Дикват
Дикват дибромид
Скелетная формула диквата
Шаростержневая модель ионов-компонентов диквата
Имена
Название ИЮПАК
6,7-дигидродипиридо[1,2-a:2′,1′-c]пиразин-5,8-дииум дибромид
Другие имена
1,1′-Этилен-2,2′-бипиридилдиилий дибромид
Идентификаторы
  • Соединения
  • Дибромид : дикват дибромид
  • Дихлорид : дикват дихлорид
  • Дикатион : дикатион дикват
  • Дибромид: 85-00-7 проверятьИ
  • Дихлорид: 4032-26-2
  • Дикция: 2764-72-9 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Дибромид: Интерактивное изображение
ChEMBL
  • Дибромид: ChEMBL1599022 проверятьИ
ChemSpider
  • Дибромид: 6536 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.001.436
КЕГГ
  • Дикция: C18577
CID PubChem
  • Дибромид: 6794
  • Дихлорид: 19943
  • Дикция: 6795
УНИИ
  • Дибромид: 6BDV3T272W проверятьИ
  • Дикция: A9A615U4MP проверятьИ
  • Дибромид: DTXSID3024075
  • InChI=1S/C12H12N2.2BrH/c1-3-7-13-9-10-14-8-4-2-6-12(14)11(13)5-1;;/h1-8H,9- 10H2;2*1H/q+2;;/p-2 проверятьИ
    Ключ: ODPOAESBSUKMHD-UHFFFAOYSA-L проверятьИ
  • Дихлорид: InChI=1S/C12H12N2.2ClH/c1-3-7-13-9-10-14-8-4-2-6-12(14)11(13)5-1;;/h1-8H,9-10H2;2*1H/q+2;;/p-2
    Ключ: SKYNPRKUXHXZFJ-UHFFFAOYSA-L
  • Дикция: InChI=1S/C12H12N2/c1-3-7-13-9-10-14-8-4-2-6-12(14)11(13)5-1/h1-8H,9-10H2/q+2
    Ключ: SYJFEGQWDCRVNX-UHFFFAOYSA-N
  • Дибромид: C1[n+]2cccc2-c3cccc[n+]3C1.[Br-].[Br-]
Свойства [1]
С12Н12Бр2Н2​​​​​​​
Молярная масса344,050  г·моль −1
ПоявлениеБелые/желтые кристаллы
Плотность1,61 г/см 3
Температура плавленияРазлагается
71,8% (20 °С)
лог P-4.6
Давление пара0,01 мПа (20 °С)
Опасности [3]
Маркировка СГС :
GHS06: ТоксичноGHS07: Восклицательный знакGHS08: Опасность для здоровьяGHS09: Опасность для окружающей среды
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
4
0
0
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
ОТВ (рекомендуется)
Средневзвешенная по времени концентрация 0,5 мг/м 3 [2]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение

Дикват — общепринятое название ISO [4] органического дикатиона , который в виде соли с противоионами, такими как бромид или хлорид, используется в качестве контактного гербицида , вызывающего иссушающие и дефолиирующие свойства . Дикват больше не одобрен для использования в Европейском Союзе , хотя его регистрация во многих других странах, включая США, все еще действительна.

Синтез

Пиридин окислительно связывается с образованием 2,2′-бипиридина над нагретым катализатором никеля Ренея . Этиленовый мостик образуется в результате реакции с 1,2-дибромэтаном [5]

История

Гербицидные свойства диквата были признаны в 1955 году в лабораториях Imperial Chemical Industries (ICI) в Джелоттс-Хилл после его первого синтеза в подразделении красителей ICI в Блэкли, Англия. [5] [6] [7] Он был активен на опытных растениях при нормах внесения всего 0,1 фунта/акр. Было обнаружено, что только те четвертичные соли, которые были способны преобразовываться восстановителями в радикальные катионы, обладали гербицидной активностью, и еще одним из них был паракват , который был более эффективен как неселективный гербицид, чем дикват. [8] Первоначальные попытки коммерциализировать дикват были сосредоточены на его способности контролировать широколиственные однолетние сорняки, в то время как ущерб зерновым культурам был, по сравнению с этим, незначительным. Однако ауксиновые гербициды, включая MCPA ICI, были более селективными, и поэтому такое использование диквата было непривлекательным. [6] Вместо этого дикват сочетался с использованием специализированного механизированного оборудования, которое к концу 1950-х годов стало обычным при уборке урожая таких культур, как картофель. Проблема в этом использовании заключалась в возможности того, что соединение может вызвать гниение стебля , но были разработаны протоколы, которые преодолели эту проблему, и оно было введено в коммерческое использование для десикации ботвы картофеля в 1961 году. [9] [10] В середине 1960-х годов использование диквата было распространено на предуборочную десикацию масличных культур, таких как подсолнечник, лен, хлопок и соя. [6] Патент на активный ингредиент в настоящее время истек во всех странах.

