Цигалотрин - Cyhalothrin

Лямбда-цигалотрин
Цигалотрин гамма.svg
λ-цигалотрин (рацемический )
Имена
Название ИЮПАК
(R) -α-циано-3-феноксибензил (1S) -цис-3 - [(Z) -2-хлор-3,3,3-трифторпропенил] -2,2-диметилциклопропанкарбоксилат и (S) -а-циано -3-феноксибензил (1R) -цис-3 - [(Z) -2-хлор-3,3,3-трифторпропенил] -2,2-диметилциклопропанкарбоксилат
Другие имена
Цигалотрин
Идентификаторы
  • Соединения
  • Лямбда: λ-Цигалотрин
  • (RS) -α-циано (1RS, 3RS): Цигалотрин
  • Гамма: γ-Цигалотрин
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ECHA InfoCard100.062.209 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • (RS) -α-циано (1RS, 3RS): 268-450-2
  • Гамма: 616-373-3
Номер RTECS
  • Лямбда: GZ1227780
UNII
Номер ООН2588
Характеристики[1]
C23ЧАС19ClF3NО3
Молярная масса449.85 г · моль−1
ВнешностьБесцветное твердое вещество
Плотность1,33 г / см3
Температура плавления 49,2 ° С (120,6 ° F, 322,3 К)
Точка кипения Разлагается перед кипячением
0,005 мг / л [20 ° C]
Растворимость в других растворителяхХорошо растворяется в гексане, толуоле, метаноле, ацетоне.
бревно п5.5
Кислотность (пKа)Непригодный
Фармакология
QP53AC06 (ВОЗ)
Опасности[2]
Пиктограммы GHSGHS06: ТоксичноGHS07: ВредноGHS09: Опасность для окружающей среды
Сигнальное слово GHSОпасность
H301, H312, H330, H400, H410
P260, P264, P270, P271, P273, P280, P284, P301 + 310, P302 + 352, P304 + 340, P310, P312, P320, P321, P322, P330, P363, P391, P403 + 233, P405, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 225 ° С (437 ° F, 498 К)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Цигалотрин это ISO распространенное имя[3] для органическое соединение который в определенных изомерных формах используется в качестве пестицид.[4]Это пиретроид, класс синтетических инсектициды которые имитируют структуру и свойства природного инсектицида пиретрин который присутствует в цветах Хризантема цинерарифолиум. Пиретроиды, такие как цигалотрин, часто предпочтительны в качестве активного ингредиента в сельскохозяйственных инсектицидах, потому что они более экономичны и действуют дольше, чем природные пиретрины. λ- и γ-цигалотрин теперь используются для борьбы с насекомыми и паутинный клещ в сельскохозяйственных культурах, включая хлопок, зерновые, картофель и овощи.[5]

Структура и стереохимия

γ-цигалотрин и λ-цигалотрин

Гамма-цигалотрин[6] и лямбда-цигалотрин[1] являются активные ингредиенты в действующих коммерческих продуктах на основе цигалотрина. Оба циангидрин сложные эфиры цис-3 - [(Z) -2-хлор-3,3,3-трифторпропенил] -2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты. Вся инсектицидная активность обусловлена ​​соотношением абсолютная стереохимия (1R) в смеси.[7] Активный изомер дельтаметрин, (1R) -цис-3- (2,2-дибромвинил) -2,2-диметилциклопропанкарбоновая кислота имеет такую ​​же стереохимию.

Цигалотриновая и дельтаметриновая кислоты.

γ-цигалотрин (одиночный хиральный изомер) действительно в два раза активнее λ-цигалотрина в пересчете на массу. Последний рацемический и содержит (1R) и неактивный (1S) изомеры в равных количествах.

