2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота)

Синонимы

2, 4-Д (2, 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота), 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - 1, 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота), акваклин, 4-Д (2, 2

По английски

2,4-dichlorophenoxyacetic acid

Химическая формула

-

Группа на сайте

Гербициды, Действующие вещества гербицидов

Химический класс

Арилоксиалканкарбоновые кислоты

Препаративная форма

34,4% Водный раствор, 55% Концентрат суспензии, 41-42% Концентрат эмульсии


Способ проникновения

Системный пестицид

Действие на организмы

Пестицид, гербицид

Характер действия

Гербицид избирательного действия

Способы применения

Опрыскивание


Номер CAS

94-75-7


2,4-Д [2, 4-Дихлорфеноксиуксусная кислота] – пестицид, системный гербицид. Подавляет процессы роста и развития у многих 2-дольных широколистных сорных растений в кукурузе и посевах зерновых. Применяется также в виде эфиров и солей. Всего кислота в качестве д.в. входит в состав 22 препаратов (из них 12-смесевые), разрешенных к использованию в России.

Физико-химические свойства

2,4 Д – кристаллы, имеющие белый цвет. Главным образом используется в виде эфиров, щелочных солей и солей с аминами.[9] Это вещество – сильная кислота. Является гидролитически стабильной.[10]

В чистом виде почти не обладает запахом. Слабо растворима в воде, но хорошо – в большей части органических растворителей. При взаимодействии с основаниями образует малорастворимые соли. При растворении 2,4-Д в жесткой воде возможно выпадение осадка, так как соли всех двухвалентных металлов слабо растворяются в воде. Для предотвращения этого к техническому препарату практикуют добавление комплексонов (например, ЭДТА).[8]

При взаимодействии 2,4-Д с хлором в виде газа образуется 2,4,6-трихлорфеноксиуксусная кислота. Процесс проводится при 200-205°C. При долгом кипячении с бромоводородной или хлороводородной кислотой вещество разрушается, образуется 2,4-дихлорфенол и гликолевая кислота.[8]

При нитровании вещества основной продукт – 5-нитро-2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота, также образуется 6-нитроизомер. Эти кислоты имеют более слабое действие на сорняки, чем 2,4-Д.[8]

Физические характеристики

  • Молекулярная масса 221,0;
  • Константа диссоциации 23•10-4;
  • Температура плавления 141°C;
  • Температура кипения 160°C при 50 Па (0,4 мм рт.ст.);
  • Растворимость в воде 540 мг/л (при 20°C);[14]
  • Давление насыщенного пара (при 20°С) 0,011 мПа.[10]

Действие на вредоносные организмы

2,4-Д – избирательный, системный гербицид, он эффективно угнетает многие двудольные сорняки (однолетние и ряд многолетних).[6]

Механизм действия

. Как и другие пестициды из группы феноксикарбоновых кислот, вещество может поглощаться растением как листьями, так и корнями растений. После поглощения гербицид передвигается по растению с ассимиляционным или транспирационным токами к меристематическим тканям, где проявляет свою гербицидную активность. По механизму действия 2,4-Д является гормоноподобным гербицидом (синтетические ауксины), которые нарушают нормальный рост растений, вызывая разрастание тканей, деформацию клеток флоэмы и ксилемы, в результате чего тормозится передвижение продуктов фотосинтеза, и растение погибает.[6]

Симптомы повреждения

. Уже спустя несколько часов после обработки рост растения задерживается или полностью прекращается, молодые побеги и черешки листьев скручиваются, растение изгибается. Образуются утолщения в нижней части растения, из которых появляются придаточные корешки. Утолщаются и загнивают корни (в верхней части), молодые корни отмирают.[5]

Фасциация и утолщения листьев, побегов и корней сопровождается увеличением тургора. Побеги и корни начинают растрескиваться, в ранки попадают грибы или бактерии. Генеративные органы тоже деформируются: увеличиваются в числе, сращиваются и разделяются тычинки, цветки, плодолистники; появляются плоды, в которые не содержатся семена, недоразвитые пустые колосья и пр.[5]

Подавляемые сорные виды

. Подорожники, лютики (ядовитый, цепкий, ползучий), герани, сурепица обыкновенная, свербига восточная, крестовники, кульбаба шершавая, полыни, чертополох курчавый, татарник колючий (Безуглов, 88). Менее чувствительны полевой осот, бодяк полевой, одуванчик.[1]

