フォメサフェン

フォメサフェン
名前
	推奨されるIUPAC名 5-[2-クロロ-4-(トリフルオロメチル)フェノキシ]-N- (メタンスルホニル)-2-ニトロベンズアミド
識別子
CAS番号	72178-02-0;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:81925;
チェムBL	番号:;
ケムスパイダー	46694;
ECHA 情報カード	100.069.470
EC番号	276-439-9;
ケッグ	C18736;
パブケム CID	51556;
ユニ	翻訳;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID7024112;
	InChI InChI=1S/C15H10ClF3N2O6S/c1-28(25,26)20-14(22)10-7-9(3-4-12(10)) 21(23)24)27-13-5-2-8(6-11(13)16)15(17,18)19/h2-7H,1H3,(H,20,22) キー: BGZZWXTVIYUUEY-UHFFFAOYSA-N;
	笑顔 CS(=O)(=O)NC(=O)C1=C(C=CC(=C1)OC2=C(C=C(C=C2)C(F)(F)F)Cl)[N+](=O)[O-];
プロパティ
化学式	C 15 H 10 Cl F 3 N 2 O 6 S
モル質量	438.76 グラムモル−1
水への溶解度	50 mg/L（20℃）
ログP	-1.2 (20 °C)
酸性度（p Ka）	2.83
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	H302
注意事項	P264、P270、P301+P312、P330、P501
	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

フォメサフェンは、除草剤として使用される有機化合物のISO 一般名^[2]です。クロロフィル合成に必要な酵素プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ（PPO）^[3]を阻害することによって作用します。大豆は、グルタチオン S トランスフェラーゼによる代謝処理を介して、フォメサフェンに対して自然に高い耐性を持っています。^[3]^[^4]^その結果、大豆はフォメサフェンで処理される最も一般的な作物であり、他の豆と他のいくつかの作物タイプがそれに続きます。^[5]トウモロコシ^[6]や他のイネ科植物には安全ではありません。^[4]

歴史

ニトロフェニルエーテルはよく知られた除草剤の一種で、その最も古いものはローム・アンド・ハース社が発明し、1964年に初めて販売登録されたニトロフェンである^。[7]この化学分野は熾烈な競争が繰り広げられ、モービル石油社は1969年にニトロフェンのニトロ基に隣接するCOOCH ₃基の構造類似体の特許を出願し、1974年に認可された。 ^[8]この製品であるビフェノックスは、1981年にMowdownというブランド名で発売された。一方、ローム・アンド・ハースは、RH-6201というコード番号で開発し、1980年にアシフルオルフェン（ナトリウム塩としてBlazerというブランド名）を導入した。 ^[9]この製品は、除草効果のスペクトルが広く、大豆作物に対する安全性が高いなど、特性が大幅に改善された。この物質に関する最初の特許は1975年12月に発行されたが^[10]、それ以前の1973年9月に発行されたベルギーの特許には関連する化学反応が記載されていた^{[11] 。}

ニトロフェン
ビフェノックス
アシフルオルフェン

英国ジェロットズヒルにあるインペリアル・ケミカル・インダストリーズ（ICI）の研究施設の化学者たちは、独自の知的財産を見つけ、市場で競争できる独自の材料を開発しようとこの分野を調査した。成功したアイデアは、アシフルオルフェンのカルボン酸を、それを模倣できる（例えば、同様のpKaと全体的な溶解度を持つ_）が、アシフルオルフェンに代謝されず、競合他社の特許を侵害する可能性のない基で置き換えるというものだった。COOHをCONHSO ₂ CH ₃基に置き換えたこの発明の特許出願は、1978年1月に行われた。^[12]フォメサフェンはコード番号PP021で開発され、1983年にアルゼンチンでFlexというブランド名で初めて販売された。^[1]

