Paclobutrazol
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
IUPAC namn
( 2RS ,3RS ) -1-(4-klorfenyl)-4,4-dimetyl-2-(lH-1,2,4-triazol-1-yl)-3-pentanol
|
|
| Andra namn PP333
|
|
| Identifierare | |
|
|
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| Förkortningar | PBZ |
| ChEBI |
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.121.374 |
|
PubChem CID
|
|
| UNII |
|
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C15H20ClN3O _ _ _ _ _ _ _ | |
| Molar massa | 293,80 g·mol -1 |
| Utseende | Vitt kristallint fast ämne |
| Densitet | 1,23 g/cm 3 |
| Smältpunkt | 165-166 ℃ |
| Kokpunkt | 460,9 °C (861,6 °F; 734,0 K) vid 760 mHg |
| 22,9 mg/L (20 °C) | |
| log P | 3.11 |
| Faror | |
| Arbetsmiljö och hälsa (OHS/OSH): | |
|
Huvudsakliga faror
|
Xn |
| Flampunkt | 232,6 °C (450,7 °F; 505,8 K) |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Paclobutrazol ( PBZ ) är det vanliga ISO -namnet för en organisk förening som används som växthämmande medel och triazolfungicid . Det är en känd antagonist av växthormonet gibberellin , som verkar genom att hämma gibberellinbiosyntesen , minska internodal tillväxt för att ge kraftigare stjälkar, öka rottillväxten, orsaka tidig fruktsättning och öka frösättningen hos växter som tomat och peppar . PBZ har också visat sig minska frostkänsligheten hos växter. Dessutom kan paclobutrazol användas som ett kemiskt tillvägagångssätt för att minska risken för fastsättning i spannmålsgrödor . PBZ har använts av arborister för att minska skotttillväxten och har visat sig ha ytterligare positiva effekter på träd och buskar . Bland dessa finns förbättrad motståndskraft mot torkstress , mörkare gröna blad, högre motståndskraft mot svampar och bakterier och förbättrad utveckling av rötter. Kambial tillväxt, såväl som skotttillväxt, har visat sig minska hos vissa trädslag.
Struktur och syntes
Den första syntesen av paclobutrazol avslöjades i patent som lämnats in av en ICI -grupp som arbetar på Jealott's Hill .
4-klorbensaldehyd och pinakolon kombineras i en aldolkondensation för att bilda en chalkon som hydreras med Raney-nickel som katalysator för att ge en substituerad keton . Detta material bromeras och den resulterande föreningen behandlas med natriumsaltet av 1,2,4-triazol i en nukleofil substitutionsreaktion . Den slutliga reduktionsreaktionen använder natriumborhydrid , som i kall metanol nästan uteslutande ger diastereomerparet som har den absoluta konfigurationen (2R , 3R ) och dess enantiomer (2S ,3S ), med endast cirka 2% av alternativet (2 ) . R ,3S ) - och ( 2S , 3R ) -isomerer . Emellertid kan detta par av isomerer produceras när reduktionen utförs med användning av butylmagnesiumbromid .
I en studie från 1984 separerade ICI-arbetare de individuella enantiomererna genom kiral upplösning och kunde visa att endast (2R , 3R )-isomeren uppvisar betydande fungicid aktivitet, medan (2S , 3S )-isomeren är ansvarig för tillväxten reglerande egenskaper. Den kommersiella produkten (utvecklad under kodnumret PP333) var dock det racemiska materialet, eftersom separation av isomererna var onödig när båda komponenterna var användbara i jordbruket .