Кроме того, препараты на основе описываемого соединения полезны для уничтожения кустарников, проводимом при очистке местности. Также есть данные, что 2,4 дихлорфеноуксиновая кислота и ее бутиловый и октиловый эфиры усиливают цветение растений и созревание на них плодов, а также воздействуют на опадение плодов некоторых садовых деревьев (такие, как цитрусовые, яблоневые).[13]

В качестве арборицидов д.в. применяют против ольхи, ив, осины, березы пушистой и бородавчатой, лещины, черемухи, ели, крушины, жимолости, рябины на лугах и на пастбищах. Различные виды древесно-кустарниковой растительности по-разному воспринимают эти препараты. Более чувствительны к веществу ива белая, русская, остролистная и др. черная и серая ольха, лещина обыкновенная; среднечувствительны – пятитычинковая, пепельная, ушастая ива, сизовато-серая ива, береза; относительно устойчивы хвойные, осина, липа. Производными этого соединения можно опрыскивать как облиственные деревья, так и деревья без листьев, используя при этом растворы эфиров 2,4-Д.[1]

Устойчивые сорные виды

. К 2,4-Д резистентны звездчатка средняя, торица, ромашка непахучая, горчак розовый, подмаренник цепкий,[6] а также смолевка-хлопушка, борщевик сибирский, чемерица.[1]

Резистентность

. Препараты с этим д.в. применяют с конца 50-х годов ХХ века, в последние годы к ним возникла резистентность многих видов сорняков. Поэтому на их основе выпускают комбинированные гербициды с включением представителей других классов, усиливающих их фитотоксическое действие.[2]

Действующие вещества, производные от 2,4-Д

На основе 2,4-Д производятся следующие соли и эфиры:

Применение

Применяется в посевах зерновых, используется для борьбы с двудольными сорными растениями. Однако сама кислота, плохо растворимая в воде, не так широко используется в сельском хозяйстве, как ее соли и эфиры.[7]

При обработке производными этого вещества голых деревьев весной исключается вероятность поражения близко расположенных, чувствительных к ним растений. Ранняя обработка вызывает поражение кустарников, создает условия для развития трав (луговых и пастбищных) и тем самым повышает их урожайность.[1]

Сегодня на отечественном рынке гербицидов представлены две формы 2,4-Д кислоты: смесь эфиров и 2-этилгексиловый эфир 2,4-Д. В их изготовлении есть различия, сильно действующие на свойства препаратов.[11]

Зарегистрированы препараты на основе:

  • 2,4-Д и дикамбы (диметиламинные соли) применяются против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д, 2М-4Х и МЦПА видов, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой, яровой, ржи, ячменя, овса, кукурузы; различных видов осота на посевах кукурузы;
  • 2,4-Д и дикамбы (2-этилгексиловые эфиры) против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д, 2М-4Х и МЦПА видов, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой, яровой, ржи, ячменя, овса, кукурузы (зерно, масло);
  • 2,4-Д и дикамбы (сложные 2-этилгексиловые эфиры) применяются против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д, 2М-4Х и МЦПА видов, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой, яровой, ржи, ячменя ярового, овса, кукурузы (зерно, масло);
  • 2,4-Д и клопиралида (2-этилгексиловые эфиры) против однолетних и некоторых многолетних (бодяк полевой) двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой и яровой, ячменя, кукурузы;
  • 2,4-Д и флорасулама применяются против однолетних двудольныхсорняков, в т.ч. устойчивых к 2,4-Д и 2М-4Х, и некоторых многолетних двудольных сорняков на посевахпшеницы озимой и яровой, ячменя ярового.[4]

Токсикологические данные

ДСД (мг/кг массы тела человека) 0,005
ПДК в почве (мг/кг) 0,1
ОДК в почве (мг/кг) (тр.)
ПДК в воде водоемов (мг/дм3) 0,0002
ОДУ в воде водоемов (мг/дм3) (с.-т.)
ПДК в воздухе рабочей зоны (мг/м3) 1,0
ОБУВ в атмосферном воздухе (мг/м3) 0,0001
МДУ в продукции (мг/кг):
в зерне хлебных злаков
0,05
в крупе - по сырью
0,01
в кукурузе (зерно)
0,05
в кукурузе (масло)
0,1
в молоке
0,04
в муке
0,01
в мясе
0,08
в просе
0,05
в рыбе пресноводной
0,01
в сливочном масле
0,1
МДУ в импортной продукции (мг/кг):
в цитрусовых
1,0

