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| 名前 | |
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| IUPAC名
2-(4-メシル-2-ニトロベンゾイル)シクロヘキサン-1,3-ジオン
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| 推奨されるIUPAC名
2-[4-(メチルスルホニル)-2-ニトロベンゾイル]シクロヘキサン-1,3-ジオン | |
| その他の名前
ZA1296
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.111.661 |
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ[1] | |
| C 14 H 13 N O 7 S | |
| モル質量 | 339.32 グラムモル−1 |
| 外観 | 黄色から黄褐色の固体 |
| 密度 | 1.49グラム/ cm3 |
| 融点 | 165.3 °C (329.5 °F; 438.4 K) |
| 1500 mg/L（20℃） | |
| ログP | 0.11 |
| 酸性度（p Ka） | 3.12 |
| 危険[2] | |
| GHSラベル: | |
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| 警告 | |
| H410 | |
| P273、P391、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
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メソトリオンは、主にトウモロコシ作物に使用される選択性除草剤です。[1]これは、ブラシノキ科のCallistemon citrinusに含まれる天然物質レプトスペルモンにヒントを得た合成化合物です。これは、酵素4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ（HPPD）を阻害し[3]、CallistoやTenacityなどのブランド名で販売されています。2001年にシンジェンタによって初めて販売されました。 [4]
歴史
トリケトン系除草剤の発明は、1977年にブラシノキ（Callistemon citrinus）の近くでアレロパシーによる雑草抑制が観察されたことに端を発する。スタウファー化学会社の化学者は、原因となる化合物がレプトスペルモンであると特定した。これは既知の天然物である[5]が、これまで生物活性があるとは報告されていなかった。類似物質に関する広範な研究により、スルコトリオンとメソトリオンが発見され、開発されるに至った。[6] [7] [8]
- レプトスペルモン（左）、スルコトリオン（中央）、メソトリオン（右）の化学構造
トリケトン系除草剤は、商業的に重要な雑草の広範囲に効果があり、出芽前と出芽後の両方の作用があることが判明しました。[9]メソトリオンは、トウモロコシと競合する広範囲の広葉雑草を防除し、作物に存在する可能性のある一年生雑草も抑制できるため、開発に選ばれました（Zeneca Agrochemicals 社によるコード番号ZA1296）。この選択性と作物へのダメージのなさは、単子葉植物よりも双子葉植物に見られる標的酵素に対する効力が大きいこと と、トウモロコシがジオン含有環の化合物を代謝できることによるものです。[6]
合成
メソトリオン[10]の合成は、1987年にスタウファーを買収したICIが出願した特許[11]で初めて開示されました。 [12] 1,3-シクロヘキサンジオンは、まずジケトンのエノール性ヒドロキシル基が反応してベンゾイル化誘導体を形成する条件下で、4-(メチルスルホニル)-2-ニトロ安息香酸の酸塩化物と反応します。別の段階で、アセトンシアノヒドリンから誘導された触媒量のシアン化物イオンを使用して、これをメソトリオンに転位させます。
作用機序
メソトリオンは、4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ（HPPD）酵素を阻害します。 [3]実験室での植物シロイヌナズナを用いた試験では、K i値が約10 pMで、 HPPDの非常に強力な阻害剤でした。 [6]植物では、HPPDはトコフェロールとカロテノイド生成に不可欠なプラストキノンの生合成に必要です。この経路が阻害されると、最終的にはクロロフィルが分解されて葉が白くなり、植物が死にます。[13] [6]
処方
メソトリオンは、最終消費者向けには配合製品としてのみ提供されています。これらの製品には、有害な溶剤の使用を減らした、または全く使用していない非粉末状の物質、例えば懸濁液濃縮物が使用されます。この除草剤は、メソトリオン自体では枯らすことができないイネ科の雑草にも効果を発揮するために、農家が混合できる他の化合物と互換性があります。[14]
使用法
メソトリオンは、畑作トウモロコシ、種子トウモロコシ、ポップコーン、スイートコーンの広葉雑草を選択的に接触および残留防除する、発芽前および発芽後に使用する全身性除草剤です。[14]メソトリオンは、イチビ、アマランサス・ポウェリ、アオイ、シロザ、チョウセンアサガオ、メジタリア・サンギナリス、ラミウム・プルプレウム、タデ、ギシギシ、セネシオ・ブルガリス、ナス、ステラリア・メディア、キサンチウム・ストルマリウムなど、商業的に重要な広葉雑草に対して広範囲の活性を持っています。さらに、その特性により、土壌に散布して発芽した雑草に吸収され、防除されます。あるいは、作物にすでに雑草が生えた後に散布しても防除につながります。[14]これらの特性の組み合わせにより、メソトリオンは非常に急速に広く使用されるようになり、2011年までに年間売上高が4億ドルを超えました。 [4]この製品は75〜150 g / haの施用量で使用されます。[15]