История

Дальнейшая информация: Пиретроиды

К 1974 году команда Rothamsted Research ученые обнаружили три пиретроида, пригодных для использования в сельское хозяйство, а именно перметрин, циперметрин и дельтаметрин.[8] Эти соединения впоследствии были лицензированный посредством NRDC, как NRDC 143, 149 и 161 соответственно, компаниям, которые затем могут разрабатывать их для продажи на определенных территориях. Imperial Chemical Industries (ICI) получила лицензии на перметрин и циперметрин, но их соглашение с NRDC не позволяло продажи по всему миру. Кроме того, собственные исследователи ICI в Jealott's Hill что будущая конкуренция на рынке может быть затруднена из-за большего потенция дельтаметрина по сравнению с другими соединениями. По этой причине в период 1974–1977 гг. Химики здесь стремились патентоспособный аналоги, которые могут иметь преимущества по сравнению с инсектицидами Rothamsted, имея более широкий спектр или больше затрат и выгод. Первый прорыв был сделан, когда трифторметил группа использовалась для замены одного из хлоринов в циперметрине, особенно когда двойная связь была в его Z форма. Полученный в результате материал оказался более сильнодействующим, чем циперметрин, с которым он наиболее близок, но также с хорошей активностью против паутинный клещ Tetranychus urticae, что повысило его привлекательность как потенциального нового продукта.[9] Второй прорыв произошел, когда химики-технологи ICI разработали практический процесс производства Z-цис-кислоты, контролируя стереохимия циклопропанового кольца в дополнение к кольцу двойной связи.[10] Это привело к первоначальному коммерциализации цигалотрина под торговым названием Grenade, но полученный материал все еще представлял собой смесь четырех изомеров из-за рацемический природа Z-цис-кислоты и поскольку альфа-цианогруппа представляет собой смесь возможных R и S конфигурации.[11]

Технологические работы сделали доступным относительно большой запас Z-цис-кислоты и, следовательно, позволили предпринять еще два коммерчески важных шага. Первым было сделать разработку и продажу тефлутрин возможно, а второй заключался в стимулировании исследований, направленных на создание композиций цигалотрина с меньшим количеством изомеров в продаваемом продукте. После дальнейших исследований и полевых испытаний ICI решила сосредоточиться на λ-цигалотрине, смеси, содержащей единственный наиболее активный изомер вместе с его зеркальным отображением. Эта так называемая «пара энантиомеров», кодовый номер ICI PP321, может быть использована после того, как был разработан процесс ее экономичного производства и очистки с использованием кристаллизации с рециркуляцией нежелательной пары энантиомеров.[12][13]

Новый продукт был впервые представлен в девяти странах в 1985 году под торговой маркой Karate.[14] В то время γ-цигалотрин, код ICI под номером PP345, не был приемлемым альтернативным продуктом из-за сложности производства одного этого изомера, особенно если это включало переработку «неправильного» изомера Z-цис-кислоты. В 2000 г. агрохимический бизнес ICI слился с Новартис формировать Сингента, которая до сих пор производит и поставляет λ-цигалотрин. Срок действия патентов на исходное соединение истек на большинстве основных рынков в 2003 году.[15] FMC вышла на рынок как поставщик γ-цигалотрина для использования в качестве инсектицида широкого спектра действия под торговой маркой Scion.[16]

Механизм действия

Пиретроиды, в том числе цигалотрин, нарушают работу нервной системы в организме. Они быстродействующие аксонический эксайтотоксины, токсические эффекты которых опосредованы предотвращением закрытия закрытый по напряжению натриевые каналы в аксональные мембраны. Натриевый канал - это мембранный белок с гидрофильный интерьер. Этот интерьер имеет форму, позволяющую ионы натрия пройти через мембрану, войти в аксон и распространить потенциал действия. Связывание инсектицида с белком сохраняет каналы в их открытом состоянии, поэтому нервы не могут переполяризовать, тем самым парализуя организм.[17]Одним из следствий этого способа действия является то, что цигалотрин обладает полезными нокдаунными свойствами. То есть пораженные личинки быстро перестают питаться и могут опадать с урожая; летающие насекомые падают на землю. При условии, что насекомое поглотило достаточную дозу, наступает паралич и смерть.

