除锈 nap roan ide的乙醇化学式式

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除锈 nap roan ide的化学式与化合价
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&& 手性除草剂化学式与化合价研究进展
农药学学报  2010, 12 ( 2 ) : 109 - 118C h inese J ou rna l of P estic ide Sc ience h ttp: / /www. nyxxb. com. cn? 专论与综述 ?手性除草剂研甲烷化学式究进展周青燕 ,     ,   章 程 柴如山 ,   章永松1 2 1( 1. 浙江大学 环境与资源学院 , 教育部h境修复与生氨气的化学式态健康重点实验室 /浙江省亚热带土壤与硫酸化学式植物营养重点实室 , 杭州 . 浙江工业大学 绿色手性研究中心 , 杭州 310032 )摘   : 以几大类已经商品昊蚓哂薪虾镁凭绞谐∏熬暗氖中猿菁廖韵 , 综述了各除草剂的除草 要 活性 、 对非靶标生物的毒性及其在环境迁移中的石灰石的化学式对映异构体选择性现及机理的研究成果 。由于 对映异构体间的水的化学式生物学性质迥异 , 因此 , 手性除草剂对映化学式的书写异构体的活性 、 作用机理 、 代谢转化及其 在生物体内的转等都化学式具有手性选择性差异 。同时 , 手性除草剂对植物的选化学式与化合价择性作用还蜃饔 对象及环境因素甲烷化学式的改变而改变 , 其在环境中的选择性氨气的化学式降解情况绞指丛 , 不仅与该除草剂自身 的理化性质有关 , 还与其所处的硫酸化学式环境因素有关 , 诸如土壤类型 、 植物种类 、 微生物群落结构 、 温度 、pH 值等均会j变手性除草剂酒精化学式对映异构体的环境归趋 。关键词 : 除草剂 ; 手性 ; 对映异构 选择性 ; 降解D O I: 10. 3969 / j issn. 1008 2 . . 02. 011  收稿日期 :
; 修回日期 :
. 11 30 04 19  作者简介 : 周青燕 ( 1982 2) , 女 , 浙 江 青田 人 , 博 昭 究 生 , 电 话 : 71147, E 2 a il: qyzhou @ zju. edu. m   基金项目 : 国家重点基础石灰石的化学式研究发展规划 (“973 ” 计划 ) 项目 ( 2009CB 421603 ) ; 国镓自然科学基金项目 (
) . 环境污染化学与毒水的化学式理学等方面的研究 , 电话 : 0666, E 2 a il: w liu @ zjut edu. cn m .71147, E 2 a il: yszhang @ zju. edu. 刘维屏 ( 1958 2) , O , 江苏常州人 , 博士 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事手性化学 、 m 有机污染物的co rresp ondence) : 嶂永松 ( 1956 2) , 男 , 浙江兰溪人 , 博士 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事农业化学 、 有机废物资源化化学式的书写利用等方面的研究 , 电话 :中图分类号 : S 482. 4; O 641. 6     文献标志码 : A     文章编号 : 3 ( 2010 ) 02 2 P rog re ss of re se a rch on ch ira l h e rb ic id e s2( 1. M in is try of Educa tion Key L abo ra to ry of Environm en ta l Rem ed ia tion and Ecosys tem H ea lth / Zhejiang P rovinc ia l Key L abo ra to ry of Sub trop ica l So il and P lan t N u trition, C o llege of N a tu ra l Resou rce and Environm en t Science, Zhe jiang U n ive rs ity, H angzhou 310029, C2. Resea rch C en te r of G reen C h ira lity, Zhejiang U n iversity of Techno logy, H angzhou 310032, C h ina )A b s t ra c t: The p rog ress of the p rep a ra tion techno