Физические и химические характеристики
Пиразолы – производные пиразола (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 2). Пиразол связан с пирролом (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 1), от которого отличается заменой одной СН-группы на азот[3].
Пиразол относится к химическому классу азолов. Это соединения ароматического характера, содержащие один или более атомов азота в гетероциклическом ядре. Кроме того, они могут содержать и другие атомы: кислород, сера. Например, оксазол и изоксазол – кроме азота содержат кислород, тиазол и изотиазол – серу. Триазол содержит три атома азота, а тетразол – четыре атома азота[7].
Пиррол. Диазолы. Производные пиразола
Пиррол. Диазолы. Производные пиразола
Структурные формулы
1. Пиррол C4H5N (номер CAS 109-97-7)
Диазолы:
2. Пиразол C3H4N2 (номер CAS 288-13-1)
3. Имидазол C3H4N2 (номер CAS 288-32-4)
Производные пиразола:
4. Пиразолин C3H6N2 (номер CAS 36118-45-3)
5. Пиразолидин C3H8N2 (номер CAS 504-70-1)
6. Пиразолон C3H2N2O (номер CAS 39455-90-8)
7. Антипирин (феназон) C11H12N2O (номер CAS 60-80-0)
8. Этихлозат C11H11ClN2O2 (номер CAS 27512-72-7)
Пиразол можно рассматривать как изомер имидазола (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 3), от которого он отличается положением одного из атомов азота[3]. С другой стороны пиразол и имидазол связаны с пирролом (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 1). Пиразол и имидазол – это диазолы, поскольку содержат по два атома азота[7].
Пиразол – кристаллическое вещество с плотностью 1,1±0,1 г/см3, температурой кипения 187,0 ±9,0°C при 760 мм рт. ст. и температура плавления 67–70°C[7]. Пиразол отличает пиридиноподобный запах. Он легко растворим в воде, спирте, эфире, бензоле[3].
С точки зрения химических свойств пиразол является однокислотным основанием. Он устойчив к действию окислителей, кислот и щелочей, нитрируется и сульфируется соответствующими кислотами в положении 4[7]. Пиразольное кольцо устойчиво по отношению к перманганату, при действии серной кислоты оно сульфируется, а при действии азотной кислоты – нитруется[3].
Производные пиразола найдены в природе и получают синтетическим путем. Номенклатуру производных пиразола, как и пиррола, начинают с атома азота иминогруппы (NH) и продолжают в направлении второго атома азота[7].
Пиразолы – стойкие соединения, не склонны к осмолению или полимеризации. Обладают слабоосновным характером. Минеральные соли пиразолов диссоциируют в вакууме и распадаются в воде[3].
Пиразолы – обширный химический класс объединяющий множество других производных классов химических соединений. В сфере защиты растений нашли применение:
Способы получения пиразолов
Способы получения пиразолов
Синтез пиразола:
I. Действие диазометана на ацетилены
1. Ацетилен 2. Диазометан 3. Пиразол
II. Конденсация гидразина с 1,3-дикарбонильными соединениями C5H8N2
4. Кетонная форма ацетилацетона 5. Гидразин 6. 3,5-диметилпиразол[3]
Получение
Пиразолы получают различными способами. Дигидропроизводное пиразола – пиразолин (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 4), получают путем восстановления пиразола водородом в момент выделения (реакция натрия со спиртом). Каталитическое гидрирование приводит к пиразолидину (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 5). Пиразолин – это более сильное основание, чем пиразол, легко окисляется[7].
Одним из важнейших производных пиразола является пиразолон (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 6). Производные пиразолона легко получаются конденсацией замещенных гидразинов с эфирами β-кетонокислот или присоединением гидразинов к дикетену[7].
Кроме того, пиразолы получают следующими способами (фото «Способы получения пиразолов»):
- Действием диазометана на ацетилены.
- Конденсация гидразина с 1,3-дикарбонильными соединениями (дикетонами, альдегидокетонами, кетокарбоновыми кислотами).
- Действие гидразина и его производных на α,β-ненасыщенные альдегиды, кетоны и кислоты.
- Присоединение диазометана, диазоуксусного эфира и аналогичных им веществ к ацетиленовым соединениям с образованием производных пиразола[3][7].
