Физические и химические свойства
Нитрилы – цианистые производные различных углеводородных соединений. Характерным отличием является наличие в структурной формуле нитрильной (цианистой) группы (–С≡N)[2]. Принадлежат к классу цианистые соединения (цианиды)[8].
Часто нитрилы рассматривают как производные карбоновых кислот (R–COOH), где кислород и гидроксо- группа замещены на нитрильную группу[8].
Названия нитрилов образуют из тривиальных названий ацильных остатков карбоновых кислот или систематических названий карбоновых кислот с аналогичным числом атомов углерода, при этом включая атом углерода группы, к которому добавляют суффикс –нитрил. Например, СН3–С≡N – это ацетонитрил или этанонитрил, а С6Н5–СН2–С≡N – фенил ацетонитрил или фенилэтанонитрил[8].
Реакционная способность нитрилов объясняется присутствием в их структуре нитрильной (цианистой группы, цианогруппы) –С≡N. Она имеет линейное строение. Атомы углерода и азота образуют между собой тройную полярную связь, электронная плотность которой смещена к атому азота. Имеет место отрицательный индуктивный эффект – смещение электронной плотности к цианогруппе от углеводородного радикала. Это увеличивает подвижность атомов водорода при α-углеродном атоме (CH- кислотность)[8].
По месту разрыва тройной связи нитрилы активно вступают в реакции нуклеофильного присоединения. За счет α-углеродных атомов для них характерны реакции конденсации[8].
Гидролиз нитрилов происходит при нагревании с водными растворами кислот и щелочей. Реакция идет в две стадии. В начале по месту разрыва кратной связи присоединяется молекула воды и образуются амиды, которые можно выделить в индивидуальном состоянии. На втором этапе образуются карбоновые кислоты с тем же числом атомов, что и предшествующий нитрил[8].
Восстановление нитрилов лития алюмогидридом LiAlH4 или водородом в присутствии катализатора приводит к образованию первичных аминов[8].
Конденсация нитрилов идет в присутствии основания, в частности алоксидов или амидов металлов (C2H5ONa, NaNH2 и др.). В результате идет образование β-иминонитрилов.Реакция аналогична альдольной конденсации. Происходит присоединение к α-атому углерода одной молекулы нитрила к атому углерода группы другой молекулы[8].
Нитрилы хорошо растворимы в органических растворителях. Низшие – растворимы в воде, но с увеличением молярной массы растворимость снижается[2].
Характерная реакция нитрилов – гидролиз в присутствии щелочи до карбоновых кислот с выделением аммиака[8].
Действие на организмы
Нитрилы – обширный химический класс с разнообразными свойствами, в числе которых не мало соединений с различной биологической активностью[4].
. Нитрилы, как и прочие
цианиды – высокотоксичные химические вещества, нейротоксины, блокирующие клеточное дыхание с помощью инактивации цитохромоксидазы (конечного фермента цепи тканевого дыхания). Одновременно частично или полностью ингибируется действие и многих других ферментов, отвечающих за нормальное течение различных внутриклеточных процессов. Это приводит к нарушению жизнедеятельности и гибели организма
[6].
В сфере защиты растений нашли применение нитрилы с гербицидной, инсектицидной и фунгицидной активностью[1].
В качестве действующих веществ гербицидов используют: бромфеноксим (bromofenoxim), бромоксинил (bromoxynil), иоксинил (ioxynil), хлорти-амид (chlorthiamid), дихлобенил (dichlobenil)[10].
. По
классификации механизмов действия веществ с гербицидной активностью
HRAC (Herbicide Resistance Action Comittee/Комитет по борьбе с устойчивостью к
гербицидам) и
WSSA (Weed Science Society of America/Американское научное общество по борьбе с сорняками) соединения химического класса нитрилы рассматриваются сразу в двух группах с отличными механизмами действия:
- бромфеноксим (bromofenoxim), бромоксинил (bromoxynil), иоксинил (ioxynil) – группа 6 (С3) ингибиторы фотосинтеза при PS II – гистидин 215;
- хлорти-амид (chlorthiamid), дихлобенил (dichlobenil) – группа 29 (L) ингибиторы синтеза целлюлозы/inhibition of cellulo sesynthesis[10].
Группа 6 (С3) близка по механизму действия к группе 5 (C1 и C2) – ингибиторы фотосинтеза при PS II – серин 264[10].
Подробнее в статьях «Фенилпиридазины» и «Бензотиадиазины (бензотиадиазиноны)», раздел «Действие на вредные организмы».
Группа 29 (L) ингибиторы синтеза целлюлозы/inhibition of cellulo sesynthesis, включает соединения химических классов: алкилазины (alkylazines); бензамиды (benzamides); нитрилы (nitriles); триазолкарбоксамиды (triazolocarboxamides). Механизм действия веществ группы 29 заключается в подавлении биосинтеза клеточной стенки[10].