合成

ICI特許^[12]に記載されているように、フォメサフェンは、アシフルオルフェンを塩化チオニルと反応させて酸塩化物を形成し、その後、ピリジンを溶媒としてメタンスルホンアミドと反応させることによって製造することができる。

Ar-COOH + SOCl ₂ → ArCOCl

Ar-COCl + CH ₃ SO ₂ NH ₂ → ArCONHSO ₂ CH ₃

作用機序

フォメサフェンおよび関連するニトロフェニルエーテル系除草剤の詳細な作用機序は、発明当時は不明であった。植物全体に目に見える影響はクロロシスと乾燥であり、これらの症状を説明する分子レベルの相互作用に関していくつかの仮説が提唱された。^[13]現在受け入れられている損傷の説明は、これらの化合物がプロトポルフィリノーゲンオキシダーゼという酵素を阻害し、植物細胞内にプロトポルフィリンIXが蓄積するというものである。これは酸素を活性化し、脂質過酸化を引き起こす強力な光増感剤である。このプロセスで植物を枯らすには、光と酸素の両方が必要である。^[14]^[15]

使用法

アメリカ合衆国では、環境保護庁(EPA) が連邦殺虫剤・殺菌剤・殺鼠剤法(FIFRA)、食品品質保護法(FQPA)、農薬登録改善法 (PRIA)に基づき農薬の規制を担当している。農薬は、農薬の販売時に添付されたラベルの指示に従ってのみ合法的に使用できる。ラベルの目的は、「人間の健康と環境へのリスクを最小限に抑えながら、効果的な製品性能に関する明確な指示を提供すること」である。ラベルは、農薬の使用方法と使用方法を義務付ける法的拘束力のある文書であり、農薬を使用する際にラベルの記載通りに従わない場合は連邦法違反となる。^[16]^[17]

フォメサフェンは通常、発芽後（作物に雑草が見える時）に散布されますが、発芽前にも使用できます。これは、広葉雑草、イネ科植物および大豆のスゲを防除または抑制し、アブチロン・テオフラスティ、アカリファ・オストライフォリア、アカントスペルムム・ヒスピダム、アマランサス・パルメリ、アンブロシア・アルテミシフォリア、アノダ・クリスタタ、バルバレア・ブルガリス、アブラナ属を含む非常に広範囲の雑草種に効果的です。Calystegia sepium、Cannabis sativa、Cardiospermum halicacabum、Cassia obtusifolia、Chenopodium album、Citrullus vulgaris、Convolvulus arvensis、Croton grandulosus、Cucumis melo、Cyperus esculentus、Datura stramonium、Digitaria、Echinochloaクリュ・ガリ、エレウジーヌインディカ、ユーフォルビア・ヘテロフィラ、ヒマワリ、ハイビスカス・トリオナム、Ipomoea quamoclit、Melochia corchorifolia、Mollugo verticillata、タデ、Poululaca oleracea、Richardia scabra、Sesbania exaltata、Setaria faberi、Solanumカロリネン、ソルガム・ハレペンセ、ストライガ・アジアティカ、キサンティウム・ストルマリウム。この製品は通常、1エーカーあたり0.3ポンドaiの散布量で使用されます。^[17]

米国地質調査所は、米国農業におけるフォメサフェンの推定年間使用量を地図に表しており、最新の数字が入手可能な2018年には、主に大豆に約600万ポンド（270万kg）が散布されたことが示されている。^{[18]この化合物は}欧州連合では使用登録されていないが、近縁のニトロフェニルエーテルであるビフェノックスはそこで入手可能である。^[19]

人間の安全

フォメサフェンのLD50は1250 mg/kg（ラット、経口）であり、経口摂取による毒性は中程度であることを意味します。^{[1]米国連邦規則集には}_、さまざまな食品におけるフォメサフェンの最大残留許容量が記録されています。^[20]

環境への影響

フォメサフェンの環境運命と生態毒性は、農薬特性データベースにまとめられています^[1]この化合物は、米国で全国的な絶滅危惧種の評価を実施するための方法を開発したケーススタディで使用されました^{[21] 。}

