Гербициды.
В последние годы были разработаны многочисленные гербициды, избирательно нарушающие процесс фотосинтеза на стадии реакции Хилла и, следовательно, совершенно безвредные для млекопитающих.
Из этих гербицидов наиболее широко используют триазины, например симазин (4.62), не токсичный для млекопитающих в любых дозах. На изолированных хлоропластах действие триазинов проявляется в тех же концентрациях (Ю'М), что и гербицидная активность. Хлебные злаки абсорбируют симазин, но обезвреживают его, гидролизуя хлор в положении 2 до гидроксигруппы [Gysin, 1962]. Симазин широко используется для борьбы с сорняками на кукурузных полях. В то время как на большинство овощных культур триазины оказывают неблагоприятное действие, ягодные и садовые кустарники, а также розы не повреждаются. В настоящее время уничтожение сорняков химическим способом с помощью триазинов стало обычным явлением. Эти гербициды (а также монурон, см. ниже) не разрушаются бактериями и остаются в почве в течение нескольких лет. Ингибирующие реакцию Хилла гербициды обратимо связываются с мембраной хлоропластов поблизости от вторичного акцептора электронов хи- иона В и блокируют перенос электронов [Tischer, Strotmann, 19771.
К широко распространенным гербицидам, в основе действия которых лежит ингибирование реакции Хилла, относятся фенил- мочевины, ациланилиды и урацилы, например бромацил. Из производных мочевины наиболее активен диурон, 1,1-диметил 3- (3,4-дихлорфенил) мочевина (4.63), однако все еще применяется синтезированный ранее и несколько менее эффективный 4-монохлор-аналог, монурон. Из амидов самый сильный гербицид N-(3,4-дихлорфенил)-2-метилбутирамид (4.64). Активность
этих соединений связана с наличием свободной имино- и карбонильной групп, боковой цепи определенной длины и заместителя в положении 4-(предпочтительнее 3,4-) бензольного кольца.
Наилучшие заместители — галоген, метокси- или метильная группа [Good, 1961; Verloop, Hoogenstraaten, Tipker, 1976].В районах, где почва подвержена эрозии и нельзя проводить предварительную вспашку, применяют контактные гербициды типа производных бипиридилия. Эти гербициды остаются в почве в месте внесения, поэтому границы обработанных ими участков отчетливо видны по отсутствию сорняков. Наиболее эффективное производное бипиридилия — паракват (дихлорид-
1,1-диметил-4,4 бипиридилия) (4.65). Это соединение, под
названием метилвиологен, долгое время использовали в качестве индикатора низких окислительно-восстановительных потенциалов. Будучи бесцветным, метилвиологен превращается в стабильный свободный радикал фиолетового цвета при понижении потенциала до —446 мв {Michaelis, Hill, 1933].
3,3'-Бипиридильные аналоги параквата не проявляют гербицидной активности; для этого нужна структура, способная стабилизировать образующийся при восстановлении свободный радикал. Для стабилизации требуется копланарность молекулы, поэтому в структурах типа (4.66) кольца могут обмениваться неспаренными электроном (обозначен жирной точкой) и положительным зарядом, и стабилизация возникает за счет резонанса между одинаковыми каноническими формами [Brain, 1965].
Затем было установлено, что чем ниже потенциал восстановления соединения, тем меньше свободных радикалов образуется в растениях. Когда результаты биологических испытаний были пересчитаны с учетом количества образующихся свободных радикалов, токсичность всех этих соединений оказалась одинаковой [Homer, Mees, Tomlinson, 1960]. Высокую гербицидную активность проявляют соединения с Ео между —300 и —500 мв. Весьма вероятно поэтому, что они восстанавливаются до свободных радикалов ферредоксином.
Эти гербициды быстро проникают в хлоропласты и гибель растения наступает при достижении соотношения молекул параквата и хлорофилла 1 : 100 [Baldwin, Clarke, Wilson, 1968]. Такая концентрация губительна для растений только на свету; в темноте, а также при недостатке кислорода или хлорофилла они не повреждаются.
Свободные радикалы пиридила сами не являются причиной гибели растений, они лишь дают начало целому циклу окислительно-восстановительных реакций. В результате образуется много перекиси водорода, а также супероксидный радикал, который и считается истинно токсическим агентом [Fridovich, 1975]. Хотя при правильном использовании паракват совершенно безвреден, перорально в больших дозах он может вызвать фиброз легких, приводящий иногда к смерти. О бипиридилиевых гербицидах см. Summers (1980).
Другой избирательный гербицид, блокирующий синтез хлорофилла, — З-амино-1,2,4-триазол (4.67) (разд. 9.4.6).
4.7.
Еще по теме Гербициды.:
- Гербициды
- Экоцид
- Хлоропласты
- КОНЪЮНКТИВИТЫ, ВЫЗВАННЫЕ МЕХАНИЧЕСКИМИ, ХИМИЧЕСКИМИ И ФИЗИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ
- ПРЕДИСЛОВИЕ К СЕДЬМОМУ ИЗДАНИЮ
- Е.Ф. Борисов. Хрестоматия по экономической теории / Сост. Е.Ф. Борисов. - М.: Юристъ, 2000. - 536 с., 2000
- ПРЕДИСЛОВИЕ
- I. МЕРКАНТИЛИЗМ
- ТОМАС МЕН
- Главный теоретик позднего меркантилизма в Англии - Томас Мен (1571-1641). Он был членом, правления Ост-Индской компании и правительственного торгового комитета. В 1664 г. была издана его книга "Богатство Англии во внешней торговле, или баланс нашей внешней торговли как регулятор нашего богатства".
Ниже излагаются основные положения этой книги, в которой с позиций меркантилизма обосновывается внутренняя и внешняя экономическая политика государства.