メソトリオンの米国農業における推定年間使用量は米国地質調査所によって地図化されており、2001年の導入から2018年（最新の数字が入手可能な日付）まで増加傾向にあり、現在450万ポンド（200万kg）に達している。トウモロコシにほぼ独占的に使用される化合物であるため、最も多く使用されているのはコーンベルトである。[16]
人間の安全
メソトリオンのLD50は5000 mg/kg（ラット、経口）を超えており[1] 、経口摂取では実質的に無毒であるが、重度の眼刺激を引き起こす可能性があることを意味する。応急処置に関する情報はラベルに記載されている。[14] [15] 世界保健機関（WHO）と国連食糧農業機関（FAO）の農薬残留に関する合同会議では、メソトリオンの許容一日摂取量は体重1kgあたり0～0.5 mgであると決定された。[17] [18] FAOが管理するコーデックス委員会の データベースには、さまざまな食品中のメソトリオンの最大残留基準が記載されており、そのほとんどは検出限界の0.01 mg/kgに設定されています。[19]
環境への影響
メソトリオンは水生生物に対して非常に有毒であり、その影響は長期にわたり持続する。[15]その生態毒性は農薬特性データベースにまとめられている。[1]
耐性管理
個々の雑草種、例えばアマランサス・ツベルキュラトゥスがメソトリオンに耐性を持つようになったという報告[20]は、製造業者、EPAなどの規制機関、除草剤耐性対策委員会（HRAC）によって監視されています。[21]場合によっては、関連する雑草に効果がありながら作用機序が関連のない2種類以上の除草剤を混合して使用することで、耐性発現のリスクを軽減できます。HRACは、これを容易にするために有効成分をクラスに分類しています。
ブランド
国際条約および多くの国の法律により、農薬ラベルには有効成分の一般名を記載することが義務付けられています。これらの名前は特許または商標の所有者の独占的財産ではないため、専門家以外の人が個々の化学物質を参照する最も簡単な方法です。農薬を販売する企業は通常、ブランド名またはワードマークを使用して販売しており、これにより自社製品を同じ有効成分を持つ競合製品と区別できます。多くの場合、このブランド化は国や処方に固有のものであるため、特定の有効成分に複数のブランド名がある場合があります。メソトリオンは、雑草をより完全に防除するために、他の除草剤と事前に混合される場合があります。たとえば、シンジェンタは、メソトリオンに加えてビシクロピロン、アトラジン、S-メトラクロルを含む混合物にアキュロンという名前を使用しています。メソトリオンのブランド名には、Callisto、Instigate、Meristo、Resicore、Tenacity などがあります。米国のサプライヤーとブランド名は、National Pesticide Information Retrieval System に掲載されています。[22]
参照
- ニチシノン（オルファジン）
参考文献
- ^ abcd 農薬特性データベース。「メソトリオン」。ハートフォードシャー大学。
- ^ PubChem データベース。「メソトリオン」。
- ^ ab Moran, GR (2005年1月). 「4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ」(PDF) . Archives of Biochemistry and Biophysics . 433 (1): 117–28. doi :10.1016/j.abb.2004.08.015. PMID 15581571. 2014年3月3日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ ab Uttley, Nigel (2011年6月3日). 「製品プロファイル：メソトリオン」. AgriBusiness global . 2020年3月28日閲覧。
- ^ Hellyer, RO (1968). 「オーストラリア産ミルタセウス科植物の蒸気揮発性油中のβ-トリケトンの発生」 . Aust. J. Chem . 21 (11): 2825–2828. doi :10.1071/CH9682825.
- ^ abcd Beaudegnies, Renaud; Edmunds, Andrew JF; Fraser, Torquil EM; Hall, Roger G.; Hawkes, Timothy R.; Mitchell, Glynn; Schaezer, Juergen; Wendeborn, Sebastian; Wibley, Jane (2009). 「除草剤 4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ阻害剤 - シンジェンタの観点から見たトリケトン化学ストーリーのレビュー」。Bioorganic & Medicinal Chemistry . 17 (12): 4134–4152. doi :10.1016/j.bmc.2009.03.015. PMID 19349184.
