二氯吡啶酸性质、用途与生产工艺
油菜是青海省的主要油料作物,近两年经过农业结构调整,种植面积已达 20 万hm2。刺儿菜、苣荬菜等多年生菊科杂草在青海省发生普遍,危害严重,根茎繁殖能力强、根系深、抗药性强,防除困难,给农业生产,特别是春油菜生产造成严重危害。由于油菜田防除阔叶杂草的除草剂较少,防除油菜田刺儿菜、苣荬菜一般使用50% 高特克SC 和人工除草。另外,玉米田杂草种类多,主要杂草包括马唐、稗草、马齿苋、铁苋菜等,是影响玉米产量的主要因素之一。最初采用硝磺草酮进行除草,现在其单剂及其复配制剂在我国大批登记,对玉米田阔叶杂草苘麻、苘麻及禾本科杂草马唐、稗草等效果均较好,同时该药剂对难除杂草马齿苋、铁苋菜效果差的缺点也日益明显。
二氯吡啶酸(clopyralid)是一种内吸性拟植物激素型除草剂,为美国陶氏公司产品,商品名“龙拳”,其除草效果较好,选择性较强。1987年进入美国市场用于玉米、甜菜田防治一年生或多年生阔叶杂草,对杂草施用后,被植物的叶片或根部吸收,然后在植物体内进行传导,引起细胞分裂失控和无序生长,最后导致维管束被破坏,也能够抑制细胞的分裂和生长,用于防治1年生 或多年生阔叶杂草。目前主要使用二氯吡啶酸水剂及粒剂防除油菜田刺儿菜、苣荬菜等阔叶杂草,效果明显。现在国内登记主要用在玉米、油菜、小麦田防除多种阔叶杂草,但该药剂对禾本科杂草几乎无效。
对杂草施用后,被植物的叶片或根部吸收,然后在植物体内进行传导,引起细胞分裂失控和无序生长,最后导致维管束被破坏,也能够抑制细胞的分裂和生长。
采用柱前衍生化法,建立了二氯吡啶酸在油菜植株、菜籽和土壤中的固相萃取-气相色谱测定方法。
1)柱前衍生化反应:用乙酸乙酯将提取物转移至具塞试管中,用氮吹仪吹干,加入1mL 甲醇,6 滴浓H2SO4,盖上磨口塞,在 50℃ 水浴上反应30 min,冷却后加10 mL蒸馏水,振荡1min,再用4mL正己烷萃取,取1mL正己烷相过 SP E。
2)SPE净化:Florsil固相萃取小柱经10mLV(正己烷)∶V(乙酸乙酯)= 19:1 活化后,再用10 mL 正己烷平衡,将上述1mL 正己烷相过柱,控制流速为1~2 mL/min,用10 mLV(正己烷):V(乙酸乙酯)=19:1洗脱,收集洗脱液于 10 mL 容量瓶中,氮气吹干后,加 1 mL 正己烷测定。
3)色谱条件:μ- ECD 检测器;色谱柱SE-30 毛细管柱,30 m×0.53 mm (i. d.)×0.5 μm;进样口温度240℃;检测器温度260℃;柱温130℃;柱流速3 mL/min;进样量2μL。
4)结果:二氯吡啶酸保留时间约4.5 min左右空白油菜植株的平均添加回收率为82.8 %~99.1 %,RSD为1.0 %~11 %;菜籽的平均添加回收率为85.0 %~ 94.9 %,RSD为 2.8 %~8.5%;土壤的平均添加回收率为102.3 %~109.7 %,RSD 为3.5 %~9.8 %,方法的检出限(LOD)为1.87μg/kg,定量限(LOQ)为4.0μg/kg,本方法可完全满足农药残留分析要求。
1. 防除春油菜田刺儿菜和苣荬菜:刺儿菜、苣荬菜等多年生菊科杂草在青海省发生普遍,危害严重,根茎繁殖能力强、根系深、抗药性强,防除困难,给农业生产,特别是春油菜生产造成严重危害。30% 二氯吡啶酸AS和 75% 龙拳SG 在不同生态区对刺儿菜、苣荬菜防效相当,均较高特克SC高30 个百分点以上,防效优良。在刺儿菜、苣荬菜发生密度不大的田块,30% 二氯吡啶酸用量可降低至450 ml/hm2,刺儿菜、苣荬菜集中发生且密度较大的田块,可选择性喷雾,不需整田用药,以节约成本。
