カルボキシン

カルボキシン
名前
	推奨されるIUPAC名 2-メチル-N-フェニル-5,6-ジヒドロ-1,4-オキサチイン-3-カルボキサミド
識別子
CAS番号	5234-68-4 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
バイルシュタイン参考文献	983249
チェビ	チェビ:3405 ;
チェムBL	EMBL1231667 [ EMBL ] ;
ケムスパイダー	20027 ;
ECHA 情報カード	100.023.665
EC番号	226-031-1;
パブケム CID	21307;
ユニ	5A8K850HDE;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ００２３９５１;
	InChI InChI=1S/C12H13NO2S/c1-9-11(16-8-7-15-9)12(14)13-10-5-3-2-4-6-10/h2-6H,7-8H2、 1H3,(H,13,14) キー: GYSSRZJIHXQEHQ-UHFFFAOYSA-N ;
	笑顔 CC1=C(SCCO1)C(=O)NC2=CC=CC=C2;
プロパティ
化学式	C 12 H 13 N O 2 S
モル質量	235.3
外観	オフホワイト無地
密度	1.45グラム/ cm3
融点	91.5℃
水への溶解度	134 mg/L
ログP	2.3
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	警告
危険有害性情報	H317、H373、H410
注意事項	P260、P261、P272、P273、P280、P302 + P352、P319、P321、P333 + P313、P362 + P364、P391、P501
関連化合物
関連化合物	オキシカルボキシン
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。インフォボックス参照

カルボキシンは、作物を真菌性疾患から守るために農業で種子処理として使用される狭域スペクトル殺菌剤です。1969年にユニロイヤル社がVitavaxというブランド名で初めて販売しました。この化合物はアニリドであり、複素環式酸とアニリンを組み合わせてコハク酸脱水素酵素（SDHI）の阻害剤を作ります。^[1]^[3]

合成

カルボキシンの最初の合成はユニロイヤルが出願した特許で公開されました。^[4]

2-クロロアセト酢酸エチルを2-メルカプトエタノールと塩基で処理し、酸性条件下で環化と水分除去を行う。得られた1,4-オキサチイン複素環のエチルエステルを、標準条件下でカルボン酸と酸塩化物を介してアニリンとアミドを形成する。これにより、高い収率でカルボキシンが得られる。^[5]この化合物は2つの多形形態で結晶化されており、^[6]それらは同等の生物学的活性を有する。^[7]

作用機序

カルボキシンの作用機序は、1966年に初めて報告されてから数年後まで確立されていませんでした。1971年から1975年にかけて、カルボキシンはコハク酸脱水素酵素（SDHI）を阻害することによって作用するという証拠が増え、^[8]その後の研究では、カルボキシンは酵素複合体のキノン還元部位に結合し、ユビキノンの還元を阻害することが示されました。その結果、トリカルボン酸回路と電子伝達系は機能しなくなります。^[9]^[10]

この化合物は、作物植物への適用部位から全身に浸透して新しく成長する組織を保護する殺菌剤の初期の例でした。 ^[6]

使用法

カルボキシンは全身作用があるため、栽培中の作物の真菌防除のための種子処理に適しています。しかし、防除できる菌種は比較的限られており、主に穀物作物のTilletia属菌（黒穂病菌や黒穂病菌として知られる）と綿花や野菜のRhizoctonia属菌です。 ^[3]^[7]

この化合物はオーストラリア、EU、英国、米国で使用されていたが、EUでは登録が失効している。^[1] 2014年には全世界で7500万ドルの売上があったと報告されている。^[3]^{: 405}

人間の安全

カルボキシンは哺乳類に対する毒性が低く、環境中に残留しません。^[1]^[11]代謝物の1つであるスルホンはSDHIとしても活性があり、殺菌剤オキシカルボキシンとして販売されています。^[12]

類似品

カルボキシンは最初のSDHI型殺菌剤であり、その発明は、特に経済的に重要な病気のより広範囲を制御する有効成分など、特性が改善された化合物の探索を引き起こしました。 ^{[13] 2003年に導入された} ボスカリドは、アニリンアミド部分の構造を保持していますが、1,4-オキサチインの代わりにピリジン環が使用され、アニリン部分に2番目のベンゼン環が結合しています。2014年までに、年間売上高は3億9000万ドルに達しました。^[3]