Получение пиразолов
Получение пиразолов
Получение производных пиразола:
I. Действие гидразина и его производных на α,β-ненасыщенные альдегиды, кетоны и кислоты.
1. коричный альдегид 2. фенилгидразин 3. фенилгидразон коричного альдегида 4. 1,5-дифенилпиразолин
II. Присоединение диазометана, диазоуксусного эфира и аналогичных им веществ к ацетиленовым соединениям с образованием производных пиразола.
5. эфир ацетилендикарбоновой кислоты 6. диазоуксусный эфир 7. эфир пиразолкарбоновой кислоты[3]
Действие на организмы
Пиразолы – обширный класс органических соединений. Многие из них проявляют разнообразную биологическую активность[7].
Широко известен антипирин (1-фенил-2,3-диметилпиразолон-5) – известное жаропонижающее средство, хорошо растворимое в воде и обладающее горьким вкусом. Ему приписывают биполярную структуру (фото "Пиррол. Диазолы. Производные пиразола" соединение 7) Производными антипирина являются два широко применяемых жаропонижающих средства, обладающих также антиневралгическим действием – амидопирин (1-фенил-2,3-диметил-4-диметиламино-5-пиразолов) и анальгин (1-фенил-2,3-диметил-4-метиламино-5-пиразолов -1-метансульфонат натрия)[7].
Пиразол является специфическим ингибитором алкогольдегидрогеназы для различных видов животных и человека. Он проявляет свою активность как in vitro, так и in vivo. Пиразол связывается с атомом цинка активного фермента, занимая место субстрата и образуя комплекс алкогольдегидрогеназа-НАД-ингибитор. Однако использование пиразола при алкогольных интоксикациях метанолом и этиленгликолем ограничено, в связи с его высокой токсичностью[4].
В сфере защиты растений используются производные пиразола обладающие пестицидными (инсектицидными, акарицидными, фунгицидными, гербицидными) свойствами[5][6].
Многие производные пиразола способны проявлять гербицидную активность. В настоящее время используются:
Разрешенные к применению на территории России:
Разрешенные к применению в других странах пиразолы (по классификации HRAC и WSSA) с гербицидной активностью:
- дифензокват (номер cas 43222-48-6);
- пирасульфотол (номер cas 365400-11-9);
- толпиралат (номер cas 1101132-67-5);
- бензофенап (номер cas 82692-44-2);
- пиразолинат (номер cas 58011-68-0);
- пиразоксифен (номер cas 71561-11-0)[8][10].
Все разрешенные к применению в других странах пиразолы по классификации HRAC и WSSA после 2020 года, рассматриваются в пределах химического класса пиразолы. По механизму действия их относят к группе 27 (ингибиторы гидроксифенилпируватдиоксигеназы / Inhibition of hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase)[8].
Подробнее о механизме действия веществ группы 27 – в статье «Топрамезон», раздел «Действие на вредные организмы».
. К веществам группы 27 зарегистрировано формирование резистентных биотопов у следующих
видов сорных растений: редька дикая, щирица бугорчатая, щирица запрокинутая, щирица Пальмера
[8].
:
- соблюдение регламентов применения гербицидов с действующими веществами класса пиразолы;
- исключение из чередования обработок веществ с одинаковым механизмом действия[2].
При использовании соединений, относящихся к группе 27 по HRAC и WSSA, рассматриваемых в пределах класса пиразолы, необходимо исключить из чередования вещества химических классов: изоксазолы (isoxazoles); пиразолы (pyrazoles); трикетоны (triketones)[8].
Химические классы и соединения, по механизму инсектицидного действия – ингибитор переноса электронов митохондриального комплекса. (группа 21 по классификации IRAC):
A. Класс – METI акарициды и инсектициды.
Действующие вещества:
B. Класс – ротеноиды (rotenoids).
Действующее вещество:
Химические классы и соединения, по механизму инсектицидного действия – блокаторы ГАМК-зависимых хлоридных каналов (Группа 2 по классификации IRAC):
А. Класс – хлорорганические циклодиены.
В. Класс – фенилпиразолы (фипролы).