2. 防除夏玉米田阔叶杂草的效果:综合两年试验结果,75%二氯吡啶酸可溶性粉剂对夏玉米菊科杂草刺儿菜、辣子草、鬼针草、小飞蓬、艾蒿等仿效优良,较对照药剂72% 2,4-D丁酯乳油处理仿效好;对叶下珠、通全草、母草、陌上菜等仿效一般至优良;对藜、苋科杂草(凹头苋、反枝苋等)有一定仿效。田间推荐剂量为225~315g/hm2,在玉米3-5叶期,杂草3-5叶期喷雾施药。
为了系统研究二氯吡啶酸农药在油菜及土壤中的残留消解动态,促进安全生产,利用气相色谱法建立了二氯吡啶酸在油菜和土壤中的残留分析方法,研究了二氯吡啶酸在油菜和土壤中的残留消解动态。
油菜和土壤样品分别用乙酸乙酯+石油醚1:1溶液提取,经甲基化后通过气相色谱-电子俘获检测器(GC-ECD)测定,以面积外标法进行二氯吡啶酸的定量。结果表明,采用该方法测定,二氯吡啶酸在油菜和土壤中的平均回收率为86.3%-110.1%;相对标准偏差为2.4%-10.6%;二氯吡啶酸的残留量随施药后时间的延长而降低,消解动态曲线符合一级动力学方程,其在油菜和土壤中的半衰期分别为2.8d、3.5d,属于易降解性农药化合物。
方法1:以甲基吡啶为原料,进行光催化氯化,反应后进行分馏,提取2mmHg(266.644Pa)下100-104℃时的馏分即得3-氯-2-(三氯甲基)吡啶,进一步光催化氯化,之后用正己烷结晶处理即得3,6-二氯-2-(三氯甲基)吡啶;之后将3,6-二氯-2-(三氯甲基)吡啶和浓硝酸混合,回流一段时间,反应结束后冷却结晶、过滤、苯重结晶,得到产率和纯度都很高的二氯吡啶甲酸,具体反应过程如下:
![合成路线1](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2017-10-12/2017101216462118502.jpg)
方法2:以四氯吡啶甲腈为原料,以水合肼作为还原剂进行脱氯反应,然后经水解、中和得到二氯吡啶甲酸,具体反应过程如下:
![合成路线2](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2017-10-12/2017101216463213921.jpg)
方法3:在一定温度的碳酸钠水溶液中用过量的水合肼还原3,4,5,6-四氯吡啶甲酸,得到中间产品3,5,6-三氯-4-肼基吡啶甲酸盐,不加水合肼得到二氯吡啶酸盐,浓盐酸酸化得二氯吡啶酸,具体反应过程如下:
![合成路线3](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2017-10-12/2017101216464310834.jpg)
方法4:以3,4,5,6-四氯吡啶甲酸为原料,在碱性溶液中电解还原得到二氯吡啶甲酸,电解过程中,阳极析氧,阴极制备二氯吡啶甲酸,曹勇无隔膜电解槽,阴极材料采用银,阳极材料采用石墨、不锈钢或镍及合金。具体反应过程如下:
大鼠急性经口LD50(mg/kg):雄3738,雌2675。兔急性经皮LD50>2000mg/kg。对兔眼睛有强烈刺激,对兔皮肤无刺激。大鼠急性吸入LC50(4h)>0.38mg/L。无作用剂量(2y)[mg/(kg ·d)]:大鼠15,雄小鼠500,雌小鼠>2000。
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用途
用于防治油菜田的阔叶杂草
二氯吡啶酸
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