Способ действия

Действуя как гербицид, дикват подавляет фотосинтез. В растениях, подвергающихся воздействию света, он принимает электрон от фотосистемы I (точнее, ферредоксина ), образуя свой зеленый катион-радикал:

[дикват] 2+ + е − [дикват] +• ↽ − ⇀ {\displaystyle {\ce {<=>>}}}

Затем электрон переносится на молекулярный кислород, производя деструктивные активные формы кислорода . При их формировании дикатион диквата регенерируется и снова становится доступным для шунтирования электронов из фотосистемы I для перезапуска цикла. [11]

Формулировка

Дикват доступен конечным пользователям только в составе формулированных продуктов. Поскольку он обладает чрезвычайно высокой растворимостью в воде, современные формулы содержат до 40% активной дибромидной соли. [12]

Использование

Все пестициды должны быть зарегистрированы соответствующими органами в стране, в которой они будут использоваться. [13] 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). [14] Пестицид может быть использован законно только в соответствии с инструкциями на этикетке, которая прилагается во время продажи пестицида. Цель этикетки — «предоставить четкие указания для эффективного использования 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. [15] В Европейском союзе для одобрения и выдачи разрешений на использование пестицидов используется двухуровневый подход . Во-первых, до того, как сформулированный 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 действует программа мониторинга, чтобы убедиться, что остатки пестицидов в пищевых продуктах ниже пределов, установленных Европейским агентством по безопасности пищевых продуктов . Хотя дикват использовался во многих европейских странах с 1960-х годов, директива ЕС отменила его одобрение для любого использования, вступившее в силу 12 октября 2018 года. [16]

Использование диквата в США к 2018 году (по оценкам USGS)

Дикват — необычный гербицид, поскольку его часто не используют для борьбы с сорняками, а вместо этого наносят непосредственно на зрелые культуры. Это вызывает усыхание, что облегчает сбор урожая, особенно с помощью механизированного оборудования. Преимущество для фермера может заключаться в том, что он позволяет ускорить дату сбора урожая, сократить время, необходимое для сбора урожая, а в случае семенных культур — снизить содержание влаги в семенах и увеличить их полезный урожай. [6] Фермеры могут действовать в своих лучших экономических интересах: ценность этих преимуществ можно оценить, а общая стоимость использования гербицида, включая стоимость, например, распыления с воздуха, информирует о решении о покупке. Этот анализ затрат и выгод конечным пользователем устанавливает максимальную цену, которую может потребовать поставщик. При использовании в качестве обычного гербицида для борьбы с сорняками дикват необходимо применять после того, как сорняки проросли, поскольку он эффективен только при контакте с зеленой тканью. При таком использовании он быстро действует на солнечном свете и более эффективен на широколиственных сорняках, чем на травах. [17] [18] Смешивание диквата с другими гербицидами также возможно. [12] Расчетное годовое использование диквата в сельском хозяйстве США отображено Геологической службой США. [19] Это показывает, что использование довольно стабильно, и в 2018 году, последней дате, на которую имеются данные, оно составляло около 300 000 фунтов (140 000 кг) в год, почти исключительно для фруктовых и овощных культур.

Помимо сельского хозяйства, дикват также используется для борьбы с инвазивными видами, такими как подводная водная растительность в дельте Калифорнии. [20] Поскольку питьевая вода для населения Калифорнии поступает через дельту в рамках проекта водоснабжения штата Калифорния, следовые количества этого пестицида присутствуют в большинстве систем водоснабжения штата.