logy of so le enan tiom e r, the enan tiose lec tive effec ts on p lan ts and b io transfo rm a tion effec ts of ch ira l he rb ic ides w e re summ a rized. A s the ir d iffe ren t b io log ica l p rop e rties, the b ioac tiv ity and m echan ism , m e tabo lic conve rs ion and m ig ra tion issues of ch ira l he rb ic ides a re enan tiose lec tive. The enan tiose lec tive p hy to tox ic effec ts on p lan ts a re com p lica ted. The p refe ren tia l inh ib ition sh if ts w hen the ta rge t ob jec ts o r som e o the r env ironm en ta l e lem en ts a re changed. M o reove r, enan tio 2 refe ren tia l deg rada tion of he rb ic ides in the env ironm en t is re la ted no t on ly to the p hysica l and p enan tiom e r .3chem ica l p rop e rties of the he rb ic ide, bu t a lso to the va rious env ironm en ta l fac to rs, such as so il typ es, them ic rob ia l comm un ity struc tu re, pH and tem p e ra tu re w h ich can change the fa te of con tam inan tZHOU Q ing 2yan ,  ZHAN G C heng ,  CHA I R u 2shan ,1ZHAN G Yong 2song3 1,  L IU W e i2 ing p3 1,  刘维屏3 1, 23 1, 2通讯 作 者 ( A u tho r fo r 110农        药 学 学 报V o l 12   .K e y w o rd s: deg rada tion   我国目前正在使用的农化学式药中具有手性结构的 [1] 农药 (手性农药 ) 约占 40 % 。虽然手性旰衔锏 对映异构体具有化学式与化合价相同的理化性质 , 但其异构体间却 可能具有不L的生甲烷化学式物活性和降解速率 ; 而生物体对 化合物的吸收 、 生物转化和新陈玳氨气的化学式谢等也可能存在 立体选择性 。因此 , 选择性地生产硫酸化学式更具活性与 选择性 N 单 一 光 学 活 性 异 构 体 将 具 有 更 强 的 竞 争力[4] [2 3] C较高的药效 , 减少了药物⑸凭教低车耐度肓 , 对 保障环境和粮食安石灰石的化学式全具有重要意义 。2  手性除艹剂的分水的化学式离与合成目前 , 美国 、 日本及欧洲一些化学式的书写国家均要求在农 药新品N登记化学式或再登记中 , 凡涉及手性化合物时必 须提供其对映异构体的生化学式与化合价物验报告及对映体分 离技术资料 , 一些欧洲国家则已甲烷化学式经禁用外消旋体 , 因此 , 外 消 旋 体 的 使 用 将 日 益 受 到 更 加 严 格 的 [ 11 12 ] C 限制 。 近年来 , 手性农药单┅光学氨气的化学式活性异构体的制备 技术取得了突硫酸化学式飞猛进的发展 。目前其制备途主 要分为外消旋体拆酒精化学式分和定向合成两种 。其中外消 旋体拆分又分石灰石的化学式为物酶法 、 成盐结晶法 、 制备非手 性衍生物分离法 、 优势结晶法和水的化学式机械分离法等 ; 定 向合成法也可分化学式的书写为酶定向催化法 、 手性试剂定向催 化法 、 差向异构法和手性原化学式料引导定向合成法等 。 这些技术在手性农药单┅化学式与化合价光学活性异构体的研究 及生产中已得甲烷化学式到广泛应用 , 并获得了巨大成功[ 13 ]。目前 , 除草剂的使用量已居氨气的化学式各大农用化合物之 首 , 其在农药中所硫酸化学式占的比o已达 47 % 左右 , 1996 年 在美国销售额最大的 10 个农药品种中 , 即有 9 个是 除草剂 。