Handlingsmekanism
Paclobutrazol är en hämmare av enzymer som använder cytokrom P450 som en kofaktor. Deras aktiva plats innehåller ett hemcentrum som aktiverar syre från luften för att oxidera deras substrat . (2S , 3S )-isomeren hämmar enzymet ent-kaureneoxidas som är på den huvudsakliga biosyntesvägen till gibberelliner , som är viktiga växthormoner. En sekundär effekt som härrör från hämningen av ent-kaureneoxidas är att dess prekursor, geranylgeranylpyrofosfat ackumuleras i växten och en del av detta avleds till ytterligare produktion av fytolgruppen av klorofyll och hormonet abscisinsyra . Den senare är ansvarig för att kontrollera transpiration av vatten genom löven och därför kan PBZ-behandling leda till bättre tolerans mot torka. (2R , 3R )-isomeren passar bättre till det aktiva stället för svampens cytokrom P450 14a-demetylas . Detta hämmar omvandlingen av lanosterol till ergosterol , en komponent i svampcellmembranet, som är dödligt för många arter. Många andra azolderivat inklusive propikonazol och tebukonazol uppvisar denna typ av aktivitet, så den främsta kommersiella möjligheten för paklobutrazol var som ett växttillväxthämmande medel och det marknadsfördes först av ICI 1985 under handelsnamnen Bonzi , Clipper, Cultar och Parlay.
Användande
Som en antagonist av gibberellinbiosyntes har PBZ en tillväxthämmande effekt på de flesta växtarter. Det absorberas av växtvävnader och transporteras via xylem till de växande delarna, där celldelningshastigheten minskar jämfört med obehandlade växter och de nya cellerna inte förlängs.
Prydnadsgrödor
PBZ används i trädgårdsodling , särskilt för växthusuppfödda fleråriga växter.
Träd och buskar
PBZ:s förmåga att minska tillväxten av träd och buskar gör att den har kommit till användning i områden där det finns behov av att dämpa sådan tillväxt, till exempel under elektriska kraftledningar och där en vägrätt ska upprätthållas. En enda applicering av tillväxtregulatorn kan ge säsongslång kontroll.
Frukt och grönsaker
PBZ används för att öka kvantiteten och kvaliteten på fruktträdgårdsfrukt och grönsaker. Kvaliteten mäts genom förhöjda mängder kolhydrater , totala lösliga fasta ämnen (TSS), förhållandet TSS/ titrerbar surhet och en minskad surhet. Det stimulerar tillväxten av rötter och stjälkar och bibehåller antalet blad men undertrycker växternas höjd.
Gräsförvaltning
PBZ har använts i stor utsträckning som ett medel för att förbättra kvaliteten på gräsmattor på golfbanor, där det minskar behovet av klippning och genom att öka klorofyllhalten har den effekten att gräset blir grönare.
Spannmålsgrödor
Genom att avleda växtens produktivitet från stamförlängning till fröproduktion, har PBZ visat sig öka spannmålsavkastningen och minska logi , vilket visas av Kamran et al. , 2017 och Tekalign 2007. Samma mekanism är ansvarig för moderna högavkastande semi-dvärggrödor som IR8-rissorten . Peng et al. , 2014 beskriver också bättre logitolerans . De finner att höstvete genomgår minskning av internodernas längd, förtjockade internoder, ökad lateral tillväxt, ökad ligninsyntesenzymaktivitet och därför ökad lignifiering med applicering av denna förening. Även om detta inte minskar logi, gör det logi mindre skadligt.
Effekter på miljön
PBZ har varit föremål för omfattande regulatoriska studier , inklusive i Europeiska unionen och USA. Dessa uppgifter har sammanfattats. Det bedömdes ha måttlig akut toxicitet, lätt irriterande för hud och ögon och sannolikt inte genotoxiskt eller cancerframkallande för människor. PBZ är relativt stabilt i vatten och jord. Under aeroba eller anaeroba laboratorieförhållanden kan halveringstiden för paclobutrazol vara längre än ett år. I en kvantitativ analys 2010 upptäcktes dock PBZ i endast 3 av 440 grundvattenprover från golfgräsområden med en maximal koncentration på 4,2 µg /L. I Europa är den högsta tolererbara koncentrationen av paclobutrazol i dricksvatten 66 µg/L.
Som forskningsverktyg
PBZ har använts som ett verktyg för att undersöka generna associerade med gibberellinbiosyntes i växter. Till exempel Arabidopsis- allelen gai-t6 (av den giberellinsyrainteragerande genen) resistens mot paclobutrazols skada på vegetativ tillväxt . Men vid normal användning finns det inget selektivt tryck på växter att utveckla resistens mot PBZ eftersom det inte är dödligt för dem.
externa länkar
- Paclobutrazol i Pesticide Properties DataBase (PPDB)