Составы

λ-цигалотрин доступен конечным пользователям только в сформулирован товары. Поскольку активный ингредиент имеет очень низкую растворимость в воде, составы помогают использовать его в спреях на водной основе, создавая эмульсия при разбавлении. В современных продуктах используются непорошкообразные составы с пониженным содержанием или отсутствием использования опасных растворителей: одним из примеров является суспензия капсул, продаваемая Syngenta в США.[18]

использование

Все пестициды обязаны искать постановка на учет от соответствующих органов страны, в которой они будут использоваться.[19] в Соединенные Штаты, то Агентство по охране окружающей среды (EPA) отвечает за регулирование пестицидов в соответствии с Федеральный закон об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (FIFRA) и Закон о защите качества пищевых продуктов (FQPA).[20] Пестицид можно использовать на законных основаниях только в соответствии с инструкциями на этикетке, которая прилагается во время продажи пестицида. Этикетка предназначена для «предоставления четких указаний по эффективному использованию продукта при минимизации рисков для здоровья человека и окружающей среды». Этикетка - это юридически обязывающий документ, который определяет, как пестицид можно и нужно использовать, а несоблюдение надписи на этикетке при использовании пестицида является федеральным правонарушением.[21]В Европейском союзе используется двухуровневый подход к одобрение и авторизация пестицидов. Во-первых, прежде чем рецептурный продукт может быть разработан для продажи, действующее вещество должно быть одобрено для Европейского Союза. После того, как это будет достигнуто, разрешение на конкретный продукт необходимо запросить у каждого государства-члена, которому заявитель хочет его продать. После этого проводится программа мониторинга, чтобы убедиться, что остатки пестицидов в продуктах питания ниже пределов, установленных Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов.

сельское хозяйство

Heliothis virescens, типичный вредитель, контролируемый цигалотрином

Первое и до сих пор основное применение λ-цигалотрина - это борьба с личинками Чешуекрылые вредители сельскохозяйственных культур, таких как хлопок и зерновые. Преимущество для фермера заключается в повышении урожайности при сборе урожая. Фермеры могут действовать в своих лучших экономических интересах: можно оценить стоимость дополнительного урожая, а общая стоимость использования инсектицида является основанием для принятия решения о покупке. Этот затрат и выгод Анализ, проводимый конечным пользователем, устанавливает максимальную цену, которую может потребовать поставщик, и на практике цены на пестициды колеблются в зависимости от текущей рыночной стоимости сельскохозяйственных культур, в которых они используются.

Предполагаемое использование λ-цигалотрина в сельском хозяйстве США до 2017 г.

После того, как активный ингредиент был зарегистрирован на основных территориях, в интересах поставщика расширить рынок, добиваясь утверждения этикеток.[21] для дополнительных культур и вредителей, после полевые испытания были проведены для подтверждения эффективности продукта в новой ситуации. Рынки, которые сами по себе были слишком малы, чтобы оправдать затраты на первоначальную разработку и регистрацию, теперь могут быть привлекательными, особенно если экономия на масштабе при производстве активного ингредиента снизила его стоимость. В случае λ-цигалотрина текущая этикетка в США включает его использование на люцерне; канола; кукуруза; рис; сорго; злаки, включая ячмень, овес и пшеницу; овощные культуры, включая брокколи, капусту и цветную капусту; хлопок; бобовые, включая сою; латук; лук; арахис; фрукты, включая яблоки и груши; сахарный тростник; подсолнечник и табак.[18] Расчетное годовое использование λ-цигалотрина в сельском хозяйстве США составлено Геологической службой США.[22] В то время как первоначально смесь использовалась почти исключительно для хлопка, сейчас смесь применяется для многих культур. В 2017 году (последняя дата, на которую имеются данные) было использовано 600 000 фунтов (270 000 кг). Эквивалентная карта для γ-цигалотрина также доступна, но ее использование никогда не было высоким и сейчас сокращается.[23]

