К.И. Грандберг - Органическая химия (1125789), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Наиболее широко применяются в сельском хозяйстве следующие группы пестицидов. 1. Инсектициды — химические средства уничтожения насекомых — вредителей растений, продуктов и материалов, а также насекомых — паразитов и переносчиков заболеваний. П. Гербициды — химические средства борьбы с сорняками. 571 П1. Фунгицидьс — средства для борьбы с грибковыми заболеваниями и болезнями растений. Гч'. Регуляторы роста растений. Кроме стимуляторов— веществ, непосредственно стимулирующих рост семян и растений, к этой группе примыкают вещества, оказывающие то или иное полезное действие: дефолиантьс, вызывающие опэдание листьев, десиканты — средства для удаления лишних цветов и завязей, ретардантьс — вещества, увеличивающие прочность стебля. Ч.
Репелленты — вещества, защищающие животных, людей, растения и помещения от нападения насекомых путем их отпугивания. 'Л. Аттраклсанты — вещества, привлекающие насекомых. УП. Хелсостерилиэаторьс — вещества, уменьшающие или уничтожающие способность вредных организмов к размножению. В кратком обзоре этой проблемы мы сможем остановиться лишь на небольшом числе наиболее активных и перспективных органических соединений и на общих тенденциях в поисках новых и применении уже известных пестицидов. Пестициды должны удовлетворять следующим требованиям. 1.При высокой токсичности для конкретных вредителей пестицид должен быть мало токсичен (1Д)зос > 1000 мг,скг) длЯ человека, домашних животных, а также полезных растений, насекомых и микроорганизмов.
2. Стойкость препарата в природных условиях не должна быть высокой (до 6 месяцев). В идеале ко времени уборки урожая препарат должен разлагаться под влиянием природных воздействий. 3. Особое внимание следует уделять возможному действию пестицидов на генетический аппарат человека, животных, полезных насекомых и растений и их потенциальной канцероген ности. 3.
Инсектициды Как правило, инсектициды подразделяются на группы по способу их действия на насекомых. Если инсектицид проявляет токсическое действие лишь при попадании в кишечник вре- с ЬРаа — доза вещества в мнллнграммах на 1 кг <жнвой» массы, вызывающая смерть 50% подопытных животных. 572 дителя, он относится к группе кишечных инсектицидов. Иисектициды, убивающие насекомых при попадании на наружные покровы, относятся к самой многочисленной группе контактных инсектицидов.
В связи с тем что существует ряд вредителей с ротовым аппаратом сосущего типа, имеющих непроницаемые внешние оболочки„были предприняты поиски инсектицидов, проникающих в растение через листья или корни и делающих растение токсичным для насекомых, — эта группа инсектицидов получила название системных инсектицидов. Контактные инсекту ы. В группе синтетических контактных инсектицидов по значимости и широте применения до 70-х годов ХХ столетия выделялись полигалогенопроизводные, из которых 4,4-дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ) и гексахлорциклогексан (ГХЦГ, гексахлоран) были наиболее широко применяемыми препаратами: С1 Н Н, Н, С1, г, СН-(~ с.~-с1 С1 С! Н, у-ваомар гакааааорава 573 За открытие действия ДДТ на насекомых П.
Мюллер в 1948 г. получил Нобелевскую премию. Оба препарата были доступны и дешевы. ДДТ получали конденсацией хлорбензола с хлоралем под действием концентрированной серной кислоты, а гексахлоран — при фотохимическом хлорировании бензола. Однако большинство полихлоропроизводных — очень устойчивые соединения, крайне медленно разлагающиеся в природных условиях и накапливающиеся в живых организмах. В связи с этим применение ДДТ запрещено в России и в большинстве развитых стран.
По-видимому, и другие еще используемые полигалогенопроизводные также будут запрещены к применению в ближайшие годы. Серьезной проблемой при применении инсектицидов стало привыкание (резистентность) насекомых к действию препарата. Так, за прошедшие с начала применения ДДТ 40 лет появились популяции полностью устойчивых к нему насекомых. Частичное решение проблемы дает комплексное применение препаратов„ но все равно после использования большинства пестицидов в течение десятка лет их действие очень сильно ослабевает (часто более чем в 100 раз).
Эта проблема еще более сн Н С=СН вЂ” СН=(:Н вЂ” СН вЂ” С О вЂ” С О н,с. А сн. ' .' — СН=С .Сн з~~ з С 80-х годов ХХ столетия начался выпуск и синтетических пиретроидов. Наиболее устойчивыми при хранении и к действию солнечного излучения, обладающими к тому же высокой (близкой к природной) активностью оказались фенотрин, перметрин и гиперметрин: Сн= СС1 НзС СООСНз н сн=с(сн,), НС з Н вНз Н,С СООСН;~~ ~ фенатрнн пермегрнн Н СН=СС1 НС Н 6 В Н С СОΠ— Сн ! 574 остро, чем в сельском хозяйстве, стоит и в медицине, где чрезвычайно быстрая смена поколений у бактерий приводит уже через несколько лет к появлению рас, устойчивых к действию тех или иных препаратов.