Токсикологические свойства и характеристики

В связи с широким применением 2,4-Д в различных областях растениеводства, хорошо изучено ее поведение в организме животных, почве, растениях и других объектах окружающей среды. Метаболизм 2,4-Д в растениях протекает в несколько стадий. Первая стадия – гидроксилирование с образованием 4-гидрокси-2,3- или 4-гидрокси-2,5-дихлорфеноксиуксусных кислот, дающих с аминокислотами и углеводами достаточно стабильные конъюгаты. Они способны без существенных изменений продолжительное время сохраняться в растениях. Конъюгаты образует и сама кислота.[8]

В организме животного метаболизм 2,4-Д протекает с разрывом эфирной связи и образованием фенола. Установлено, что при использовании препарата с высокой нормой расхода происходит его накопление в растениях. При кормлении коров оно частично переходит в молоко, при применении гербицида с малой нормой расхода в молоке могут быть обнаружены следы 2,4-Д.[8]

Наиболее полно разрушение 2,4-Д проходит под действием микроорганизмов, которые содержатся в почве.[8]

Полезные виды

. ЛД50 для пчел более 18мкг/особь.[14]

Вещество умеренно токсично для рыб, причем, токсичность зависит от формы применения препарата.[8]

Теплокровные

. Для млекопитающих 2,4-Д – среднетоксичное вещество. ЛД50 для экспериментальных животных 350-560 мг/кг, для собак вещество высокотоксично – 100 мг/кг.[14][8]

При однократном введении крысам в желудок в дозе ЛД50 его обнаруживали через час, главным образом, в печени (13 мг%), сердечной мышце (15,4 мг%) и почках (18,3 мг%).[7]

 

Таблица Токсикологические данные составлена в соответствии с ГН 1.2.2701-10.[3]

Симптомы отравления

Животные

. Однократное и многократное действие гербицида вызывало у мышей и крыс угнетение, урежение дыхания, анорекию, миотонию, а перед гибелью – коматозное состояние. Отмечено также снижение температуры тела, нарушение основного обмена, разобщение окисления и фосфорилирования, снижение содержания креатинфосфата и АТФ в скелетной мускулатурой.[7]

Человек

. У человека, случайно принявшего 30 мл 2,4-Д, через час отмечалась резкая гиперемия лица, потливость, жжение во рту, в области груди и живота; через 12 часов – признаки гастрита с рвотой, лейкоцитоз (18,6 тыс.); через 18 часов – болезненность мышц груди и живота, температура 39,4°C; через 24 часа – затруднение дыхания, цианоз, фибриллярные подергивания мышц конечностей, аритмия, базальная пневмония. На пятый день моча приобрела темно-коричневый цвет, в ней обнаруживались эритроциты, лейкоциты. Даже через три года после отравления наблюдались явления периферической нейропатии. Предполагают, что смертельная доза для человека около 15 г.[7]

Классы опасности

Препараты на основе 2,4-Д относятся ко 2 классу опасности для человека и 3 классу опасности для пчел.[4]

История

В 1941 году в «Журнале Американского химического общества» в разделе «Новые соединения» появилась заметка о синтезе 2,4-Д и 2,4,5-Т (2,4-дихлор и 2,4,5 – трихлорфеноксиуксусной кислот). Уже в 1942 году в США была подана заявка на применение данных веществ в качестве гормонов роста. Цели их применения были не только гражданские, но и военные. Боевые дозы 2,4-Д на порядок выше мирных, поскольку рассчитаны на полное уничтожение всей растительности. Эти гербициды на поле боя были опробованы англичанами без большой огласки в 1953-1954 годах. Вещества оправдали оказанное им доверие – партизаны-коммунисты были лишены зеленых прикрытий и стали выходить к населенным пунктам. В конце 60-х – начале 70-х годов армия США рассеяла над Вьетнамом около сотни тонн фенокси-гербицидов, что впоследствии сильно ударило по здоровью местных жителей. Спустя некоторое время в Мексике препаратами 2,4-Д боролись с посевами конопли и мака, а позже и других наркотических трав.[12]

В нашей стране производство 2,4-Д создано в конце 1950-х годов на Уфимском химическом заводе.[12]