Контроль малярийного вектора

Многие инсектициды, в том числе ДДТ использовались для контроля комар виды, являющиеся носителями малярийных паразитов. Было показано, что использование обработанных инсектицидами противомоскитных сеток является эффективной профилактической мерой.[24] В Всемирная организация здоровья (ВОЗ) одобрил λ-цигалотрин (в виде суспензии 2,5% капсул) для этого использования.[25]

Контроль термитов

В 2003 году EPA одобрило использование блокатора термитов тупика, содержащего λ-цигалотрин, для контроля термиты вокруг фундаментов зданий, особенно там, где в бетон проникают водопроводные, электрические и другие коммуникации. Такое использование было предназначено для долгосрочной защиты от вредителей.[26] Позднее FMC представила аналогичный продукт с использованием γ-цигалотрина.[16]

Безопасность человека

Цигалотрин - это пестицид ограниченного использования. Одним из следствий этого является то, что (в США) использование продукта способом, несовместимым с его маркировкой, является нарушением федерального закона, и маркировка должна принадлежать пользователю во время подачи заявки.[18] Он может всасываться в организм при вдыхании пыли или тумана и при проглатывании. Это вызывает серьезное раздражение глаз. Симптомы отравления включают ощущение жжения, судороги, кашель, затрудненное дыхание, одышку, боль в горле.[2] Воздействие на кожу может также вызвать ощущение, описываемое как покалывание, зуд, жжение или покалывание. Начало может произойти сразу через четыре часа после воздействия и может длиться 2–30 часов без повреждений. Меры первой помощи указаны на этикетке.[18]

В Всемирная организация здоровья (ВОЗ) и Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) совместное совещание по остаткам пестицидов определило, что допустимая суточная доза для λ-цигалотрина составляет 0-0,02 мг / кг массы тела в сутки.[27][28]В Кодекс Алиментариус В базе данных, поддерживаемой ФАО, перечислены максимальные пределы остатков изомеров цигалотрина в различных пищевых продуктах.[29]

Воздействие на окружающую среду

Хотя цигалотрин по своей природе очень токсичен для многих видов рыб и водных беспозвоночных, связывание с почвой и донными отложениями снижает воздействие и снижает риск для рыб: полевые исследования не выявили значительных побочных эффектов: согласно ВОЗ комитет экспертов, «Концентрации цигалотрина и лямбда-цигалотрина, которые могут возникнуть в воде при нормальном сельскохозяйственном применении, будут низкими. Поскольку соединение быстро адсорбируется и разлагается в естественных условиях, не будет никаких практических проблем, связанных с накоплением остатки или токсичность цигалотрина или лямбда-цигалотрина для водных видов.[12]

Пчелы, Apis mellifera было показано, что он особенно чувствителен к λ-цигалотрину, смертельная доза которого составляет всего 0,04 микрограмма на пчелу.[1] Однако полевые исследования обнаружили несколько эффектов.[нужна цитата ] Тем не менее, из-за этой чувствительности и сокращение опылителей, все пиретроиды рекомендуется вносить в ночное время, чтобы избежать обычных часов опыления, и не использовать в виде пыли.[30]

В лабораторных исследованиях щелочная вода (pH 9) разлагала λ-цигалотрин с примерным периодом полураспада 7 дней, хотя при нейтральном и кислом pH разложения не происходило. Солнечный свет ускоряет разложение воды и почвы. Его период полураспада на поверхности растений составляет 5 дней, и он имеет низкий потенциал загрязнения грунтовых вод из-за его низкой растворимости в воде и высокого потенциала связывания с органическими веществами почвы.[1][31]В LD50 56 мг / кг (крысы, перорально)[1] и его влияние на окружающую среду обобщено во многих публикациях.[12][32][33][34]