Среди группы контактных инсектицидов особый интерес представляют пиретрины — действующее начало пиретрума— природного инсектицида, добываемого из некоторых видов ромашки. Пиретрины — единственная группа инсектицидов, в которой не замечено никакой резистентности„несмотря на фактическое применение их с 1830 г. Кроме того, пиретрины практически не токсичны для теплокровных животных. К сожалению, они мало устойчивы при хранении.
Химия пиретринов была детально исследована Ружичкой и Штаудингером. Наиболее токсичным для насекомых оказался эфир циклического кетоспирта — пиретролона и кислоты циклопропанового ряда (хризантемовой): Метаболизм всех пиретроидов начинается со стадии гидро- лиза сложноэфирной связи. Продукты гидролиза пестицидной активностью не обладают. Серьезным недостатком пиретроидов остается их довольно высокая стоимость. Ряд природных алкалоидов, в частности никотин и анабазин, несмотря на высокую контактную инсектицидную активность, не находят широкого применения из-за очень высокой токсичности для теплокровных: анабазнн ннкотнн Р правило, несколько снижае тицидную активность.
Все класса довольно быстро д ствие гидролитических п Процессы метаболизма так приведены некоторые шир ские инсектициды — зфирь и фосфоновой кислот: Я г — о-ь 3 нс 11 СНзО. — з Я СН О .з Р— Б — СН вЂ” СООСзнз СН О СНг СООСзНв карбофос (ЬП - 1200 мг)кг) мнгафос (Ь)) с 20 мг/кг) О СН О СН О з ~-Р— Π— СН=СС1 з О 'Р— СН вЂ” СС1, СН О ОН хлорофос ()Л)сс = 650 мг)кг) днхлофос (12)сс - 65 мггкг) К важнейшим контактным инсектицидам относятся и многочисленные органические производные фосфора: производные фосфорной, тио- и дитиофосфорной, фосфоновой кислот.
Все соединения этого класса являются фосфорилирующими агентами и фосфорилируют ферменты вредителя (ацетилхолинэстеразу), нарушая его жизненные функции. Их общий недостаток — токсичность для теплокровных, хотя для отдельных представителей она и не очень высока. Замена в группи овке фосфорной кислоты атомов кислорода на серу, как т токсичность, не уменьшая инсекмногочисленные производные этого езактивируются в природе вследроцессов и процессов окисления.
же идут довольно быстро. Ниже око применяемые фосфорорганиче- 1 тио-, дитиофосфорной, фосфорной Системные инсекту . Широкое применение системных инсектицидов несколько сдерживается их токсично- стью для теплокровных и не всегда достаточно быстро протекающим метаболизмом до нетоксичных продуктов.
Наиболее часто используются эфиры и амиды дитиофосфорной кислоты, например: Я СН О Р вЂ” Я вЂ” СН вЂ” СО)4) — С НО СН,О- ! СН автио (12)м 330 мг/кг) СН О фасфамид (1Лр«230 мг/кг) Н,С вЂ” СН вЂ” СН(ОН)-~СНа)2 — С(СН,),ОН НО НО О »кдваав Длительность процесса метаболизма фосфамида в растениях обычно не превышает трех недель и заключается в последовательном гидролизе эфирных и тиоэфирных групп.
Весьма интересные работы выполнены Карлсоном, которому удалось из растительного сырья выделить так называемые инсектицидные гормоны стероидной природы, например экдизон. Первичные испытания показали их малую токсичность для теплокровных животных и отсутствие резистентности к ним у насекомых: Число применяемых гербицидов чрезвычайно велико, н мы остановимся лишь на трех основных и наиболее перспективных группах «избирательных» гербицидов: группа арилоксиуксусных кислот, группа триазина и группа замещенных мочевин. А илоксика бононые кислоты. Замешенные арилоксикарбоновые кислоты долгое время использовались как системные гербициды избирательного действия, уничтожающие двудольные сорняки в посевах однодольных (злаковых) растений.
Наиболее перспективными из большой группы испытанных соединений считались (2,4-дихлорфенокси)уксусная (2,4-Д), (2-метил-4-хлорфенокси)уксусная (2М-4Х) кислотьп ОСНаСООН С1 СНа 2М-4Х (1.П»а - 000 мг/кг) 2,4-Д (12)а» = 300 мг/кг) Большинство этих соединений оказывали гербицидное действие при содержании, большем, чем 0,01%, при меньшем же содержании (менее 0,001% ) являлись стимуляторами роста (см. ниже).
В последние годы все эти препараты сняты с производства в развитых странах в связи с «диоксиновой» проблемой. Г а навина. В 1655 г. были впервые описаны гербицидные свойства 2-хлор-4,6-бис(диэтиламино)-симла-триазина: 4 Я. сг)4)а а~ ~~4 4. Гербициды Гербициды делятся на две большие группы: гербициды сплошного действия, уничтожающие все виды растений, и гербициды избирательного действия„уничтожающие растения определенных видов. Вещества в каждой из групп подразделяются в свою очередь на контактные, действующие при контакте с наземными частями растений, и системные, попадающие внутрь растения при контакте или с почвенным раствором. 576 сими-триарии Вещество обладает малой токсичностью для теплокровных (ЬР30 = 5000 мг/кг), не действует на большинство культурных растений (морковь, капусту, томаты, огурцы и др.) в дозах до 10 кг/га н прекрасно уничтожает большинство сорняков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
