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Fluazifop

Fluazifop es el nombre común que utiliza la ISO [3] para un compuesto orgánico que se utiliza como herbicida selectivo . [4] El ingrediente activo es el enantiómero 2R en su centro quiral y este material se conoce como fluazifop-P cuando se utiliza en esa forma. Más comúnmente, se vende como su éster butílico , fluazifop-P butil con el nombre comercial Fusilade.

Historia

En la década de 1970, varias empresas agroquímicas trabajaban para desarrollar nuevos herbicidas que fueran complementarios a los tipos de ácido fenoxiacético auxínico , como el 2,4-D , que tenían actividad sobre las malezas de hoja ancha pero eran seguros para los cultivos herbáceos como los cereales. Por lo tanto, el objetivo era encontrar materiales que controlaran selectivamente las malezas herbáceas en cultivos de hoja ancha como el algodón y la soja.

Diclofop : X = CH, R 1 = R 2 = Cl Clorazifop : X = N, R 1 = R 2 = Cl Fluazifop: X = N, R 1 = CF 3 , R 2 = H Haloxifop : X = N, R 1 = CF 3 , R 2 = Cl

En 1973, Hoechst AG presentó patentes sobre una nueva clase de compuestos, los aryloxphenoxypropionates , que mostraron tal selectividad y condujeron a la comercialización del diclofop . Luego, la compañía japonesa Ishihara Sangyo Kaisha (ISK) encontró una actividad biológica mejorada en un análogo, el clorazifop , que reemplazó la porción ariloxi del diclofop con un anillo de piridina que contenía los mismos dos sustituyentes de cloro. Esta área de investigación se volvió muy competitiva y, con tres semanas de diferencia, en 1977, ISK, Dow Chemicals e Imperial Chemical Industries (ICI) presentaron patentes que cubrían otro grupo de análogos, con un grupo trifluorometilo (CF3 ) en lugar de uno de los átomos de cloro en la piridina. Posteriormente, ISK e ICI licenciaron de forma cruzada su propiedad intelectual y comercializaron por primera vez fluazifop como su éster butílico en 1981 bajo la marca Fusilade [1], mientras que Dow comercializó haloxifop como su éster metílico. [5] Todos estos compuestos tienen un grupo aromático adicional unido al oxígeno en la posición para del anillo fenilo con su grupo OCH(CH 3 )COOH y como clase se denominan "fops", en referencia a su característica común fenoxi-fenoxi [sic]. [6] (En otras palabras, los fops son un subtipo de herbicidas ACCasa, específicamente los ariloxifenoxipropionatos). [7] [8] [9]

Síntesis

La preparación del éster butílico de fluazifop como racemato fue descrita en patentes presentadas por ICI [10] e ISK. [11] La hidroquinona se combina para formar éteres con 2-cloro-5-trifluorometilpiridina y el éster butílico del ácido 2-bromopropiónico: estas reacciones de sustitución nucleofílica pueden realizarse en cualquier orden. El compuesto ahora se vende en su forma de enantiómero único por Syngenta y otros fabricantes. [12] Se produce a partir de materiales de partida quirales como alanina y ácido láctico . [13]

Mecanismo de acción

El fluazifop y otros herbicidas similares actúan inhibiendo la acetil-CoA carboxilasa (ACCase) de las plantas. [14] [15] [6] Su selectividad para las gramíneas surge porque se dirigen a la isoforma plástida de la enzima presente solo en estas especies, lo que los hace ineficaces en malezas de hoja ancha y otros organismos, incluidos los mamíferos. [16] Cuando se aplica como un éster, el metabolismo en la planta objetivo conduce al ácido parental que es responsable de la acción herbicida. [5]

Uso

Estimación del Servicio Geológico de Estados Unidos sobre el uso de fluazifop en ese país hasta 2018

El Servicio Geológico de Estados Unidos ha calculado que el uso anual de fluazifop en la agricultura estadounidense se estima que en 2018 se aplicaron aproximadamente 200 000 libras (91 000 kg), casi exclusivamente en soja. La cifra anterior, mucho más alta, se debe en parte a que el compuesto se utilizó inicialmente como su racemato. [17] El herbicida también está registrado para su uso en la Unión Europea según el Reglamento CE 1107/2009. [1] [18]

Seguridad humana

La DL50 del fluazifop-P butil es de 2451 mg/kg (ratas, oral), lo que significa que tiene baja toxicidad por ingestión oral. Se metaboliza en plantas y suelo al ácido original, fluazifop-P. [1] La reunión conjunta de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) sobre residuos de plaguicidas ha determinado que la ingesta diaria aceptable de fluazifop es de 0-0,004 mg/kg de peso corporal. [19] La base de datos del Codex Alimentarius mantenida por la FAO enumera los límites máximos de residuos de fluazifop en varios productos alimenticios, algunos de los cuales se establecen en su límite de detección de 0,01 mg/kg, mientras que otros son mucho más altos, incluida la soja, con 15 mg/kg. [20]

Efectos sobre el medio ambiente

El destino ambiental y la ecotoxicología del fluazifop-P se resumen en la base de datos de propiedades de pesticidas [1] y el Servicio Forestal del USDA realizó una evaluación de riesgos muy extensa del compuesto . [21]

Manejo de la resistencia

Existen numerosos informes sobre especies de malezas individuales que se vuelven resistentes al fluazifop [22] [23] y a otros inhibidores de la ACCasa. [8] [9] Estos son monitoreados por fabricantes, organismos reguladores como la EPA y el Comité de Acción de Resistencia a los Herbicidas (HRAC). [24] En algunos casos, los riesgos de desarrollo de resistencia se pueden reducir utilizando una mezcla de dos o más herbicidas que tengan actividad sobre las malezas relevantes pero con mecanismos de acción no relacionados. El HRAC asigna los ingredientes activos en clases para facilitar esto.