Управление сопротивлением

Как и многие пестициды, виды обладают способностью эволюционировать и развивать сопротивление пиретроидам. Этот потенциал можно уменьшить осторожным управление. Сообщения об отдельных видах вредителей, которые становятся устойчивыми к λ-цигалотрину[1] контролируются производителями, регулирующими органами, такими как EPA и Комитет действий по борьбе с инсектицидами (IRAC).[35] В некоторых случаях риск развития резистентности можно снизить, используя смесь из двух или более инсектицидов, каждый из которых оказывает действие на соответствующих вредителей, но с несвязанными механизмами действия. IRAC распределяет инсектициды по классам, чтобы облегчить это. Например, хлорантранилипрол и λ-цигалотрин теперь продаются в смеси под торговым названием Besiege.[36]

Бренды

Исчерпывающий список торговых марок продуктов, содержащих λ-цигалотрин и γ-цигалотрин, недоступен. Краткий набор для первых - это Karate, Kung-fu, Warrior, Cyzmic CS, Demand CS и Foliam. Последний был продан под такими именами, как Bolton, Cobalt, Declare, Proaxis и Scion.

В Соединенных Штатах, Орто "Home Defense" (для использования внутри помещений), Spectracide Bug Stop, Triazicide и Hot Shot используются на рынках домашнего ландшафта и садоводства.[37] База данных свойств пестицидов пытается отслеживать основные используемые марки.[1]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм База данных свойств пестицидов. «лямбда-цигалотрин». Университет Хартфордшира.
  2. ^ а б "[(R) -Циано- (3-феноксифенил) метил] 3 - [(Z) -2-хлор-3,3,3-трифторпроп-1-енил] -2,2-диметилциклопропан-1-карбоксилат». Получено 2020-02-02.
  3. ^ "Сборник общепринятых названий пестицидов".
  4. ^ База данных свойств пестицидов. «Цигалотрин». Университет Хартфордшира.
  5. ^ Меткалф, Роберт Л .; Горовиц, Абрахам Р. (2014). «Борьба с насекомыми, 1. Основы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a14_263.
  6. ^ База данных свойств пестицидов. «гамма-цигалотрин». Получено 2020-02-02.
  7. ^ Бентли, Филип Д .; Читам, Рекс; Хафф, Роджер К .; Паско, Роджер; Сэйл, Джон Д. (1980). «Фторированные аналоги хризантемовой кислоты». Наука о пестицидах. 11 (2): 156–164. Дои:10.1002 / пс. 2780110209.
  8. ^ Эллиотт, Майкл (1977). «Синтетические пиретроиды». Серия симпозиумов ACS. 42. Американское химическое общество, Вашингтон. С. 1–28. Дои:10.1021 / bk-1977-0042.ch001. ISBN  9780841203686.
  9. ^ >Патент США 4183948, Huff, Roger K, "Галогенированные сложные эфиры", выпущенный 23 мая 1990 г., передан ICI PLC 
  10. ^ ГБ выведено 2085000, Кросби, Джон, "Улучшенный способ получения определенных циклопропанпиретроидных промежуточных продуктов, имеющих высокое цис-содержание", опубликовано 21 апреля 1982 г., передано ICI PLC. 
  11. ^ Стаббс, В. К .; Wilshire, C .; Уэббер, Л. Г. (1982). «Цигалотрин - новый акарицидный и инсектицидный синтетический пиретроид для борьбы с клещом крупного рогатого скота (Boophilus microplus) и мухой буйвола (Haematobia раздражение exigua)». Австралийский ветеринарный журнал. 59 (5): 152–155. Дои:10.1111 / j.1751-0813.1982.tb02762.x. PMID  7165598.
  12. ^ а б c Критерии гигиены окружающей среды 99: ЦИГАЛОТРИН (PDF). Всемирная организация здравоохранения, Женева. 1990. стр. 106. ISBN  9241542993.