.
Гербициды с действующими веществами бромфеноксим (bromofenoxim), бромоксинил (bromoxynil), иоксинил (ioxynil), отнесенные к группа 6 (С3), так как являются ингибитторами фотосинтеза при PS II – гистидин 215, вызывают проявление некротических пятен на чувствительных растениях с последующей их гибелью в течение нескольких дней[10].
Гербициды с действующими веществами хлорти-амид (chlorthiamid), дихлобенил (dichlobenil), отнесенные к группе 29 (L) ингибиторы синтеза целлюлозы, вызывают увядание и усыхание чувствительных растений[10].
. Однолетние злаковые и двудольные
виды[10].
Подробнее – в статье «Бромоксинил (октаноат эфира)».
.
Бромфеноксим (bromofenoxim), бромоксинил (bromoxynil), иоксинил (ioxynil) (группа 6 (С3) ингибирование фотосинтеза при PS II – гистидин 215), относят к группе среднего риска по формированию резистентных биотопов сорных растений. Есть сообщение о формировании резистентности к данному механизму действия у Щирицы Пальмера[3][10][11].
Хлорти-амид (chlorthiamid), дихлобенил (dichlobenil) (группа 29 (L) ингибиторы синтеза целлюлозы), относят к группе среднего риска по формированию резистентных биотопов сорных растений. Есть сообщения о формировании резистентности к данному механизму действия у ежовника обыкновенного и мятлика однолетнего[3][10][11].
. В целях предупреждения формирования резистентных биотопов растений следует в системе обработок культур
гербицидами придерживаться чередования препаратов с действующими веществами различного
механизма действия[3]. Таким образом, при использовании препаратов с соединениями химического класса нитрилы:
- бромфеноксим (bromofenoxim), бромоксинил (bromoxynil), иоксинил (ioxynil), следует исключить гербициды с действующими веществами, группы 5 и 6 (перечень справа);
- хлорти-амид (chlorthiamid), дихлобенил (dichlobenil) – исключить гербициды с действующими веществами химических классов группы 29 (перечень справа)[10].
Как действующее вещество инсектицидов используется динитрил щавелевой кислоты. Препараты с данным соединением в качестве действующего вещества предназначены для защиты древесины и изделий из нее от повреждения насекомыми-вредителями древесины[1].
В классификации IRAC динитрил щавелевой кислоты не рассматривается[12].
Подробнее о механизме действия, свойствах и влиянии на вредителей – в статье «Динитрил щавелевой кислоты».
Для использования в качестве действующего вещества фунгицидов из класса нитрилы на территории России разрешены соединения хлороталонил и циазофамид[1].
По классификации механизмов действия соединений с фунгицидной активностью FRAC:
- хлороталонил относится к классу М «Химические вещества с активностью на нескольких участках»;
- циазофамид относится к классу С «Дыхание», C4 – комплекс III: цитохром bc1 (убихинонредуктаза) на участке Qi. группа 21: QiI-фунгициды (ингибиторы хинона внутри)[9].
Подробнее – в статьях «Хлороталонил», «Циазофамид».
Нитрилы
действующие вещества
Применение
Нитрилы используются в различных областях промышленности:
- ацетонитрил (СН3–С≡N) применяется в качестве растворителя для выделения жирных кислот из растительных и животных масел, в производстве витамина B1;
- акрилонитрил (H2C=CH–С≡N) – в производстве синтетического волокна (нитрон), бутадиен-нитрильного каучука, в органическом синтезе;
- малонодинитрил (N≡C–CH2–С≡N) – применяется в органическом синтезе для получения гетероциклических соединений, используют в производстве витаминов B1 и B6, пестицидов, красителей[8].
В сфере защиты растений нитрилы используются как действующие вещества пестицидов. В настоящее время на территории России разрешены препараты с действующими вещетвами хлороталонил, бромоксинил и динитрил щавелевой кислоты, циазофамид[1].
Подробнее – в статьях «Цианистые соединения», «Бромоксинил», «Динитрил щавелевой кислоты», «Циазофамид», «Хлороталонил».
Токсикологические свойства и характеристики
Нитрилы – ядовитые вещества, опасные как для человека так и для различных групп животных. Токсические свойства проявляются благодаря присутствию в формуле иона цианида [:С≡N:]- Степень токсичности соединений зависит от концентрации ионов цианида.
Подробнее о токсикологических характеристиках нитрилов – в статьях «Бромоксинил (октаноат эфира)», «Динитрил щавелевой кислоты», «Хлороталонил», «Циазофамид».
Оставьте свой отзыв:
Отзывы:
Комментарии для сайта Cackle