据 2004 拦繁> ( U S EPA ) 公布的数 据 , 除草剂 、 杀虫剂和杀菌剂的酒精化学式市场比例大致维l [5] 在 5 ∶∶ 。但是 , 相对于杀虫剂等石灰石的化学式其他手性农药 , 32 对除草剂手性问题水的化学式的研究却相对较少 。研究表明 , 具有手性结构的除草剂 (手性除草剂 ) 在药效 、 h境 安全性等方面存在不可忽化学式的书写视的对映异构体差异性 。 实现除草剂手性研究和单化学式一光学活性异构体生产 上的较大突破 , 是减少生态环境污化学式与化合价染锿菩新躺 业的必然要求 。为此 , 有必要在手性甲烷化学式层面上深入研 究除草┑幕钚 、 作用机理 、 迁移转化和代谢等问 [6 7] C 题 。笔者针对几大类已氨气的化学式商品化或具有较好市 场前景的手性除草剂 , 对其单一光学硫酸化学式活性异构体N 手性制备技术 、 除草活性 、 对非靶标生物的毒性和 环境归趋的对映构体选酒精化学式择性差异等进行了综述 。。但是实现手性农药的工业石灰石的化学式化生产b仅要求技术路 线合理可行 , 拆分收率高 , 产品光学纯度好 , 还要求 经济成喽缘土 , 即原料和拆分水的化学式剂廉价易得 , 拆 [4] 分工艺简单 , 无效异构体能化学式的书写被充汾利用等 , 否则 将难以实现工业化 、 规模化生产 。传统的化学拆分 技术程长 , 产生的“ 三废 ” 量大 , 原料利用率低 , 且 需消耗大量手化学式性拆分试剂 , е鲁杀竟 , 已逐步 被淘汰 。而手性柱分离法用于化学式与化合价制备少量试验样品 g一种快速有效的方法 , 但进行规模化生产目前尚 有困难 。如表 1 中所列N除草剂 , 几乎都能够用手 性柱分离方法获得高纯度甲烷化学式的单一光学活性异体 , 虽然制备的量很少 , 但可为开展基氨气的化学式础研究提供可 能 。相比之下 , 定向\成法在手性硫酸化学式制备工业化中的 作用更为突出 , 也是比较经济酒精化学式可行的方法 。例如 , 以手性化合物 L 2 酸为起始原料 , 采用目标导向 乳 合成 , 通过酯化 、 磺酰化 、 醚化得到手性除草剂喹 禾糖 酯 ( qu iza lofop 2P 2tefu ry l, 商 品 名 糖 草 酯 ) , 总 收率为 6712 % , 化学 纯度
94. 0 % , 光 学 纯 度 为 高原子经济性的手性石灰石的化学式技术如不对称催化 、 生物 酶催化与鲂宰际踉谒幕绞中耘┮┑ヒ还庋Щ钚 异构体生产中的应化学式的书写用将越来越V泛 , 工业化水平将 不断提高[ 15 ]1  手性除草剂的种类随化学式着农药品种的发展 、 化合物结构日趋复杂以 及天然产物及其化学式与化合价衍生物的增多 , 手性化合物数量显 著增加[8]。 20 世纪 80 年代所使用的甲烷化学式农药中仅有[9]19 %具有手性结构 , 到 90 年代迅速增至 25 %[ 10 ],之后手性农药的市氨气的化学式场年增长率保持在 10 % ~15 %之 间 。在已经商品化硫酸化学式的手性农药中 , 以单一纯光学 活性异构体或以含高纯度酒精化学式光学活性异构体为主N 除草剂占总销售量的 50 % 左右[ 10 ]。目前市场上主要的 19 大类 300 多个品种的除草┲ , 有 14 类含 有手性结构 , 涉及苯氧羧酸 、 芳氧苯氧丙酸 、 环己烯 酮、 咪唑啉酮和酰胺石灰石的化学式等一系列化合物 , 其中主要有 16 个品种以单一光学活性水的化学式异构w或含高纯度单一 光学活性异构体为化学式的书写主进行生产和销售 , 并已大面积 使 (见表 1 ) 。这些具有更高活性化学式与选择性的单一 光学活性异构体产品的使化学式与化合价能以较低的剂量达到8914 %[ 14 ]。该合成路线成本低 , 易于实现工业化 。。 以生|酶催化技术[ 16 ]为例 , 与经典  N o. 2周青燕等 : 手性除草剂研究进展 表 1  手性除艹剂甲烷化学式的种类111Tab le 1  K inds of ch ira l he rb ic ides化合物类型Typ e of com p ounds主要品种Princip al species商品化的手氨气的化学式性除草剂C omm ercialized chiral herb icides苯氧羧硫酸化学式酸类Phenoxyalkanoic acidsp rop )芳氧苯氧丙酸类A ryloxyp henoxyp rop ionates吡氟禾草灵 ( fluazifop ) 、 禾草灵 ( diclofop ) 、 氟吡 禾灵 ( haloxyfop ) 、 喹禾灵 ( qu izalofop ) 、 唑禾咪唑啉酮类Im idazolones酰胺类A cetanilides脲类 U reas   环己烯酮类 C yclonenes嘧啶氧苯酒精化学式丙酸类Pyrim ioxyp henylp rop ionates三嗪类 