Група діючих речовин Карбоксин

Карбоксин [2,3-дигідро-6-метил-5-фенілкарбомоіл-1,4-оксатіін] - діюча речовина пестицидів, фунгіцид з класу похідних оксатііна, застосовується в сільському господарстві в суміші з хлорокисью міді для боротьби з різними захворюваннями рослин.

Фізико-хімічні властивості

Біла кристалічна речовина. Практично не розчинний у воді, розчинний у багатьох органічних розчинниках. Включає дві кристалічні структури з температурою плавлення 91,5-92,5°C і 98-100°C, які в розчині відновлюються в одну. Технічний продукт містить 97% діючої речовини, розкладається під дією сильних кислот і лугів. Основними метаболітами в рослинах є сульфоксид (90-92%) і сульфон (8-10%). Активність сульфоксиду в 5000 разів менше, ніж карбоксину, внаслідок чого останній вважається ефективним фунгіцидом швидше лікувального, ніж захисної дії. У рослині карбоксин не виявляється через 6 тижнів після посіву, а його метаболіти-через 10 тижнів.

На малюнку Карбоксин тривимірна модель молекули

Фізичні характеристики

• Молекулярна маса 235,3;
• Температура плавлення 91,5-92,5 °C;
• Тиск парів менше 133 Па (при 20 °C)

Дія на шкідливі організми

Карбоксин-перше з'єднання, у якого були виявлені системні властивості. Спектр дії карбоксину обмежується в основному грибами з класу базидіоміцетів. Особливо він ефективний проти збудників сажки. З представників інших таксономічних груп до карбоксину чутливі Verticillium alboatrum і Monilinia fructicola.

Карбоксин як при обробці насіння, так і при внесенні в грунт легко поглинається рослинами. Проростають насіння в перші 12 годин після проростання особливо активно поглинають препарат. Діюча речовина з транспіраційним струмом швидко переміщається вгору по ксилемі в кількості, достатній для знищення інфекції в рослинах. По краях листя і в старих листках воно накопичується, по флоемі вниз не переміщається.

Фунгіцидна активність препарату обумовлена здатністю зосереджуватися в окремих частинах клітин рослин і порушувати життєво важливі процеси у грибів. При проростанні насіння карбоксин проникає в них і може переміщатися по провідній системі знизу вгору (акропетально). З патогенів, що викликають кореневі гнилі, найбільш активний проти гельмінтоспоріозна інфекції. Підвищує стійкість рослин пшениці і ячменю до летючої сажки.

Механізм дії. Впливає на процеси дихання.[5] Селективність його дії обумовлена специфічністю проникнення в клітини. Чутливі види патогенів в більшій мірі і з більшою швидкістю поглинають його з розчину, ніж стійкі.

Механізм дії карбоксину полягає в інгібуванні мітохондріального дихання. Він є специфічним інгібітором окислення бурштинової кислоти (сукцинату). Діє на комплекс II (фермент-сукцинат-убихон редуктаза) в мітохондріальній ланцюга переносу електрона. В результаті зв'язування ферменту з карбоксином потік електронів через комплекс II блокується, що призводить до пригнічення росту грибів з-за зниження утворення аденозинтрифосфату (АТФ) і блокування всього циклу трикарбонових кислот (цикл Кребса).

Стійкі види. Карбоксін слабоэффективен проти збудників пліснявіння насіння, кореневих гнилей зернових культур, септоріозу, тому застосовують комбіновані препарати.

Резистентність. Не відзначено виникнення резистентних форм грибів при практичному застосуванні, хоча в лабораторних умовах такі штами отримані.

Застосування

Карбоксін покращує стан рослин, стимулюючи засвоєння нітратів і азотний обмін, хоча в початкові фази розвитку може викликати деяке їх пригнічення. Оброблене насіння слід 2-4 доби витримати до посіву, однак протруювати насіння більше, ніж за 3 місяці до посіву недоцільно, так як після тривалого зберігання протравленого насіння фунгіцидна активність препарату поступово знижується. На поверхні листя він майже повністю інактивується за 40 годин під дією сонячного світла, у зв'язку з чим препарати на основі карбоксину використовують тільки для обробки бульб і насіння.