Безопасность человека

Дикват дибромид умеренно токсичен. Он может быть вреден для человека при проглатывании, вдыхании или всасывании через кожу в больших количествах. [1] [17] Проглатывание доз от 10 мл и выше часто приводит к летальному исходу. [21] Исследованы его хронические нейротоксические эффекты. [22] Меры первой помощи включены в информацию на этикетке. [12]

Совместное совещание Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) по остаткам пестицидов определило, что допустимая суточная доза диквата (в виде его иона) составляет 0–0,006 мг/кг веса тела в день [23] , при этом острая референтная доза составляет 0,8 мг/кг веса тела. [24] В базе данных Кодекса Алиментариус , поддерживаемой ФАО, перечислены максимальные пределы остатков диквата в различных пищевых продуктах. [25]

Воздействие на окружающую среду

Дикват прочно связывается с минеральными и органическими частицами в почве и воде, где он остается без существенной деградации в течение многих лет. Однако, связанный с глинами, дикват биологически неактивен в концентрациях, которые обычно наблюдаются в сельскохозяйственных почвах. [26] [27]

Бренды

Согласно международной конвенции и законодательству многих стран, этикетки пестицидов должны включать общее 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 делается. Лицензиат обычно хочет создать свой собственный набор торговых марок для использования в рекламе и для продвижения среди своих клиентов. Кроме того, они могут намереваться смешивать лицензированный продукт со своими собственными запатентованными материалами и, безусловно, создадут новый бренд для этих смесей. Поэтому сложно предоставить полный список торговых марок для продуктов, содержащих дикват в его многочисленных солевых и эфирных формах. Первоначальный бренд ICI был Reglone, и это название до сих пор используется компанией Syngenta . Другие названия включают Aquacide, Dextrone, Preeglone, Deiquat, Spectracide, Detrone, Tribune и Weedtrine-D. [3]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab База данных свойств пестицидов. "Дикват дибромид". Университет Хартфордшира. Архивировано из оригинала 2020-08-08 . Получено 2020-02-11 .
  2. ^ Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0243". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ ab Pubchem. "Diquat dibromide". Национальная медицинская библиотека США. Архивировано из оригинала 2019-12-17 . Получено 2020-02-02 .
  4. ^ "Compendium of Pesticide Common Names: diquat". BCPC . Архивировано из оригинала 2022-01-24 . Получено 2022-01-24 .
  5. ^ ab патент США 2823987, Филден, Ричард Дж.; Гомер, Рональд Фредерик и Джонс, Ричард Льюис, "Новые четвертичные соли", выдан 1957-11-06, передан ICI plc 
  6. ^ abcd Calderbank, A.; et al. (1978). "Глава 9: Гербициды на основе бипиридила". В Peacock, FC (ред.). Jealott's Hill: Пятьдесят лет сельскохозяйственных исследований 1928-1978. Imperial Chemical Industries Ltd. стр.  67–86 . ISBN 0901747017.
  7. ^ Брайан, RC; Гомер, RF; Стаббс, J.; Джонс, RL (1958). «Новый гербицид: 1: 1′-этилен-2: 2′-дипиридилий дибромид». Nature . 181 (4607): 446– 447. Bibcode :1958Natur.181..446B. doi :10.1038/181446a0. S2CID  4242162.
  8. ^ Homer, RF; Mees, GC; Tomlinson, TE (1960). «Способ действия четвертичных солей дипиридила в качестве гербицидов». Журнал «Наука о продовольствии и сельском хозяйстве» . 11 (6): 309–315 . Bibcode : 1960JSFA...11..309H. doi : 10.1002/jsfa.2740110604.
  9. ^ Брайан, RC (1966). «Четвертичные соли бипиридила». Weed Research . 6 (4): 292–303 . Bibcode : 1966WeedR...6..292B. doi : 10.1111/j.1365-3180.1966.tb00895.x.
