Azoxystrobin - Azoxystrobin

Azoxystrobin
Azoxystrobinová barva.svg
Azoxystrobin-from-xtal-3D-balls.png
Jména
Název IUPAC
methyl (2E) -2- {2- [6- (2-kyanofenoxy) pyrimidin-4-yloxy] fenyl} -3-methoxyakrylát
Ostatní jména
Azoxystrobin, ICIA5504
Identifikátory
3D model (JSmol )
8350244
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
Informační karta ECHA100.127.964 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 603-524-3
KEGG
UNII
Vlastnosti[1]
C22H17N3Ó5
Molární hmotnost403.388
VzhledBílá krystalická pevná látka
Hustota1,34 g / cm3
Bod tání116 ° C
6,7 mg / l (20 ° C)
log P2.5
Nebezpečí[2]
Piktogramy GHSGHS07: Zdraví škodlivýGHS09: Nebezpečnost pro životní prostředí
Signální slovo GHSNebezpečí
H331, H400, H410
P261, P271, P273, P304 + 340, P311, P321, P391, P403 + 233, P405, P501
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Azoxystrobin je ISO běžné jméno[3] pro organická sloučenina který se používá jako pesticid.[1][4] Je to Široké spektrum systémový fungicid široce používaný v zemědělství k ochraně plodin před houbovými chorobami. Poprvé byl uveden na trh v roce 1996 pomocí jméno značky Amistar a do roku 1999 byla zaregistrována ve 48 zemích na více než 50 plodinách. V roce 2000 bylo oznámeno, že jí bylo uděleno UK Produkt tisíciletí postavení.[5]

Dějiny

EEE (nesprávná první publikovaná struktura) a EZE strobilurin A se souvisejícím přírodním produktem fungicid oudemansin A
Strobilurus tenacellus

V roce 1977 akademické výzkumné skupiny v Německu zveřejnily podrobnosti o dvou nových antifungálních antibiotikách, která izolovali z bazidiomycete houba Strobilurus tenacellus. Pojmenovali je strobilurin A a B, ale neposkytly podrobné struktury, pouze data založená na jejich vysokém rozlišení hmotnostní spektra, který ukázal, že jednodušší z nich měl molekulární vzorec C16H18Ó3.[6] V následujícím roce byly zveřejněny další podrobnosti včetně struktur[7] a související fungicid, oudemansin A z houby Oudemansiella mucida, jehož identita byla stanovena rentgenovou krystalografií, byla zveřejněna.[8]Když se ukázalo, že fungicidní účinky pocházejí z tehdy nového způsobu působení,[9] chemici u Imperial Chemical Industries (ICI) výzkumné pracoviště na adrese Jealottův kopec začal se zajímat o jejich použití jako olova k vývoji nových fungicidů vhodných pro použití v zemědělství.[10] Prvním úkolem bylo syntetizovat vzorek strobilurinu A pro testování. Přitom bylo zjištěno, že struktura, která byla publikována, byla nesprávná ve stereochemii jedné z dvojných vazeb: strobiluriny ve skutečnosti mají konfiguraci E, Z, E ne E, E, E. Jakmile to bylo realizováno a byl vyroben a testován správný materiál, bylo podle očekávání prokázáno, že je aktivní in vitro ale nedostatečně stabilní vůči světlu, aby byl aktivní ve skleníku. Velký program chemie pro výrobu analogů byl zahájen, když bylo zjištěno, že nový stilben struktura obsahující β-methoxyakrylátovou část (zobrazena modře a považována za toxofor ) měl dobrou aktivitu při zkouškách ve skleníku, ale stále postrádal dostatečnou fotostabilitu. Po více než 1400 analogy byl vyroben a otestován, tým si pro komercializaci vybral azoxystrobin a byl vyvinut pod kódovým číslem ICIA5504.[11][12]

The stilben byl první syntetický analog vykazovaly aktivitu a vedly k azoxystrobinu

První prodeje byly v roce 1996 s použitím jméno značky Amistar: poté získala rychlou registraci ve Spojených státech, kde byla v roce 1997 uvedena na trh jako dědictví. Do roku 1999 byla zaregistrována ve 48 zemích na více než 50 plodinách. V roce 2000 bylo oznámeno, že byla udělena Produkt tisíciletí status britského předsedy vlády Tonyho Blaira, protože se za tři roky stal nejprodávanějším fungicidem na světě.[5] Mezitím, BASF vědci, kteří spolupracovali s německými akademickými skupinami, které objevily strobilurin A, nezávisle vynalezly kresoxim-methyl, který byl rovněž uveden na trh v roce 1996.[13]