抵抗

フォメサフェンに対する耐性は、中国北東部のAmaranthus retroflexus^[22]、アーカンソー州のAmaranthus palmeri ^[23]、ブラジルのEuphorbia heterophylla ^[24]などで発達しています。

参考文献

^ abcd 農薬特性データベース。「Fomesafen」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。
^ 「農薬一般名一覧：フォメサフェン」BCPC。
^ abc "fomesafen".コーネル大学雑草生態学・管理研究所. 2020年11月22日閲覧。
^ abc Andrews, Christopher J.; Skipsey, Mark; Townson, Jane K.; Morris, Carol; Jepson, Ian; Edwards, Robert (1997). 「大豆で選択的に使用される除草剤に対するグルタチオントランスフェラーゼ活性」. Pesticide Science . 51 (2). Wiley : 213–222. doi :10.1002/(sici)1096-9063(199710)51:2<213::aid-ps622>3.0.co;2-l. ISSN 0031-613X.
^ 「Fomesafen の登録審査ラベル緩和策」(PDF)米国環境保護庁。
^ 「フォメサフェンのトウモロコシへの持ち越し被害」アイオワ州立大学2014年6月3日2020年11月22日閲覧。
^ 農薬特性データベース。「ニトロフェン」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。
^ 米国特許 3784635、Theissen RJ、「除草剤 4-トリフルオロメチル-4'-ニトロジフェニルエーテル」、1974 年 1 月 8 日発行、Mobil Oil Corporation に譲渡
^ 農薬特性データベース。「アシフルオルフェンナトリウム」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。
^ 米国特許 3928416、バイエル HO; スウィゼンバンク C. & Yih RY、「除草剤 4-トリフルオロメチル-4'-ニトロジフェニルエーテル」、1975 年 12 月 23 日発行、ローム & ハースに譲渡
^ BE 特許 796677、Bayer HO; Swithenbank C. & Yih RY、「Nouveaux ethers 4-trifluoromethyl-4'-nitro-diphenyliques除草剤とmauvaises herbesへの応用」、1973年9月13日発行、Rohm & Haasに譲渡
^ ab EP 特許 0003416、Cartwright D. & Collins DJ、「除草剤として有用なジフェニルエーテル化合物、それらの使用方法、それらの製造方法、およびそれらを含む除草剤組成物」、1981 年 8 月 26 日発行、ICI Ltd. に譲渡。
^ Ridley, Stuart M. (1983). 「葉緑体と阻害剤の相互作用」.植物生理学. 72 (2): 461–468. doi :10.1104/pp.72.2.461. PMC 1066256. PMID 16663025 .
^ Dayan, Franck E.; Reddy, Krishna N.; Duke, Stephen O. (1999) .「ジフェニルエーテルとその他の酸素架橋プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ阻害剤の構造活性相関」過酸化除草剤。pp. 141–161。doi :10.1007/ 978-3-642-58633-0_5。ISBN 978-3-642-63674-5。
^ 永野栄樹 (1999). 「プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ阻害剤の除草効果」過酸化除草剤pp. 293–302. doi :10.1007/978-3-642-58633-0_11. ISBN 978-3-642-63674-5。
^ 「農薬登録について」。米国環境保護庁。2013年2月27日。 2021年2月27日閲覧。
^ ab Syngenta US. 「Flexstar」. syngenta-us.com . 2021年3月2日閲覧。
^ 米国地質調査所 (2021-10-12). 「2018年のフォメサフェンの農業用途推定値」。2022年1月17日閲覧。
^ 農薬特性データベース。「ビフェノックス」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。
^ 「フォメサフェン；残留物の許容値」ecfr.federalregister.gov 2018年2月7日2021年3月5日閲覧。
^ Campbell, Dan; Overmyer, Jay; Bang, Jisu; Perine, Jeff; Brain, Richard (2012)。「登録審査のもとで実施された絶滅危惧種の評価: Fomesafen のケーススタディ」。農薬規制と絶滅危惧種保護法。ACS シンポジウムシリーズ。第 1111 巻。pp. 119–137。doi :10.1021/ bk -2012-1111.ch009。ISBN 978-0-8412-2703-3。
^ 黄、趙峰。崔、海蘭。王春雨。ウー、トン。張、朝仙。ファン、ホンジュアン。魏寿輝（2020）。「アマランサス・レトロフレクサス・Ｌ．におけるフォメサフェンに対する耐性機構の研究」。農薬の生化学と生理学。165 .エルゼビア: 104560.土井:10.1016/j.pestbp.2020.104560. ISSN 0048-3575。PMID 32359536。S2CID 216246076 。
^ Salas, Reiofeli A; Burgos, Nilda R; Tranel, Patrick J; Singh, Shilpa; Glasgow, Les; Scott, Robert C; Nichols, Robert L (2016). 「アーカンソー州産パーマーアマランサスのPPO阻害除草剤に対する耐性」. Pest Management Science . 72 (5). Wiley-Blackwell : 864–869. doi :10.1002/ps.4241. ISSN 1526-498X. PMC 5069602. PMID 26817647 .
^ ブルサマレロ、アントニオ P.;オリベイラ、パウロ H.トレッツィ、ミケランジェロ M.フィナット、タチアーヌ。パニョンチェリ、フォルトゥナート DB;ビダル、リバス A. (2020)。「複数の除草剤耐性ユーフォルビア・ヘテロフィラ集団におけるフォメサフェンおよびイマゼサピル耐性の遺伝」。雑草の研究。60（4）。ワイリー: 278–286。Bibcode :2020WeedR..60..278B。土井：10.1111/wre.12425。ISSN 0043-1737。S2CID 219415301。