- ^ Knudsen, Christopher G.; Lee, David L.; Michaely, William J.; Chin, Hsiao-Ling; Nguyen, Nhan H.; Rusay, Ronald J.; Cromartie, Thomas H.; Gray, Reed; Lake, Byron H.; Fraser, Torquil EM; Cartwright, David (2000)。「トリケトンクラスの HPPD 阻害除草剤の発見と天然に存在する β-トリケトンとの関係」。生態農業と林業におけるアレロパシー。pp. 101–111。doi : 10.1007 /978-94-011-4173-4_7。ISBN 978-94-010-5817-9。
- ^ Derek Cornes (2005). 「カリスト：アレロケミストリーにヒントを得た非常に成功したトウモロコシ除草剤」第4回世界アレロパシー会議。The Regional Institute Ltd. 2020年3月28日閲覧。
- ^ ジャラ、アミット J.;クマール、ヴィパン。ヤダブ、ラマワタル。他。 （2023年）。 「4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ（HPPD）阻害性除草剤：過去、現在、そして未来」。雑草技術。37 : 1-14.土井：10.1017/wet.2022.79。
- ^ ab Mitchell, Glynn; Bartlett, David W.; Fraser, Torquil EM; Hawkes, Tim R.; Holt, David C.; Townson, Jane K.; Wichert, Rex A. (2001). 「メソトリオン: トウモロコシに使用する新しい選択的除草剤」. Pest Management Science . 57 (2): 120–128. doi :10.1002/1526-4998(200102)57:2<120::AID-PS254>3.0.CO;2-E. PMID 11455642.
- ^ 米国特許 5006158、Carter, CG、Lee, DL、Michaely, WJ 他、「特定の 2-(2-置換ベンゾイル)-1,3-シクロヘキサンジオン」、1991 年 4 月 9 日発行、ICI Americas Inc に譲渡
- ^ Hicks, Jonathan P. (1987年6月6日). 「Imperial set to buy Stauffer」.ニューヨーク・タイムズ. 2020年3月28日閲覧。
- ^ 「テナシティ除草剤」シンジェンタ。
- ^ abcd Syngenta US. 「Callisto除草剤の米国ラベル」。
- ^ abc Syngenta UK. 「Callisto UK ラベル」(PDF)。
- ^ 米国地質調査所 (2021-10-12). 「メソトリオンの農業用途推定値、2018年」。2022年1月17日閲覧。
- ^ 食品と環境中の農薬残留に関するFAO専門家パネルとWHO農薬残留に関する中核評価グループの合同会議報告書（pdf）2015年4月13日。pp.229–248。ISBN 9789251086681. ISSN 0259-2517.
- ^ ロウ、K.;タシェバ、M.「メソトリオーネ」（pdf）。
- ^ FAO / WHO. 「メソトリオン」.
- ^ Kaundun, Shiv S.; Hutchings, Sarah-Jane; Dale, Richard P.; Howell, Anushka; Morris, James A.; Kramer, Vance C.; Shivrain, Vinod K.; McIndoe, Eddie (2017). 「米国ネブラスカ州のAmaranthus tuberculatus個体群におけるメソトリオン耐性のメカニズム」. PLOS ONE . 12 (6): e0180095. Bibcode :2017PLoSO..1280095K. doi : 10.1371/journal.pone.0180095 . PMC 5491128 . PMID 28662111.
- ^ 「除草剤耐性対策委員会ウェブサイト」。
- ^ NPIRS パブリック。「連邦農薬製品の検索」。
さらに読む
- Singh, HP; Batish, Daizy R.; Kohli, RK (2001 年 6 月)。「農業生態系におけるアレロパシー」。作物改良ジャーナル: 実践、理論、研究におけるイノベーション。4 ( 2) : 1–41。doi : 10.1300/J144V04N02_01。ISSN 1092-678X。S2CID 129756850。Wikidata Q111370060 。
- Dayan, Franck E.; Owens, Daniel K.; Duke, Stephen O. (2012). 「除草剤発見への天然物アプローチの根拠」(PDF) . Pest Management Science . 68 (4): 519–528. doi :10.1002/ps.2332. PMID 22232033.
外部リンク
- 農薬特性データベース (PPDB) のメソトリオン