Зареєстровані препарати

• на основі карбоксина і карбендазіма рекомендуються до застосування проти хвороб пшениці ярої і озимої (борошниста роса, тверда сажка, летюча сажка, снігова пліснява, кореневі та прикореневі гнилі (фузаріозна, церкоспореллезная, гельмінтоспоріозна), септоріоз, пліснявіння насіння), ячменю ярого та озимого (гельминтоспориозные плямистості листя (сітчаста, темно-бура), летюча сажка, кам'яна сажка, помилкова летюча сажка, борошниста роса, фузаріозна коренева гниль, гельмінтоспоріозна коренева гниль, снігова пліснява), жита озимого (снігова пліснява, тифулез, стеблова сажка, фузаріозна коренева гниль, гельмінтоспоріозна коренева гниль), вівса (летюча сажка, покрита головня, червоно-бура плямистість, фузаріозна і гельмінтоспоріозна кореневі гнилі, пліснявіння насіння).
• на основі карбоксину і тираму використовуються проти хвороб пшениці ярої, озимої (тверда сажка, гельмінтоспоріозні і фузаріозні кореневі гнилі, пліснявіння насіння), ячменю ярого, озимого (пліснявіння насіння, кам'яна сажка, гельмінтоспоріозні і фузаріозні кореневі гнилі), ріпаку (пліснявіння насіння, пероноспороз, чорна плямистість або чорна цвіль, гельмінто-споріозна коренева гниль) та ін.
   

Бакові суміші. Препарат можна змішувати з більшістю пестицидів, крім сильнокислых і сильно лужних.

Токсикологічні властивості і характеристики

Теплокровні і людина. Не токсичний для птахів. Для теплокровних тварин і людини малотоксичний (ЛД50 для щурів 3200 мг/кг). Метаболіти речовини швидко виводяться з тваринного організму з сечею. При 2-річному згодовуванні з їжею в дозі 600 мг / кг корму не викликав негативних наслідків у щурів. Здатний проникати через неушкоджену шкіру і чинити несприятливий вплив на слизові оболонки, трохи подразнює очі. Кумулятивні властивості виражені слабо (Ккум = 6,8). Має місце функціональна кумуляція. При роботі з препаратом потрібно захищати кон'юктиву і шкірні покриви.

У грунті. Препарат в грунті зазвичай повністю руйнується за 3 тижні. У воді і біологічних середовищах препарат окислюється до нефунгітоксичних сульфоксиду і сульфону. Визначення карбоксину і його метаболітів в рослинах ячменю і пшениці, вирощених з насіння, оброблених фунгіцидом, показало, що найбільша кількість незмінної речовини містилася в рослинах на третій тиждень після посіву, залишки виявлялися протягом 6 тижнів. Продукти перетворення на 90 % складалися з сульфоксиду і на 10% - з сульфону, отриманих в результаті окислення карбоксину.

У грунті зберігається близько 2-3 тижнів. Діяльність мікроорганізмів, які вносяться з добривами, не пригнічує.

Класи небезпеки. Препарати на основі карбоксину відносяться до 2 і 3 класів небезпеки для людини і 3 класу небезпеки для бджіл.

Історія

Карбоксин випущений в 1966 році.

Отримання

Карбоксин отримують взаємодією меркаптоетанолу з хлорацетоацетанілідом.

Також зручним методом отримання речовини служить реакція біс (β-гідроксіетил) дисульфіду з анилидом ацетооцтової кислоти.  (зображення)

* Отримання карбоксина

 Реакція протікає в лужному середовищі, з наступною циклізацією отриманого продукту. Утворений меркаптоетанол легко перекладається в дисульфід окисленням пероксидом водню.​