte Chemie, международное издание . 38 (10): 1328–1349 . doi :10.1002/(SICI)1521-3773(19990517)38:10<1328::AID-ANIE1328>3.0.CO;2-1. ПМИД  29711574.
  13. ^ Патент EP 0382375, Clough, JM; Godfrey, CRA & Streeting, IT et al., "Fungicides", выдан 23.03.1994, передан ICI plc 
  14. ^ Chopra, D.; Mohan, TP; Rao, KS; Row, TNG (2008). "Структура кристаллов". CCDC 667485: Экспериментальное определение структуры кристаллов . Кембриджский центр кристаллографических данных. doi :10.5517/ccqdksf.
  15. ^ Мур, Дэвид; Робсон, Джеффри Д.; Тринчи, Энтони П. Дж. "Сельскохозяйственные микоциды для 21-го века: стробилурины". Архивировано из оригинала 2019-09-08 . Получено 2020-02-02 .
  16. ^ Syngenta UK (08.03.2016). «Амистар».
  17. ^ abc Syngenta UK. "Этикетка продукта Amistar" (PDF) .
  18. ^ Willson HR (1996). «Pesticide Regulations». В Radcliffe EB, Hutchison WD, Cancelado RE (ред.). Radcliffe's IPM World Textbook . St. Paul: University of Minnesota. Архивировано из оригинала 13 июля 2017 г.
  19. ^ "Пестициды и общественное здравоохранение". Пестициды: здоровье и безопасность . Агентство по охране окружающей среды США . 2015-08-20. Архивировано из оригинала 14 января 2014 года . Получено 2020-02-04 .
  20. ^ EPA (27.02.2013). "Этикетка пестицида" . Получено 02.02.2020 .
  21. ^ Армстронг, Сара; Клаф, Джон (1 марта 2009 г.). «Химические средства защиты растений». Образование в области химии . Том 46, № 2. Королевское химическое общество . С.  52–56 . Получено 2020-02-02 .
  22. ^ Геологическая служба США (2021-10-12). "Предполагаемое сельскохозяйственное использование азоксистробина, 2019" . Получено 2021-12-26 .
  23. ^ EPA. "Информационный листок об азоксистробине" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2008-07-24.
  24. ^ Клемсонский кооперативный филиал. «Болезни листьев газонов».
  25. ^ Купер, Эллен М.; Рашинг, Рози; Хоффман, Кейт; Филлипс, Эллисон Л.; Хаммел, Стефани К.; Зилка, Марк Дж.; Стэплтон, Хизер М. (2020). «Стробилуриновые фунгициды в домашней пыли: является ли настенная плита источником?». Журнал науки об экспозиции и эпидемиологии окружающей среды . 30 (2): 247– 252. doi :10.1038/s41370-019-0180-z. ISSN  1559-064X. PMC 7044059. PMID 31636368  . 
  26. ^ "Остатки пестицидов в пищевых продуктах 2008" (pdf) . Остатки пестицидов в пищевых продуктах: отчет и оценки: Совместное совещание ФАО/ВОЗ по остаткам пестицидов : 55–96 . ISBN 9789251061138. ISSN  0259-2517.
  27. ^ Шах, П.В.; Рэй, Дэвид. «Азоксистробин» (pdf) . ВОЗ.
  28. ^ ФАО/ВОЗ. «Азоксистробин».
  29. ^ Йоргенсен, Лисбет Флиндт; Жанна Кьер; Пребен Олсен; Аннетт Элизабет Розенбом (июль 2012 г.). «Выщелачивание азоксистробина и продукта его разложения R234886 с сельскохозяйственных полей Дании». Хемосфера . 88 (5): 554–562 . Бибкод : 2012Chmsp..88..554J. doi :10.1016/j.chemSphere.2012.03.027. ПМИД  22497784.
  30. ^ Винчелли, П. (2012). «Фунгициды QoI (стробилурин): преимущества и риски». Американское фитопатологическое общество.
  31. ^ "Азоксистробин". Национальная медицинская библиотека США . Получено 2020-02-02 .
  32. ^ Свод федеральных правил 40 Защита окружающей среды: Части 150–189 . Национальное управление архивов и записей. Октябрь 2005 г. ISBN 9780160739637.
  33. ^ "Сайт Комитета по борьбе с устойчивостью к фунгицидам".
  34. ^ «Средства борьбы с грибками, отсортированные по характеру перекрестной резистентности и способу действия» (PDF) . 2020. Архивировано из оригинала (PDF) 2021-08-16 . Получено 2020-09-04 .
  35. ^ Syngenta US. «Амистар-топ».
  36. ^ "Сборник общепринятых названий пестицидов: азоксистробин". BCPC . Получено 27.07.2023 .
  37. ^ "Scotts® DiseaseExTM Газонный фунгицид". Scotts . 2017-11-01 . Получено 2022-05-28 .
  38. ^ NPIRS Public. «Поиск федеральных пестицидных продуктов».

Дальнейшее чтение

  • Хатсон, Дэвид Херд; Миямото, Джунши, ред. (1998). Фунгицидная активность: химические и биологические подходы к защите растений . ISBN 9780471968061.
  • Робертс, ТР, ред. (1999). Метаболические пути агрохимикатов: инсектициды и фунгициды . Королевское химическое общество. ISBN 9780854044993.
  • Анке, Тимм; Стеглих, Вольфганг (1999). «Стробилурины и удемансины». В Грейбли, С.; Тьерике, Р. (ред.). Открытие лекарств из природы . Спрингер. стр. 320–334. ISBN 3540648445.
  • Мортон, В.; Стауб, Т. (2008). «Краткая история фунгицидов». Статьи Apsnet . doi :10.1094/APSnetFeature-2008-0308.
  • Reddy, P.Parvatha (2013). "Глава 12: Фунгициды на основе стробилурина". Последние достижения в области защиты растений . Springer. стр.  185–200 . doi :10.1007/978-81-322-0723-8. ISBN 978-81-322-0722-1. S2CID  13212055.
  • Йешке, Питер; Витшель, Матиас; Кремер, Вольфганг; Ширмер, Ульрих (06 мая 2019 г.). Современные средства защиты растений . Вили ВЧ. ISBN 9783527340897.
  • Национальный информационный центр по пестицидам
  • Фунгицидный продукт Quadris - Syngenta US
  • Азоксистробин в базе данных свойств пестицидов (PPDB)
  • Азоксистробин на Pubchem
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Азоксистробин&oldid=1239513388#Сопротивление"