Referencias

  1. ^ abcde Base de datos de propiedades de pesticidas. "Fluazifop-P". Universidad de Hertfordshire . Consultado el 25 de febrero de 2021 .
  2. ^ Base de datos PubChem . «Fluazifop» . Consultado el 25 de febrero de 2021 .
  3. ^ "Compendio de nombres comunes de pesticidas: fluazifop". Consejo Británico de Producción Agrícola (BCPC).
  4. ^ Base de datos de propiedades de pesticidas. "Fluazifop-P butil". Universidad de Hertfordshire . Consultado el 25 de febrero de 2021 .
  5. ^ ab Evans, D. (1992). "Designing more efficient herbicides" (PDF) . Actas del Primer Congreso Internacional de Control de Malezas, Melbourne . pp. 37–38 . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
  6. ^ ab Rani, Priyanka; Kumari, Juli; Agarwal, Shikha; Singh, Durg Vijay (2019). "Modo de unión de los grupos ariloxifenoxipropionato (FOP) y ciclohexanodiona (DIM) de herbicidas en el dominio carboxilo transferasa (CT) de la acetil-CoA carboxilasa de Phalaris minor". Análisis de modelos de red en informática y bioinformática de la salud . 8 . doi :10.1007/s13721-019-0190-8. S2CID  152283206.
  7. ^ "herbicidas ariloxifenoxipropiónicos". alanwood.net . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
  8. ^ ab Collavo, A.; Panozzo, S.; Lucchesi, G.; Scarabel, L.; Sattin, M. (2011). "Caracterización y manejo de Phalaris paradoxa resistente a inhibidores de ACCasa". Protección de cultivos . 30 (3): 293–299. Código Bibliográfico :2011CrPro..30..293C. doi :10.1016/j.cropro.2010.11.011. S2CID  84631177.
  9. ^ ab Kaundun, Shiv S (6 de mayo de 2014). "Resistencia a herbicidas inhibidores de la acetil-CoA carboxilasa". Pest Management Science . 70 (9): 1405–1417. doi :10.1002/ps.3790. PMID  24700409. S2CID  42537130.
  10. ^ Patente WO 7900094, Cartwright D., "Compuestos herbicidas de piridina", asignada a ICI Ltd. 
  11. ^ Patente GB 1599126, Ishihara Sangyo Kaisha Ltd, "Un derivado del ácido α-[4-(5-fluorometil-2-piridiloxi)fenoxi]alcanocarboxílico y su uso como herbicida", asignada a ISK Ltd. 
  12. ^ Syngenta. "Fusilade DX" . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
  13. ^ Fleer, Michel PM; Verkuijl, Bastiaan JV (2014). "Optimización del uso de un bloque de construcción de base biológica quiral para la fabricación de DHPPA, un intermediario clave para herbicidas de propionato". Química verde . 16 (8): 3993. doi :10.1039/C4GC00797B.
  14. ^ Walker, KA; Ridley, SM; Lewis, T.; Harwood, JL (1988). "Fluazifop, un herbicida selectivo para pastos que inhibe la acetil-CoA carboxilasa en especies vegetales sensibles". Revista bioquímica . 254 (1): 307–310. doi :10.1042/bj2540307. PMC 1135074 . PMID  2902848. 
  15. ^ Lichtenthaler, Hartmut K. (1990). "Modo de acción de los herbicidas que afectan la biosíntesis de la acetil-CoA carboxilasa y los ácidos grasos". Zeitschrift für Naturforschung C . 45 (5): 521–528. doi : 10.1515/znc-1990-0538 . S2CID  27124700.
  16. ^ Price, Lindsey J.; Herbert, Derek; Moss, Stephen R.; Cole, David J.; Harwood, John L. (2003). "La insensibilidad a los graminicidas se correlaciona con la cooperatividad de unión a herbicidas en las isoformas de la acetil-CoA carboxilasa". Revista bioquímica . 375 (2): 415–423. doi :10.1042/bj20030665. PMC 1223688 . PMID  12859251. 
  17. ^ Servicio Geológico de Estados Unidos (12 de octubre de 2021). «Uso agrícola estimado de fluazifop, 2018» . Consultado el 27 de diciembre de 2021 .
  18. ^ "Ficha informativa sobre la sustancia, fluazifop-P-butilo". echa.europa.eu . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
  19. ^ FAO/OMS (2020). Residuos de plaguicidas en los alimentos 2019 (pdf) . Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), pp. 179-182. ISBN 9789251320860.
  20. ^ FAO / OMS. "Fluazifop-P butil".
  21. ^ Durkin, Patrick R. (21 de julio de 2014). "Evaluación del riesgo a nivel de detección y alcance del fluazifop-P-butilo" (PDF) . fs.fed.us . pág. 275. Archivado desde el original (PDF) el 19 de enero de 2022 . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
  22. ^ Hidayat, Imam; Preston, Christopher (1997). "Metabolismo mejorado del ácido fluazifop en un biotipo de Digitaria sanguinalis resistente al herbicida fluazifop-P-butil". Bioquímica y fisiología de pesticidas . 57 (2): 137–146. Código Bibliográfico :1997PBioP..57..137H. doi :10.1006/pest.1997.2265.
  23. ^ Jalaludin, A.; Yu, Q.; Powles, SB (2015). "Resistencia múltiple a herbicidas inhibidores de ACCasa, glufosinato, glifosato y paraquat en una población de Eleusine indica" (PDF) . Investigación de malezas . 55 (1): 82–89. Código Bib : 2015WeedR..55...82J. doi :10.1111/wre.12118.
  24. ^ "Sitio web del Comité de Acción de Resistencia a los Herbicidas".

Lectura adicional