2023年現在^{[アップデート]}、18種類以上の関連アミドが販売されており、そのうち7種類は3-(ジフルオロメチル)-1-メチル-1H-ピラゾール-4-カルボン酸の誘導体である。^[14]殺菌剤耐性対策委員会（FRAC）^[15]は、耐性管理を容易にするために殺菌剤をクラスに分類しており、SDHIは1つのグループを形成している。^[16]

ブランド

カルボキシンは、エンドユーザーに販売されるブランド製品に配合される有効成分のISO 一般名^[17]です。ビタバックスはもともとユニロイヤルが使用していたブランド名ですが、この化合物の特許が切れたため、他の多くのメーカーが利用できるようになり、複数の名前で販売されています。^[1]^[7]

参考文献

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[2] 「GHS分類」. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . 2023年7月29日. 2023年8月3日閲覧。

[Walter-3] Walter, Harald (2016). 「殺菌性コハク酸脱水素酵素阻害カルボキサミド」 Lamberth, Clemens; Dinges, Jürgen (編)生物活性カルボキシル化合物クラス: 医薬品および農薬ワイリー pp. 405– 425. doi :10.1002/9783527693931.ch31. ISBN 9783527339471。

[4] 米国特許 3249499、フォン・シュメリング、B.、クルカ、M.、ティアラ、DS 他、「植物病害の制御」、1966 年 5 月 3 日発行、United States Rubber Co に譲渡

[5] von Schmeling, B.; Kulka, Marshall (1966). 「1,4-オキサチイン誘導体の全身性殺菌活性」. Science . 152 (3722): 659– 660. Bibcode :1966Sci...152..659V. doi :10.1126/science.152.3722.659. PMID 17779512. S2CID 27561137.

[Frampton-6] Frampton, Christopher S.; Frampton, Eleanor S.; Thomson, Paul A. ( 2018). 「オキサチイン全身性殺菌剤活性カルボキシンの2つの多形性」。Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications。74 ( 12 ): 1741– 1745。doi : 10.1107 /S2056989018015451。PMC 6281101。PMID 30574366。

[BCPC8-7] Worthing CR編 (1987)。農薬マニュアル - 世界大全（第8版）。英国作物保護協議会。pp. 136– 7。ISBN 0948404019。

[8] Gunatilleke, IAUN; Arst, HN; Scazzocchio, C. (1975). 「3つの遺伝子がAspergillus nidulansのミトコンドリアコハク酸酸化のカルボキシン感受性を決定する」.遺伝子研究. 26 (3): 297– 305. doi : 10.1017/S0016672300016098 . PMID 178574.

[9] Oyedotun, Kayode S.; Lemire, Bernard D. (2004). 「Saccharomyces cerevisiae コハク酸脱水素酵素の四次構造」. Journal of Biological Chemistry . 279 (10): 9424– 9431. doi : 10.1074/jbc.M311876200 . PMID 14672929.

[10] Avenot, Hervé F.; Michailides, Themis J. (2010). 「植物病原菌におけるコハク酸脱水素酵素阻害（SDHI）殺菌剤に対する耐性の分子メカニズムと進化の理解の進歩」. Crop Protection . 29 (7): 643– 651. doi :10.1016/j.cropro.2010.02.019.

[EPA-11] 「Carboxin の再登録適格性決定 (RED) ファクトシート」EPA、2004 年。

[12] 農薬特性データベース (2023-06-15)。「オキシカルボキシン」。ハートフォードシャー大学。 2023年8月7日閲覧。

[13] 吉川幸弘; 勝田博之; 岸順郎; 柳瀬裕二 (2011). 「カルボキシン関連カルボキサミドの殺菌剤としての構造活性相関」.農薬科学ジャーナル. 36 (3): 347– 356. doi : 10.1584/jpestics.G10-70 . S2CID 85347084.

[Umetsu-14] 梅津範治; 白井雄一 (2020). 「21世紀の新規農薬の開発」.農薬科学ジャーナル. 45 (2): 54– 74. doi :10.1584/jpestics.D20-201. PMC 7581488. PMID 33132734 .

[15] 「殺菌剤耐性対策委員会のウェブサイト」。

[16] 「Fungicidesを検索してFRAC推奨事項を見つける」。Fungicides Resistance Action Committee 。2023年8月3日閲覧。

[17] 「農薬一般名一覧：カルボキシン」BCPC 。 2023年8月7日閲覧。