Действующие вещества:
Инсектицидными и акарицидными свойствами обладают многие производные пиразола. К ним относятся две большие группы: производные пиразолкарбоновой кислоты и производные алкилпиразолилкарбаминовой кислоты. А также соединения с полициклическим строением и бициклическим строением, включающим различные радикалы, в том числе пиразольный[5][6].
. Производные пиразола с
инсектицидной и
акарицидной активностью обладают различными
механизмами действия на вредных насекомых и принадлежат к различным группам
классификации IRAC[9][9].
К группе 21 классификации IRAC, механизм действия – ингибиторы переноса электронов митохондриального комплекса, подгруппа А METI акарициды и инсектициды, относятся следующие соединения, рассматриваемые в пределах класса пиразолы:
- фенпироксимат (fenpyroximate) – C24H27N3O4, CAS 134098-61-6;
- толфенпирад (tolfenpyrad) – C21H22ClN3O2, CAS 129558-76-5;
- тебуфенпирад (tebufenpyrad) – C18H24ClN3O, CAS 119168-77-3[9]
На территории России из группы 21 разрешены к применению акарициды с действующими веществами фенпроксимат и тебуфенпирад[1]
Подробнее о их свойствах, действии на вредные организмы, резистентности, применении и токсикологической характеристике – в статьях «Фенпроксимат», «Тебуфенпирад».
В пределах химического касса пиразолы (производные пиразола) можно рассматривать соединение фипронил. Он относится к группе 2 классификации IRAC, объединяющей вещества с механизмом действия – блокаторы ГАМК-зависимых хлоридных каналов. В классификации IRAC фипронил рассматривается в пределах химического класса фенилпиразолы[9].
Подробнее о свойствах фипронила, действии на вредные организмы, резистентности, применении и токсикологической характеристике – в статье «Фипронил».
Фунгицидные свойства проявляет группа производных пиразолона и алкил (алкенил-) и ариопиразолов. Подобные соединения пока не нашли применения в сфере защиты растений по причине их высокой фитоцидности[6].
3-метил-1-фенил-4-хлорпиразолон – альгицид, предложен как средство борьбы с нежелательными водорослями[6].
В числе производных пиразола обнаружен регулятор роста растений с ауксиноподобным действием – этихлозат (фото «Пиррол. Диазолы. Производные пиразола» соединение 7). Рекомендован для прореживания завязей и улучшения качества плодов цитрусовых, увеличения урожайности пшеницы, картофеля, бобовых[6].
Пиразолы
действующие вещества
Применение
Пиразолы и их гомологи широко применяются в химической промышленности. Благодаря биологической активности многие из них нашли широкое применение в сфере защиты растений в качестве действующих веществ инсектицидов и гербицидов[4][7].
Токсикологические свойства и характеристики
Пиразолы характеризуются различными токсикологическими свойствами. Пиразол – токсичное вещество. Его производные, разрешенные к применению в сфере защиты растений, относятся в основном к умеренно опасным соединениям для человека и млекопитающих и малоопасным для полезных насекомых. Снижение возможных рисков для окружающей среды достигается при соблюдении регламента применения, правил хранения и транспортировки[4].
Статья составлена с использованием следующих материалов:
Литературные источники:
1.Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2024 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)
Дорожкина Л.А. Применение гербицидов и регуляторов роста в защите растений: учебное пособие / Л.А. Дорожкина, Л.М. Поддымкина. – М.: МЭСХ, 2021. – 206 с.
Каррер П. Курс органической химии 13 изд., пер. и доп. - Л.: Гос. научно-техн. изд-во химической литературы, 1960. — 1216 с
Маркизова Н.Ф., Гребенюк А.Н. и др. Спирты. СПб.: Фолиант, 2004. — 112 с.
Мельников Н.Н. и др. Пестициды и регуляторы роста растений: Справочное издание/Н.Н. Мельников, К.В. Новожилов, С.Р. Белан – Москва, Химия,1995 – 576 стр.
Мельников Н.Н. Пестициды. Химия, технология и применение. - М.: Химия, 1987. 712 с.
7.Петров А.А., Бальян X.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: Учебник для вузов. Под ред. Стадничука М. Д. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб: «Иван Федоров», 2002. — 624 с
Источники из сети интернет:
8.Global Herbicide Classification Lookup | Herbicide Resistance Action Committee
Оставьте свой отзыв:
Отзывы:
Комментарии для сайта Cackle