外部リンク

農薬特性データベース (PPDB) のフォメサフェン

[PPDB-1] 農薬特性データベース。「Fomesafen」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。

[2] 「農薬一般名一覧：フォメサフェン」BCPC。

[Weed-Ecology-Cornell-3] "fomesafen".コーネル大学雑草生態学・管理研究所. 2020年11月22日閲覧。

[Andrews-et-al-1997-4] Andrews, Christopher J.; Skipsey, Mark; Townson, Jane K.; Morris, Carol; Jepson, Ian; Edwards, Robert (1997). 「大豆で選択的に使用される除草剤に対するグルタチオントランスフェラーゼ活性」. Pesticide Science . 51 (2). Wiley : 213–222. doi :10.1002/(sici)1096-9063(199710)51:2<213::aid-ps622>3.0.co;2-l. ISSN 0031-613X.

[EPA-approval-1.88-5] 「Fomesafen の登録審査ラベル緩和策」(PDF)米国環境保護庁。

[Iowa-State-IPM-6] 「フォメサフェンのトウモロコシへの持ち越し被害」アイオワ州立大学2014年6月3日2020年11月22日閲覧。

[7] 農薬特性データベース。「ニトロフェン」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。

[US3784635-8] 米国特許 3784635、Theissen RJ、「除草剤 4-トリフルオロメチル-4'-ニトロジフェニルエーテル」、1974 年 1 月 8 日発行、Mobil Oil Corporation に譲渡

[9] 農薬特性データベース。「アシフルオルフェンナトリウム」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。

[US3928416-10] 米国特許 3928416、バイエル HO; スウィゼンバンク C. & Yih RY、「除草剤 4-トリフルオロメチル-4'-ニトロジフェニルエーテル」、1975 年 12 月 23 日発行、ローム & ハースに譲渡

[11] BE 特許 796677、Bayer HO; Swithenbank C. & Yih RY、「Nouveaux ethers 4-trifluoromethyl-4'-nitro-diphenyliques除草剤とmauvaises herbesへの応用」、1973年9月13日発行、Rohm & Haasに譲渡