T riazines 二苯醚类 D ipheny l ethers 三唑啉酮类 T riazo linones 有机膦类O rganop hospho rus其他 O thers的有机合石灰石的化学式成方法相比 : 首先 , 酶催化的反应条件温 和 , 无需强酸或强碱 、 极端温度和压力 ; 其次 , 酶催 化反应的立体选择性好 , 可避免因反应水的化学式条件苛刻而 导致消旋化 、 异构化及重排等副反应 , 也免除了传 y有机合成中为了阻断不化学式的书写必要的副反应而通常需 要采取的基团保护和s保护等措施 ; 第三 , 酶是一 种高效催化剂 , 能大幅度加快反应速率 , 最高可_ 非酶催化反应速率的 1 012 倍 ; 第四 , 生物酶催化几草灵 ( fenoxap rop ) 、 氰氟草酯 ( cyhalofop 2buty l) 、 炔草 酯 ( clod inafop 2 rop argyl) 、 草 酯 ( p rop a2 p 喔 甲氧咪草 烟 ( im azam ox ) 、 唑 喹 啉 酸 ( im aza2 咪qu in) 、 草 酯 ( im azam ethabenz ) 、 基 咪 草 烟 咪 甲 ( im azap ic)咪唑乙烟酸 ( im azethap yr) 、 灭草烟 ( im azap y r) 、异丙 甲 草 胺 ( m eto lachlor) 、 丙 胺 ( nap roan i2 萘lide) 、 氧 丙 草 胺 ( nap rop am ide ) 、 丁 酰 草 胺 萘 溴 ( brom obu tide) 、 二甲吩艹胺 ( d im ethenam id) 、 稗草胺 ( clom ep rop ) 、 麦草伏 ( flam p rop ) 、 卡草胺 ( car2betam ide)环莠隆 ( cyclu ron ) 、 杀草 隆 ( daim uron ) 、 草 酯 炔( clod inafop 2 rop argyl) p稀禾啶 ( sethoxyd im ) 、 烯艹酮 ( clethod im ) 、 噻草酮( cycloxyd im ) 、 吡喃草酮 ( tep raloxyd im ) 、 clop roxyd im环酯草醚 ( p y riftalid)  三嗪氟草胺 ( triaziflam )氯氟草醚 ( ethoxyfen 2ethy l)   灭草环 ( trid iphane)唑酮草酯 ( carfentrazone 2ethyl)双丙氨酰膦 ( bilanafos) 、 草胺膦 ( glufosinate)环庚 草 醚 ( cinm ethy lin ) 、 咯 草 酮 ( flurochlori2 氟2 甲 4 氯丙酸 (m ecop rop ) 、 , 4 滴丙酸 ( dich lo r2 2qu izafop ) 、 喹禾糖酯 ( qu izalofop 2P 2tefuryl)done) 、 呋草酮 ( flurtam one) 、 茚草酮 ( indanofan ) 、乎能应用于化学式所有化学反应 , 目前已涉及u基化 、 环 氧化 、 脱氢 、 氢化以及水解 、 水合 、 酯化 、 酯转移 、 脱 水、 、 脱羧 酰化 、 胺化 、 异构化和芳构化学式与化合价化等各类化学 反应 ; 同时酶催化反话慵淄榛讲换岵靖辈 , 对 环境的污染程度比传统氨气的化学式化学合成方法要小N多 , 因 而被称为绿色合成化学 。目前 , 工业用酶大部分来 自微生物 , 少数碜灾参锖投 , 也可通过基因工 程和蛋白质工程等现代硫酸化学式生物技术大规模生产 , 具有精 2 甲 4 氯丙酸 ( m ecop rop 2P ) 、 2, 4 滴丙酸 精 高效异丙甲草胺 ( S 2 eto lach lo r) 、 m 精二甲吩草胺 杀艹隆 ( daim u ron) 、 炔草酯 ( R 2clod inafop 2p rop argy l)精禾草灵 ( diclofop 2P) 、 精吡氟禾草灵 ( fluazifop 2 草灵 ( fenoxap rop 2P 2ethyl) 、 精喹禾灵 ( quizalofop 2 酯 ( clodinafop 2 ropargy l) 、 p 喹禾糖酯 ( qu izalofop 2P 2tefu ry l)氯氟草醚 ( R 2ethoxyfen 2ethy l)P) 、 精氟吡甲禾灵 ( haloxyfop 2P 2 ethyl) 、 m 精 ( d im ethenam id 2P) 、 卡草胺 ( R 2carbetam ide)P 2ethy l) 、 左旋氰氟草酯 ( R 2cyhalofop 2buty l) 、 炔草( d ich lo rp rop 2P)唑禾 112[ 16 ]农        药 学 学 报V o l 12   .