Syntéza

První syntéza azoxystrobinu byla popsána v patentech podaných skupinou ICI.[14] Posloupnost těchto dvou substituce Reakce umožňuje syntézu různých strukturních analogů pomocí Etherifikace typu Ullmann mezi arylchloridem prvního meziproduktu a substituovaného fenol, čímž se zavádí řada strukturální rozmanitosti při zachování centrálního strobinového toxoforu. Konečná volba 2-kyano fenolu ve druhém kroku syntézy byla provedena poté, co bylo testováno mnoho dalších alternativ na jejich fungicidní vlastnosti.

Azoxystrobin se vyrábí sekvenčně substituce reakce dvou fenoly s reaktivním dichlorpyrimidinem

Krystalová struktura byla zveřejněna v roce 2008.[15]

Mechanismus účinku

Cytochrom bc1 s vázaným ubichinonem

Azoxystrobin a další strobiluriny inhibují mitochondriální dýchání blokováním transportu elektronů.[9] Váží se na vnějším vazebném místě chinolu komplex cytochromu b-c1, kde ubichinon (koenzym Q10 ) by se normálně váže při přenosu elektronů na tento protein. Tedy výroba ATP je zabráněno.[16] Obecný název pro tento způsob působení je „Chinon mimo inhibitory“ QoI.

Formulace

Azoxystrobin je koncovým uživatelům k dispozici pouze v doméně formuloval produkty. Jelikož má aktivní složka střední rozpustnost ve vodě, formulace napomáhají jejímu použití ve sprejích na bázi vody vytvořením emulze po naředění. Moderní výrobky používají práškové formulace se sníženým nebo žádným použitím nebezpečných rozpouštědel, například suspenzních koncentrátů. Fungicid je kompatibilní s mnoha dalšími pesticidy a adjuvans pokud je farmář smíchá pro postřik.[17]

Používání

Azoxystrobin je a xylem -mobilní systémový fungicid s translaminárními, ochrannými a léčebnými vlastnostmi. V obilninových plodinách, které jsou jeho hlavním odbytištěm, je délka kontroly choroby obecně asi čtyři až šest týdnů během období aktivního prodloužení stonku.[18][2] Je třeba hledat všechny pesticidy Registrace od příslušných orgánů v zemi, ve které budou použity.[19] V Spojené státy, Agentura na ochranu životního prostředí (EPA) odpovídá za regulaci pesticidů v rámci EU Federální zákon o insekticidech, fungicidech a rodenticidech (FIFRA) a Zákon o ochraně kvality potravin (FQPA).[20] Pesticid lze používat legálně pouze podle pokynů na štítku, který je uveden v době prodeje pesticidu. Účelem štítku je „poskytnout jasné pokyny pro efektivní výkon produktu při minimalizaci rizik pro lidské zdraví a životní prostředí“. Štítek je právně závazný dokument, který nařizuje, jak může a musí být pesticid používán, a nedodržení štítku, jak je napsáno při používání pesticidu, je federálním přestupkem.[21]V rámci Evropské unie se pro EU používá dvoustupňový přístup schválení a povolení pesticidů. Nejprve musí být účinná látka pro vývoj na trhu pro trh schválena pro Evropskou unii. Poté, co toho bude dosaženo, je třeba vyžádat si povolení konkrétního produktu u každého členského státu, kterému jej chce žadatel prodat. Poté následuje monitorovací program, který má zajistit, aby rezidua pesticidů v potravinách byla pod limity stanovenými směrnicí Evropský úřad pro bezpečnost potravin.

Využití azoxystrobinu v USA do roku 2017 (odhad)

Zemědělství a zahradnictví

Azoxystrobin má široké spektrum aktivity, společné s jinými inhibitory QoI. Příklady skupin hub, na které je účinná, jsou Ascomycota, Deuteromycota, a Basidiomycota, stejně jako oomycety. Jeho vlastnosti navíc znamenají, že se může systémově pohybovat rostlinnou tkání a chránit tak části plodiny, které nebyly ve styku s postřikem. Tato kombinace vlastností znamenala, že velmi rychle dosáhla širokého využití a dosáhla ročního obratu více než 500 milionů USD.[22] Mezi důležité nemoci, které kontroluje, patří listová skvrna, rez, padlí, plíseň, čistá skvrna a plíseň Celosvětově je azoxystrobin registrován pro použití na všech důležitých plodinách. Například v Evropské unii a Spojených státech je registrován pro použití u pšenice, ječmene, ovsa, žita, sóji, bavlny, rýže, jahod, hrášku, fazolí, cibule a mnoha dalších druhů zeleniny.[18][2] Výhoda pro zemědělce spočívá ve zlepšení výnosu při sklizni. Zemědělci mohou jednat ve svém nejlepším ekonomickém zájmu: lze odhadnout hodnotu dodatečného výnosu a celkové náklady na používání fungicidu informují o rozhodnutí o koupi. Tento nákladová výhoda analýza koncovým uživatelem stanoví maximální cenu, kterou může dodavatel požadovat, a v praxi ceny pesticidů kolísají podle aktuální tržní hodnoty plodin, ve kterých se používají. Odhadované roční použití azoxystrobinu v americkém zemědělství mapuje americký geologický průzkum a ukazuje rostoucí trend od jeho zavedení v letech 1997 až 2017, což je poslední datum, kdy jsou údaje k dispozici, a nyní dosahuje 2 300 000 liber (1 000 000 kg).[23]

Dům a zahrada

Jedním z prvních použití azoxystrobinu bylo potírání plísňových onemocnění trávníku a používá se na golfových hřištích a trávnících.[24][25] Nyní je k dispozici pro domácí trhy pod značkami jako Heritage a Azoxy 2SC.

Azoxystrobin se přidává do plísní odolných fialových stěnových desek (optiSHIELD AT, směs azoxystrobinu a thiabendazolu) a může se vyluhovat do domácího prachu,[26] potenciálně poskytuje zdroj celoživotního vystavení dětem a dospělým.

Lidská bezpečnost

Azoxystrobin má malou toxicitu pro savce s LD50 nad 5000 mg / kg (krysy, orálně).[1] Může však způsobit podráždění kůže a očí. Informace o první pomoci jsou uvedeny na štítku.[18][2]The Světová zdravotnická organizace (WHO) a potravinářská a zemědělská organizace (FAO) společné zasedání o reziduích pesticidů rozhodlo, že: přijatelný denní příjem pro azoxystrobin je 0-0,2 mg / kg tělesné hmotnosti denně.[27][28]The Codex Alimentarius databáze vedená FAO uvádí maximální limity reziduí pro azoxystrobin v různých potravinářských výrobcích.[29]

Dopady na životní prostředí

Azoxystrobin je kategorizován jako látka s nízkým potenciálem biokoncentrace a střední riziko pro ryby, žížaly a včely, ale vysoké riziko pro vodní korýše,[1] proto je třeba dbát na to, aby se zabránilo odtoku do vodních útvarů.[2] Jeho hlavní produkt rozkladu, karboxylová kyselina vznikající hydrolýzou jeho methylesteru, je také potenciálně škodlivý pro vodní prostředí.[30] Byly přezkoumány výhody a rizika používání QoI fungicidů[31] a existuje rozsáhlá literatura o environmentálním profilu azoxystrobinu.[4][32] Nakonec jsou to regulační orgány v každé zemi, které musí zvážit výhody pro koncové uživatele a vyvážit je proti inherentní složce nebezpečí a následné rizika spotřebitelům a širšímu prostředí.

Řízení odporu

Houbové populace mají schopnost se rozvíjet odpor na inhibitory QoI. Tento potenciál lze zmírnit opatrností řízení. Hlášení jednotlivých druhů škůdců, které se stávají rezistentními vůči azoxystrobinu[1] jsou monitorováni výrobci, regulačními orgány, jako je EPA a Fungicides Resistance Action Committee (FRAC),[33] kteří přiřazují fungicidy do tříd podle způsobu působení.[34] V některých případech lze riziko vzniku rezistence snížit použitím směsi dvou nebo více fungicidů, z nichž každý působí na příslušné škůdce, ale s nesouvisejícími mechanismy působení. FRAC přiřazuje fungicidy do tříd, aby to usnadnil. Například na obilných plodinách v USA může být azoxystrobin použit pouze ve směsi,[2] obvykle s azolový fungicid jako je difenokonazol.[35]

Značky

Podle mezinárodní úmluvy a v mnoha zemích podle zákona musí být na štítcích pesticidů uveden běžný název účinných látek. Tato jména nejsou výlučným vlastnictvím držitele jakéhokoli patentu nebo ochranná známka a jako takové jsou pro laiky nejjednodušším způsobem, jak odkazovat na jednotlivé chemikálie. Společnosti prodávající pesticidy to obvykle dělají pod značkou nebo slovní značka což jim umožňuje odlišit jejich produkt od konkurenčních produktů se stejnou účinnou látkou. V mnoha případech je tato značka specifická pro konkrétní zemi a složení, takže po několika letech prodeje může existovat několik značek pro danou účinnou látku. Situace se ještě komplikuje, když společnosti licencují své přísady jiným, jak se často děje. Kromě toho může být produkt předem smíchán s jinými pesticidy pod novou značkou. Proto je obtížné poskytnout komplexní seznam značek pro produkty obsahující azoxystrobin. Patří mezi ně Amistar, Abound, Heritage, Olympus, Ortiva, Priori Xtra a Quadris. Dodavatelé a názvy značek ve Spojených státech jsou uvedeni v systému National Pesticide Information Retrieval System.[36]

Reference

  1. ^ A b C d E Databáze vlastností pesticidů. "Azoxystrobin". University of Hertfordshire.
  2. ^ A b C d E F Syngenta USA. "Flowris fungicid".
  3. ^ „Přehled obecných názvů pesticidů“.
  4. ^ A b "Azoxystrobin". Americká národní lékařská knihovna. Citováno 2020-02-02.
  5. ^ A b „Syngenta: Oslava 75 let vědecké excelence v Mezinárodním výzkumném středisku Jealott's Hill“ (PDF). Syngenta. 2003. Archivovány od originál (PDF) 11. října 2007.
  6. ^ Anke, T .; Oberwinkler, F .; Steglich, W .; Schramm, G. (1977). "Strobiluriny - nová antifungální antibiotika z bazidiomycete Strobilurus tenacellus". The Journal of Antibiotics. 30 (10): 806–810. doi:10,7164 / antibiotika. 30,806. PMID  563391.
  7. ^ Schramm, Georg; Steglich, Wolfgang; Anke, Timm; Oberwinkler, Franz (1978). „Antibiotika aus Basidiomyceten, III. Strobilurin A und B, antifungische Stoffwechselprodukte aus Strobilurus tenacellus ". Chemische Berichte. 111 (8): 2779–2784. doi:10.1002 / cber.19781110806.
  8. ^ Anke, Timm; Hecht, Hans Jürgen; Chramm, Georgs; Steglich, Wolfgang (1979). "Antibiotika z bazidiomycet. IX. Oudemansin, fungicidní antibiotikum z Oudemansiella mucida (Schrader ex Fr.) hoehnel (Agaricales)". The Journal of Antibiotics. 32 (11): 1112–1117. doi:10,7164 / antibiotika. 32.1112. PMID  528381.
  9. ^ A b Becker, W.F .; von Jagow, G .; Anke, T .; Steglich, W. (1981). „Oudemansin, strobilurin A, strobilurin B a myxothiazol: Nové inhibitory bc 1 segmentu dýchacího řetězce s E-β-methoxyakrylátovým systémem jako společným strukturním prvkem“. FEBS Dopisy. 132 (2): 329–333. doi:10.1016/0014-5793(81)81190-8. PMID  6271595. S2CID  11294426.
  10. ^ Clough, J. M. (1993). „Strobiluriny, oudemansiny a myxothiazoly, fungicidní deriváty kyseliny β-methoxyakrylové“. Nat. Prod. Rep. 10 (6): 565–574. doi:10.1039 / NP9931000565. PMID  8121648.
  11. ^ Bartlett, Dave W .; Clough, John M .; Godwin, Jeremy R .; Hall, Alison A .; Hamer, Mick; Parr-Dobrzanski, Bob (2002). "Strobilurinové fungicidy". Věda o ochraně proti škůdcům. 58 (7): 649–662. doi:10.1002 / ps.520. PMID  12146165.
  12. ^ Clough, J.M .; Godfrey, C.R.A. (1998). "Strobilurinové fungicidy". In Hutson, David Herd; Miyamoto, Junshi (eds.). Fungicidní aktivita: Chemické a biologické přístupy k ochraně rostlin. 109–148. ISBN  9780471968061.
  13. ^ Sauter, Hubert; Steglich, Wolfgang; Anke, Timm (1999). „Strobiluriny: vývoj nové třídy účinných látek“. Angewandte Chemie International Edition. 38 (10): 1328–1349. doi:10.1002 / (SICI) 1521-3773 (19990517) 38:10 <1328 :: AID-ANIE1328> 3.0.CO; 2-1. PMID  29711574.
  14. ^ EP patent 0382375 Clough, J.M .; Godfrey, C.R.A. & Streeting, I.T. et al., „Fungicides“, vydaná 23. 3. 1994, přidělená společnosti Zeneca Ltd 
  15. ^ Chopra, D .; Mohan, T.P .; Rao, KS; Row, T.N.G. (2008). "Krystalická struktura". CCDC 667485: Experimentální stanovení krystalové struktury. Cambridge krystalografické datové centrum. doi:10,5517 / ccqdksf.
  16. ^ Moore, David; Robson, Geoffrey D .; Trinci, Anthony P.J. „Zemědělské mykocidy pro 21. století: strobiluriny“. Archivováno z původního dne 2019-09-08. Citováno 2020-02-02.
  17. ^ Syngenta UK (03.03.2016). "Amistar".
  18. ^ A b C Syngenta UK. „Štítek produktu Amistar“ (PDF).
  19. ^ Willson HR (1996). „Předpisy o pesticidech“. V Radcliffe EB, Hutchison WD, Cancelado RE (eds.). Světová učebnice Radcliffe IPM. St. Paul: University of Minnesota. Archivováno z původního 13. července 2017.
  20. ^ „Pesticidy a veřejné zdraví“. Pesticidy: zdraví a bezpečnost. US EPA. 2015-08-20. Archivovány od originál dne 14. ledna 2014. Citováno 2020-02-04.
  21. ^ EPA (2013-02-27). „Štítek pesticidů“. Citováno 2020-02-02.
  22. ^ Armstrong, Sarah; Clough, John (1. března 2009). „Chemikálie na ochranu plodin“. Vzdělání v chemii. Sv. 46 č. 2. Royal Society of Chemistry. str. 52–56. Citováno 2020-02-02.
  23. ^ Americký geologický průzkum (2020-06-18). „Estimated Agricultural Use for azoxystrobin, 2017“. Citováno 2020-09-04.
  24. ^ EPA. "Informační list o azoxystrobinu" (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2008-07-24.
  25. ^ Clemson Cooperative Extension. „Listové nemoci trávníků“.
  26. ^ Cooper, Ellen M .; Rushing, Rosie; Hoffman, Kate; Phillips, Allison L .; Hammel, Stephanie C .; Zylka, Mark J .; Stapleton, Heather M. (2020). „Strobilurinové fungicidy v domácím prachu: je zdrojem deska?“. Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology. 30 (2): 247–252. doi:10.1038 / s41370-019-0180-z. ISSN  1559-064X. PMC  7044059. PMID  31636368.
  27. ^ Rezidua pesticidů v potravinách 2008 (pdf). Rezidua pesticidů v potravinách: Zpráva a hodnocení: Společné setkání Fao / Who o reziduích pesticidů. str. 55–96. ISBN  9789251061138. ISSN  0259-2517.
  28. ^ Shah, P.V .; Ray, David. "Azoxystrobin" (pdf). SZO.
  29. ^ FAO / WHO. "Azoxystrobin".
  30. ^ Jørgensen, Lisbeth Flindt; Jeanne Kjær; Preben Olsen; Annette Elisabeth Rosenbom (červenec 2012). "Vyluhování azoxystrobinu a jeho rozkladného produktu R234886 z dánských zemědělských polních lokalit". Chemosféra. 88 (5): 554–562. Bibcode:2012Chmsp..88..554J. doi:10.1016 / j.chemosphere.2012.03.027. PMID  22497784.
  31. ^ Vincelli, P. (2012). „QoI (strobilurin) fungicidy: výhody a rizika“. Americká fytopatologická společnost.
  32. ^ Kodex federálních předpisů 40 Ochrana životního prostředí: části 150 až 189. Správa národních archivů a záznamů. Října 2005. ISBN  9780160739637.
  33. ^ „Web akčního výboru pro odpor proti fungicidům“.
  34. ^ "Prostředky pro hubovou kontrolu tříděné podle vzoru křížové rezistence a způsobu působení" (PDF). 2020. Citováno 2020-09-04.
  35. ^ Syngenta USA. "Amistar-top".
  36. ^ NPIRS veřejné. „Hledat federální pesticidní produkty“.

Další čtení

externí odkazy