[ICI-12] EP 特許 0003416、Cartwright D. & Collins DJ、「除草剤として有用なジフェニルエーテル化合物、それらの使用方法、それらの製造方法、およびそれらを含む除草剤組成物」、1981 年 8 月 26 日発行、ICI Ltd. に譲渡。

[13] Ridley, Stuart M. (1983). 「葉緑体と阻害剤の相互作用」.植物生理学. 72 (2): 461–468. doi :10.1104/pp.72.2.461. PMC 1066256. PMID 16663025 .

[14] ^ Dayan, Franck E.; Reddy, Krishna N.; Duke, Stephen O. (1999) .「ジフェニルエーテルとその他の酸素架橋プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ阻害剤の構造活性相関」過酸化除草剤。pp. 141–161。doi :10.1007/ 978-3-642-58633-0_5。ISBN 978-3-642-63674-5。

[15] 永野栄樹 (1999). 「プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ阻害剤の除草効果」過酸化除草剤pp. 293–302. doi :10.1007/978-3-642-58633-0_11. ISBN 978-3-642-63674-5。

[epa.gov-16] 「農薬登録について」。米国環境保護庁。2013年2月27日。 2021年2月27日閲覧。

[USlabel-17] Syngenta US. 「Flexstar」. syngenta-us.com . 2021年3月2日閲覧。

[18] 米国地質調査所 (2021-10-12). 「2018年のフォメサフェンの農業用途推定値」。2022年1月17日閲覧。

[19] 農薬特性データベース。「ビフェノックス」。ハートフォードシャー大学。 2021年3月3日閲覧。

[20] 「フォメサフェン；残留物の許容値」ecfr.federalregister.gov 2018年2月7日2021年3月5日閲覧。

[21] Campbell, Dan; Overmyer, Jay; Bang, Jisu; Perine, Jeff; Brain, Richard (2012)。「登録審査のもとで実施された絶滅危惧種の評価: Fomesafen のケーススタディ」。農薬規制と絶滅危惧種保護法。ACS シンポジウムシリーズ。第 1111 巻。pp. 119–137。doi :10.1021/ bk -2012-1111.ch009。ISBN 978-0-8412-2703-3。

[Huang-et-al-2020-22] 黄、趙峰。崔、海蘭。王春雨。ウー、トン。張、朝仙。ファン、ホンジュアン。魏寿輝（2020）。「アマランサス・レトロフレクサス・Ｌ．におけるフォメサフェンに対する耐性機構の研究」。農薬の生化学と生理学。165 .エルゼビア: 104560.土井:10.1016/j.pestbp.2020.104560. ISSN 0048-3575。PMID 32359536。S2CID 216246076 。

[Salas-et-al-2016-23] Salas, Reiofeli A; Burgos, Nilda R; Tranel, Patrick J; Singh, Shilpa; Glasgow, Les; Scott, Robert C; Nichols, Robert L (2016). 「アーカンソー州産パーマーアマランサスのPPO阻害除草剤に対する耐性」. Pest Management Science . 72 (5). Wiley-Blackwell : 864–869. doi :10.1002/ps.4241. ISSN 1526-498X. PMC 5069602. PMID 26817647 .

[Brusamarello-et-al-2020-24] ブルサマレロ、アントニオ P.;オリベイラ、パウロ H.トレッツィ、ミケランジェロ M.フィナット、タチアーヌ。パニョンチェリ、フォルトゥナート DB;ビダル、リバス A. (2020)。「複数の除草剤耐性ユーフォルビア・ヘテロフィラ集団におけるフォメサフェンおよびイマゼサピル耐性の遺伝」。雑草の研究。60（4）。ワイリー: 278–286。Bibcode :2020WeedR..60..278B。土井：10.1111/wre.12425。ISSN 0043-1737。S2CID 219415301。