  10. ^ Headford, DWR; Douglas, G. (1967). «Некроз клубней после высыхания листьев картофеля с дикватом». Weed Research . 7 (2): 131– 144. Bibcode : 1967WeedR...7..131H. doi : 10.1111/j.1365-3180.1967.tb01361.x.
  11. ^ Саммерс, Линдсей Андерсон (1980). Гербициды бипиридина . Academic Press. ISBN 9780126764505.
  12. ^ abc Syngenta US. "Reglone desiccant". Архивировано из оригинала 2020-02-18 . Получено 2020-02-11 .
  13. ^ 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.
  14. ^ "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 .
  15. ↑ EPA (27 февраля 2013 г.). "The Pesticide Label". Архивировано из оригинала 2020-02-03 . Получено 2020-02-04 .
  16. ^ "Невозобновление одобрения диквата". EUR-Lex. Архивировано из оригинала 2021-01-23 . Получено 2020-02-02 .
  17. ^ ab Программа информации по управлению пестицидами. "дикват дибромид". Архивировано из оригинала 2016-08-25 . Получено 2020-02-02 .
  18. ^ Клейтон, Джон; Матесон, Флер (2010). «Оптимизация использования диквата для борьбы с подводными водорослями». Hydrobiologia . 656 (1): 159– 165. Bibcode : 2010HyBio.656..159C. doi : 10.1007/s10750-010-0423-4. S2CID  23209598.
  19. ^ Геологическая служба США (2021-10-12). "Предполагаемое сельскохозяйственное использование диквата в США, 2018". Архивировано из оригинала 2022-01-18 . Получено 2022-01-17 .
  20. ^ "Программа контроля за подводной водной растительностью 2020 года" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2020-06-27 . Получено 2020-06-27 .
  21. ^ Magalhães, N; Carvalho, F; Dinis-Oliveira, Rj (ноябрь 2018 г.). «Человеческая и экспериментальная токсикология отравления дикватом: токсикокинетика, механизмы токсичности, клинические особенности и лечение». Human & Experimental Toxicology . 37 (11): 1131– 1160. Bibcode :2018HETox..37.1131M. doi :10.1177/0960327118765330. ISSN  0960-3271. PMID  29569487.
  22. ^ Каруппагундер, Сентилкумар С.; Ахуджа, Манудж; Буабейд, Манал; Парамешваран, Кудесваран; Абдель-Рехман, Энджи; Суппираманиам, Вишну; Дханасекаран, Мураликришанан (2012). «Исследование хронических нейротоксических эффектов диквата». Нейрохимические исследования . 37 (5): 1102–1111 . doi :10.1007/s11064-012-0715-3. PMID  22331545. S2CID  6863674.
  23. ^ Организация, Продовольственное сельское хозяйство (2013). Остатки пестицидов в пищевых продуктах: Отчет и оценки: Совместное совещание ФАО/ВОЗ по остаткам пестицидов (pdf) . стр.  155–170 . ISBN 9789251080436. ISSN  0259-2517.
  24. ^ Шах, П.В.; Ташева, Мария (2013). «Дикват (приложение)» (pdf) . ВОЗ.
  25. ^ ФАО / ВОЗ. "Diquat". Архивировано из оригинала 2021-02-17 . Получено 2020-03-31 .
  26. ^ Calderbank, Alan (1989). "Возникновение и значение связанных остатков пестицидов в почве". Reviews of Environmental Contamination and Toxicology . Vol. 108. pp.  71– 103. doi :10.1007/978-1-4613-8850-0_2. ISBN 978-1-4613-8852-4.
  27. ^ "Paraquat and Diquat". IPCS INCHEM . Архивировано из оригинала 2018-10-06 . Получено 2020-02-02 .

Дальнейшее чтение

  • Саммерс, Линдсей Андерсон (1980). Гербициды бипиридина . Academic Press Inc. ISBN 9780126764505.
  • Всемирная организация здравоохранения (1985). Паракват и дикват (критерии здоровья окружающей среды) . Всемирная организация здравоохранения. ISBN 9789241540995.
  • Калоянова Фина П.; Эль-Батави, Массачусетс (1991). Токсикология пестицидов для человека . ЦРК Пресс. ISBN 0849351928.
  • Pubchem. «Дикват дибромид». Национальная медицинская библиотека США.
  • Дикват дибромид в базе данных свойств пестицидов (PPDB)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Diquat&oldid=1251897503"