  13. ^ Патент EP 1578720, Браун, С. & Gott, B.D., выданное 15 мая 2013 г., передано Syngenta Ltd 
  14. ^ «Syngenta: Празднование 75-летия научных достижений в Международном исследовательском центре Jealott's Hill» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 11 октября 2007 г.
  15. ^ «Спецификации и оценки ВОЗ для пестицидов для общественного здравоохранения» (PDF). ВОЗ. Получено 2011-06-10.
  16. ^ а б FMC (2019). «Инсектицид от привоя» (PDF). Получено 2020-02-02.
  17. ^ Содерлунд, Дэвид М; Кларк, Джон М; Листы, Ларри П.; Маллин, Линда С; Пиччирилло, Винсент Дж; Сарджент, Дана; Стивенс, Джеймс Т; Вайнер, Майра Л. (2002). «Механизмы нейротоксичности пиретроидов: последствия для оценки совокупного риска». Токсикология. 171 (1): 3–59. Дои:10.1016 / s0300-483x (01) 00569-8. PMID  11812616.
  18. ^ а б c d Syngenta, США (2020). «Воин II с технологией Zeon». Получено 2020-02-04.
  19. ^ Уилсон HR (1996). «Положения о пестицидах». В Рэдклиффе EB, Hutchison WD, Cancelado RE (ред.). Учебник мира IPM Рэдклиффа. Сент-Пол: Университет Миннесоты. В архиве с оригинала от 13 июля 2017 г.
  20. ^ «Пестициды и общественное здоровье». Пестициды: здоровье и безопасность. Агентство по охране окружающей среды США. 2015-08-20. Архивировано из оригинал 14 января 2014 г.. Получено 2020-02-04.
  21. ^ а б EPA. «Этикетка для пестицидов». Получено 2020-02-04.
  22. ^ Геологическая служба США (18.06.2020). «Расчетное использование λ-цигалотрина в сельском хозяйстве, 2017 г.». Получено 2020-09-05.
  23. ^ Геологическая служба США (18.06.2020). «Расчетное сельскохозяйственное использование γ-цигалотрина, 2017 г.». Получено 2020-09-05.
  24. ^ Инструкции по обработке и использованию обработанных инсектицидами противомоскитных сеток (PDF). Всемирная организация здоровья. 2002. с. 51.
  25. ^ «Лямбда CS для борьбы с комарами на надкроватных сетках». (PDF). Отчет 4-го заседания Рабочей группы WHOPES. ВОЗ / штаб-квартира, Женева. 4–5 декабря 2000 г.CS1 maint: формат даты (связь)
  26. ^ EPA (2003). "Блокиратор тупиковых термитов" (PDF). Получено 2020-02-04.
  27. ^ Остатки пестицидов в продуктах питания 2007 г. (pdf). 2007. С. 91–97. ISBN  9789251059180.
  28. ^ Wolterink, G .; Рэй, Д. «Лямбда-цигалотрин» (pdf). ВОЗ.
  29. ^ ФАО / ВОЗ. «Цигалотрин (включая лямбда-цигалотрин)».
  30. ^ Hooven, L .; Сагили, Р .; Йохансен, Э. (2006). «Как уменьшить отравление пчел пестицидами» (PDF). Государственный университет Орегона. п. 35.
  31. ^ «Лямбда-цигалотрин (Общий информационный бюллетень)» (PDF). NPIC. Получено 2012-09-07.
  32. ^ Паспорт безопасности лямбда-цигалотрина
  33. ^ "Паспорт безопасности" (PDF). Нуфарм. 2012-06-19. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-05-31. Получено 2014-05-31.
  34. ^ «Паспорт безопасности материала» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-04. Получено 2014-05-31.
  35. ^ "Сайт IRAC".
  36. ^ «Осажденный инсектицид». Сингента. Получено 2020-02-04.
  37. ^ «Инсектициды в домашнем ландшафте и саду». Департамент энтомологии Университета штата Айова. Получено 2009-04-29.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка