第七章 除草剂合成-1

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
生物来源杀菌剂

生物来源杀菌剂或抗菌物质,都是与生物(包括植物、
微生物如真菌、病毒和昆虫等)密切相关的一类生物 活性物质。

原存于植物中,或者由于爱外界刺激被诱导而产生的
或者由微生物降解代谢产生的具有抗病原微生物的物 质。 依生物来源分为抗生素、天然产物和植物防卫素

1 抗生素

抗生素(Antibotic)原意指微生物在代谢过程中产生的,
(一)脲类 这类除草剂中最早商品化的是如下结构的脲类 衍生物,其中Ar为氯代或非氯代苯基,如非草隆、 敌草隆、伏草隆、绿麦隆等
O ArNH C N
CH3 CH3
(一)脲类
O Cl Cl O Cl Cl NH C N OCH3 CH3 NH C N CH3 Cl O Cl NH C N C4H9 n
C2H5 N C2H5 C2H5 BuONa N C2H5 CH2OBu COCH2Cl CH2 ClCH2COCl
丁草胺(氯代乙酰胺)
酰胺类除草剂的作用方式

多为土壤处理剂,其中单子叶植物的吸收部位
是幼芽,双子叶植物主要是根部,其次是幼芽

明显抑制植物的呼吸作用,有些品种对敏感杂
草的细胞有破坏作用




阿特拉津--别 名 2-氯-4-乙氨基-6-异丙氨基-1, 3,5-三嗪;莠去津 西玛嗪-- 6-氯-N,N-二乙基-1,3,5-三嗪-2,4二胺; 2-氯-4,6-双(乙胺基)均三氮苯 扑草净--4,6-双异丙胺基-2-甲硫基-1,3, 5-三嗪 莠灭净--N-2-乙氨基-N-4-异丙氨基-6-甲硫基 -1,3,5-三嗪
CH3
CH3
O NH C N
CH3 CH3
敌草隆、草不隆、利谷隆、Noruron
(一)脲类
n
O Cl Cl O Cl Cl NH C N CH3 CH3 NH2 Cl
+
ClCCl Cl
NCO HN( CH3 )2
敌草隆
(一)脲类
O Cl C N
OCH3 CH3
+
Cl Cl
NH2
O Cl Cl NH C N
+ 100
o
CH3 ClCH2COONa C OCH2COONa
CH3 HCl OCH2COOH
60
CH3 Cl2
65 o C
OCH2COONa Cl
苯氧羧酸类的作用方式

使植物的茎、主根过度快速生长,导致细胞肿
胀、韧皮部分裂而被破坏,过早地开始形成侧
生根,减少和扰乱了正常根及叶的生成
二、羧酸及其衍生物除草剂 氯代苯甲酸、苯甲酰胺、苯腈以及对苯二甲 酸及其衍生物均具有除草活性。 在苯甲酸类化合物中,20世纪50年代,2,3,6- 三氯苯甲酸(草芽平,TBA)就被推荐作为非选择 性除草剂以防除深根性的阔叶植物,其中包括木本、
3 植物防卫素

植物防卫素的作用可能不仅仅是单一的防卫素
本身的孤立作用,而是当它纳入整个植物防卫
体系后,才显示出它们的整体作用

虽然作为杀菌剂品种的开发目前尚未得到令人
满意的效果,但它对植物生理学和药剂毒理学
的研究,有重要意义
农 药


第七章 除草剂合成
杂草的特点

结实能力强 种子数量多 传播途径广 生长能力强 繁殖方式多样
氯代脂肪酸类除草剂作用方式

引起植物缺绿及典型的生长调节效应,使杂草
表现出严重的生理紊乱

引起植物叶片表面蜡质数量降低
但在高等植物细胞水平的明确作用机理尚不清

四、脲、酰胺及氨基甲酸酯类 (一)脲类 取代脲类除草剂是二次大战后发现和发展起来的。 1946-1949年期间,自从Thompson等报道一系列不 同的脲类衍生物具有生物活性,并对其进行进一步 研究后,1951年杜邦公司开发了第一个脲类除草剂 -灭草隆。
2 天然产物杀菌剂

来源于植物体内的有机物,而且这些有机物原
本就存在于植物体同,而不是受外界刺激所产
生出来的
天然产物杀菌剂的种类



羧酸类,如吲哚乙酸 氨基酸类,如组氨酸等 酚类,如邻苯二酚 酚酸类,如绿原酸 内酯和香豆素类 丹宁类 醌类 卓酚酮类
3 植物防卫素

植物的健康生长发育,一方面要通过药物给予
SCH3 N N NHR'
均三嗪类除草剂的作用方式

干扰植物的光合作用
影响植物激素的代谢、氮代谢、核酸的代谢
本 章 要 点



一、苯氧羧酸类 二、羧酸及其衍生物 三、氯代脂肪酸类 四、脲、酰胺及氨基甲酸酯类 五、均三氮苯类 六、二硝基苯胺类 七、硫代氨基甲酸酯类 八、醚类 九、磺酰脲(胺)类
概述 1895年,法国葡萄种植者Bonnet观察到从葡萄 杆滴落下来的硫酸铜喷洒液对野胡萝卜和芥末有杀 灭作用,这一偶然发现是农田化学除草的开端; 第一个有机除草剂是1932年在法国发现的二硝 酚(DNOC,2-甲基-4,6-二硝基酚); 1942年,内吸传导性除草剂2,4-滴(2,4-二氯 苯氧乙酸)的发现在除草剂发展中开创了新纪元。
COOCH3 Cl
COOH
COCl
Cl COOCH3
敌草索
(二)羧酸及其衍生物合成
n
CH3 Cl Cl Cl2 Cl
CHCl2 Cl H2O Cl
CHO Cl NH2OH
CH Cl
NOH Cl P2O5 Cl
CN Cl
敌草氰
羧酸及其衍生物作用方式

易被植物吸收并向上和向下运输
与植物生长素的作用类似,抑制植物顶端生长
藤木及灌木,后又推荐用于谷物地防除某些阔叶杂
草。
(一)羧酸及其衍生物除草剂概述 1956年,研究者对一系列硝基取代的氯代苯甲酸 进行了除草活性测定,发现地草坪(dinoben,3-硝基-2, 5-二氯苯甲酸)是一有效的选择性苗前除草剂,可用 于大豆田中防除一年生阔叶及禾本科杂草。 1958年发现其还原产物3-氨基-2,5-二氯苯甲 酸(豆科威,chloramben)则更具选择性,特别是对 大豆的耐药性有显著提高。
选择性高
毒性低 安全性高 大多有内吸活性和治疗保护作用 易引起抗药性 药效不稳定、残效期短 应用成本高
农用抗生素的作用机理

抑制核酸的合成,如放线菌、灰黄霉素
抑制蛋白质的合成,如春雷霉素
改变细胞膜的透性,如多肽和多烯类及脂溶性
的抗生素


干扰细胞壁的形成,如多氧霉素D
作用于能量代谢系统或作为抗代谢物
保障,另一方面植物本身也具有一种抗逆能力

植物防卫素(植物防毒素),是由于植物体内
酶活性增加而形成的一种植物产物,是植物主
动防卫体系中的一类低分子有机物
3 植物防卫素

植物防卫素作为杀菌剂品种极少获得实 际应用,原因:


抑菌活性不高,远不如人工合成的内吸杀菌 剂 缺乏内吸性,对已感染的植物也无治疗效果 不稳定,在田间易被水解 人工合成有一定难度,且成本高
(三)氨基甲酸酯类
氨基甲酸酯类化合物是一类具有广谱生物活性的 化合物,这类除草剂具有低毒以及在土壤中残效期 相对较短并且较易为非靶标生物降解的特点。 1945年PPG公司开发了苯胺灵(Propham),这
一成功的发现,导致开发了其它苯基氨基甲酸酯类除
草剂,如:氯苯胺灵、燕麦灵等。
(三)氨基甲酸酯类
一年生杂草及牛毛毡,由于它具有选择性好、药效高、
价格较低,为全世界广泛应用。
(二)酰胺
Cl Cl
NH2
+
CH3CH2COOH
PCl3 or SOCl2 C6H5Cl or C6H6 O Cl Cl NH CCH2CH3
敌稗(酰芳胺类)
(二)酰胺 n
C2H5 NH2 + C2H5 C2H5 N C2H5 CH2Cl COCH2Cl HCHO
降,六碳无活性。
三、氯代脂肪酸类
PCl5, S2Cl2 CH3CH2COOH Cl2, 110 o C
CH3CHClCOOH
Cl2
170
o
C
CH3CCl2COOH
2,2-二氯丙酸是由Dow化学公司开发为除草
剂的,它是一种内吸型禾本科杂草的选择性除 草剂,对一年生及多年生禾本科杂草有选择毒 性,如对茅草有很好的防除作用。
及叶的形成,并显著引起细胞的生长
三、氯代脂肪酸类除草剂 一系列氯代脂肪酸均具有除草活性,如在1944年 发现三氯乙酸(TCA),1951年发现2,2-二氯丙酸
(dalapon,茅草枯)。
从结构上分析,α-位氯原子的取代是这类化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
合物具有除草活性重要而必须的条件;活性最高
的是2,2-二氯丙酸,随着碳链的加长活性逐渐下
在低浓度下即能抑制它种微生物的生长和活动,甚至 杀死它种微生物的化学物质。

新的定义:

来源方面,包括微生物产生的和高等动植物产生的, 还包括用化学方法合成或半合成的化合物 性能方面,包括抗细菌、抗真菌、抗肿瘤、抗病毒、 抗藻类、抗寄生虫及杀虫除草活性的物质等等

农用抗生素的特点

前者是1956年发现著名的水稻选择性除草剂敌
稗后而逐渐发展起来的,后者作为第一个商品化
的除草剂则是CDAA(N,N-二烯丙基-α-氯代
乙酰胺)。
(二)酰胺
1969年以后,美国Monsanto公司先后开发了甲草
胺、丁草胺及乙草胺等品种,这类除草剂在今日市场
上占有重要地位,其中丁草胺主要用于防治水稻田中
(二)羧酸及其衍生物合成
n
CH3 CCl3 Cl Cl Cl2
高温
CH3 Cl2/Fe
CH3 Cl Cl2/Fe Cl
Cl
Cl Cl
分馏
CH3 Cl CH3 Cl Cl SO2Cl SO2Cl HNO3 Cl
COOH Cl Cl
H 2O
草芽平 TBA
(二)羧酸及其衍生物合成
COOH
COCl Cl2 CH3OH Cl Cl
种主要通过幼根与幼芽吸收药剂,叶面处理的
通过茎来吸收

严重抑制顶芽及其分生组织的发育,抑制植物
的氧化磷酸化作用、RNA合成、蛋白质合成及
光合作用
五、均三氮苯类(均三嗪类)
均三嗪类化合物的除草活性是Geigy公司的一个
研究小组于1952年发现的。随后,以三嗪为骨架的 化合物逐渐引起了人们的注意,这类化合物至今仍 是有价值的旱田除草剂,如阿特拉津、西玛津、扑 草净及莠灭净等在全世界广泛使用,其中尤以玉米 田的阿特拉津最为突出
Cl Cl NCO + CH3OH Cl
Cl NH
O C OCH3
灭草灵
(三)氨基甲酸酯类
O NCO
+
n
NHC OCH2C HOCH2C CCH2OH Cl O SOCl2 NHC OCH2C CCH2Cl
CCH2OH
Cl
Cl
燕麦灵
氨基甲酸酯类除草剂的作用方式

因品种不同,吸收部位有差异,土壤处理的品
Cl2 + NaCN CNCl + NaCl
Cl
340 370 o C
Cl N
2 R'NH2
N Cl N
N Cl N
N NHR'
2
3
CNCl
RNH2
Cl
- 15
0oC
五、均三氮苯类
Cl N RHN N N NHR' CH3ONa CH3OH RHN N
OCH3 N N NHR'
Cl N RHN N N NHR' CH3SNa CH3OH RHN N
一、苯氧羧酸类除草剂
1942年Zimmermann及Hitchcock指出,某些含氯
的苯氧乙酸如2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)比天然
生长素具有更高活性,却又不像天然生长素那样可
在植物体内自身调节、代谢、降解,从而导致植物
造成致命的异常生长,最终营养耗尽而死亡。
(一)苯氧羧酸类概述
这类除草剂对阔叶杂草(双子叶植物)的活性 高于谷物及禾本科杂草(单子叶植物),这种选择 性部分是由于喷雾时药剂较易附着于阔叶植物较粗 糙的叶表面,部分则由于传导及降解速度的不同。
(二)苯氧羧酸类合成
Cl
OCH2COOC4H9 Cl
2,4-D丁酯
OH
45
Cl2
60
o
C
Cl
OH Cl
NaOH
Cl
ONa Cl
ClCH2COONa
Cl
O CH2COONa Cl
HCl C4H9OH
Cl
O CH2COOC4H9 Cl
CH3
(二)苯氧羧酸类合成
Cl
OCH2COONa
2甲4氯
CH3 ONa
OCH3 CH3
利谷隆
脲类除草剂的作用方式

易被植物的根部吸收,易于随蒸腾流传导至植
物的茎及叶中,但吸收量与运转速度因植物品
种不同而异

强烈地影响植物的光合作用,主要是抑制电子
的传递过程
(二)酰胺 酰胺类除草剂是除草剂中较为重要的一类,从 生理活性及化学结构方面考虑,可将它们进一步 分为酰芳胺类及氯代乙酰胺类。
五、均三氮苯类 均三嗪类除草剂与脲类除草剂相似,在高剂 量时为灭生性除草剂,可用于工业区、道路旁等 非农田除草,低剂量时则可作为选择性除草剂, 用于玉米、棉花、高梁、甘蔗及其它作物田中。 这类除草剂主要通过杂草的根部吸收药剂后变黄 死亡。
五、均三氮苯类
n
N R2
R1 N N R3
R1、R2、R3通常为烷基、胺基
相关文档
最新文档