2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - Схема получения 2,4-Д
Схема получения 2,4-Д


Получение

Для промышленного производства практическое значение из многих способов получения 2,4-Д имеют лишь два. Один из них основан на конденсации солей монохлоруксусной кислоты с 2,4-дихлорфенолятами в безводной среде или водном растворе. Схема получения вещества этим способом представлена на схеме (Изображение).[8]

Для уменьшения гидролиза монохлоруксусной кислоты можно проводить реакцию с избытком 2,4-дихлорфенолята. Его остаток удаляют отгонкой с острым паром после подкисления реакционной среды. При избытке 2,4-дихлорфенолята выход 2,4-Д равен 94% (по монохлоруксусной кислоте). В таких же условиях выход действующего вещества без избытка фенолята не превышает 83%. Дихлорфенол, отогнанный с паром, можно вернуть в технологический процесс. Добавление в реакционную среду хлорида натрия способствует подавлению гидролиза монохлоруксусной кислоты.[8]

Для синтеза 2,4-Д необходим очень чистый 2,4-дихлорфенол, чтобы снизить расход монохлорацетата на образование побочных продуктов. Помимо этого, из чистого 2,4-дихлорфенола будет получен препарат более высокого качества.[8]

2,4-Д (2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота) - Один  из методов получения 2,4-Д,</p>основанный на хлорировании</p> феноксиуксусной кислоты и ее эфиров
Один из методов получения 2,4-Д,

основанный на хлорировании

феноксиуксусной кислоты и ее эфиров


Технический препарат почти всегда содержит малое количество 2,4-дихлорфенола, который придает ему специфический неприятный запах.[8]

Второй способ получения 2,4-Д основан на реакции хлорирования феноксиуксусной кислоты и ее эфиров (Изображение). Гипохлорит натрия, хлор, смесь хлората натрия с хлороводородной кислотой, хлорамины и сульфурилхлорид могут быть использованы в качестве хлорирующих агентов. Препарат, получаемый этим методом, не имеет примеси дихлорфенола, но содержит 2-хлор- и 4-хлорфеноксиуксусные кислоты и малое количество 2,4-6-трихлорфенола. Выход 2,4-Д по этой реакции составляет около 90% (в расчете на сумму галогенфеноксиуксусных кислот).[8]

 

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 10.12.14 12:21

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Безуглов В.Г. Применение гербицидов в интенсивном земледедлии. М.: Росагропромиздат, 1988. – 205 с.;

2.

Ганиев М.М., Недорезков В.Д. Химические средства защиты растений. – М.: КолосС, 2006. – 248 с.

3.

Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень). Гигиенические нормативы ГН 1.2.2701-10  Скачать >>>

4.

Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2013 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)

5.
Груздев Г.С. Химическая защита растений. Под редакцией Г.С. Груздева - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987. - 415 с.: ил.
6.

Куликова Н.Ф. Гербициды и экологические аспекты их применения: Учебное пособие. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2010. – 152 с

7.

Медведь Л.И. Справочник по пестицидам (гигиена применения и токсикология) / Коллектив авторов, под ред. академика АМН СССР, профессора Медведя Л.И. -К.: Урожай, 1974. 448 с.

8.
Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. 712 с.
9.
Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Пылова Т.Н. Химические средства защиты растений (пестициды). Справочник. – М.: Химия, 1980. – 288 с.
10.

МУК 4.1.2162-07 Определение остаточных количеств 2,4-Д в масле кукурузы методом капиллярной газожидкостной хроматографии

11.

Омельченко Н. А.,  Резанов А. А.. Гербициды на основе эфиров 2,4-Д кислоты – сходства и различия. Газета «Земля Нижегородская», №12, 19.03.2010. http://www.zem-nn.ru/

12.

Садовский А.С. 2,4-Д – первый киллер сорняков. Журнал «Наука и жизнь», №9, 2005. с. 24 – 27

13.

Солдатенков А.Т. Пестициды и регуляторы роста: прикладная и органическая химия / А.Т. Солдатенков, Н.М. Колядина, А. Ле Туан. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.-223 с.: ил. -(Библиотека классического университета).

14.

Справочник по пестицидам / Н.Н. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан, Т.Н. Пылова. М.: Химия, 1980. – 352 с

Изображения (переработаны):
15.

Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. 712 с., Иллюстрации из книги ©