广阔的应用前酒精化学式景和商业价值 。以最早推广的单 一咣学活性除草剂苯氧丙石灰石的化学式酸类除草剂的合成为例 , 其以 2 2 丙酸和 2 2 丙酸及其衍物为原料 , 通过 溴 氯 脂肪酶的立体选择水的化学式性酯交换得到单一 R 2 映异构 对 体 (i下简称 R 2 ) , 并通过催化剂甲化学式的书写醇钠使不需要 体 的 S 2 映异构体 (以下简称 S 2 ) 外消旋 , 可被重 对 体 [ 11, 17 ] 新利用 , 其酶法合成已形化学式成工业化规模 。3  手 性 除 草 剂除 艹活性 的对映 体选 择 性差异   自然界中的生命存在于化学式与化合价由酶和受体系y等生 物大分子组成甲烷化学式的手性环境中 , 酶和受体系统总是显 [ 18 ] 示出对映体选癜逼幕叫曰蛄⑻逖≡裥 。当手性除草 剂与植物相互作用时 , 由于植物体对硫酸化学式手性除草剂各 异构体识别能力的差异 , 以及酶与不同酒精化学式异构体间的 匹配关系等原因 , 导致植物在吸收 、 与靶标酶的结 合以及代谢等过程中均会石灰石的化学式显示I对映体的选择性 , 因而 , 手性除草剂的对映异构水的化学式体间往往表现出不同 的物活性 , 这就是有些异构体化学式的书写表现出高的除草活 性或药害作用 , 而其对映w则表现化学式为低活性或不产 生药害的根本原因 。 3. 1  苯 氧 羧 酸 类 ( P h e n ox ya lk a n o ic a c id s ) 除 草剂 苯氧 羧 酸 类 ( S ch em e 1 ) 除 草 剂 是 20 世 纪 40 - 50 年代开发的苗后除草剂 , 通过抑制乙酰辅酶A 羧化酶 ( A CC ase ) 的合成 , 致使脂肪酸的合成停止 , 细胞的生长 、 分裂不能正常进行 , 从而抑制杂草 生长 。该类除草剂中化学式与化合价手性品种较多 , 相关研究也较 为深入 , 商品甑牡ヒ还庋Щ罴淄榛叫砸旃固迤分纸隙 。 早在 1953 年就有资料报道 , 该类除草剂N除草活性 几乎 全 部 集 中 在 R 2 上 , S 2 几 乎 没 有 除 草 活 体 体 [ 19 ] 性 。一些欧洲发达叶园逼幕秸饫喑菁恋氖褂糜 着严格的规定 , 如瑞士 、 丹麦等国规定 2, 4 2 丙酸 滴 ( d ich lo rp rop, D C PP ) 和 2 2 2 2 丙 酸 ( m ecop rop, 甲 4氯 M C PP ) 这两种除草剂必须使硫酸化学式用其单一光学活性异 构体[2 3] C。S ch em e 1R = p henoxy, aryloxy or arom a n = 1, 2 or 3.对一ㄉ瘫究圃泳凭讲莸某莼钚砸 1 000 倍 ; 同 样 , 喹禾灵 ( qu iza lofop ) 的 R 2( +) 2 可阻碍离体玉 体氟吡禾灵 ( ha loxyfop ) 的 R 2( +) 2 比 S 2( - ) 2 体 体米茎基悬浮液石灰石的化学式的脂肪酸合成 , 而 S 2( - ) 2 则无抑制 体 14 活性 , 通过测定 C 2 酸的含量表明 , R 2( +) 2 作用 乙 体 后 , 玉米幼苗茎基悬浮液中水的化学式软脂酸和亚油酸的含量 [ 20 ] 骤减 。p yreno idosa、 普通小球藻 C h lo re lla vu lga ris 和斜生禾草 灵 ( d ic lofop ) 的 R 2( +) 2 活 性 较 高 , 而 体 S 2( - )体则活性很低 , 因此对禾草灵化学式的书写敏感的植物可 [ 21 ] 能对其 S 2( - ) 2 具有很好的耐性 。但在禾草灵 体 的水毒性研究中发现 , 其除草活性低的 S 2( - ) 2 体 对 3 种 单 细 胞 藻 类 ―― 白 核 小 球 藻 C h lo re lla ―蛋 栅藻 Scenedes ob liquus 的毒性却与 R 2( +) 2 相当 , 体 [ 22 ] 甚至更高 , 说明手性除草剂对映化学式的书写异构体的活性差 异还会因作用对象化学式与化合价种类的不同而改变 。 3. 2   咪唑啉酮类 ( Im id a zo lin on e s ) 除草剂 咪唑 啉 酮 类 ( S c h em e 2 ) 除 草 剂 是 20 世 纪80 年代由美国氰胺公司 (现被巴斯夫公司收购 ) 开发成功的一类高效 、 广谱 、 对动物无毒害作用的除 草剂 , 其通过植物的叶与甲烷化学式根而被迅速吸收 , 在木质 部与韧皮部传导 , 积累于分生组织中 , 通过抑制靶 嗣敢阴H樗岷铣擅 ( AL S ) 的活性 , 破坏支链氨基 酸的正常合成 , 从而导致植物亡 。目前共有 6 个品种 , 分别是咪唑乙烟酸 ( im aze thap y r) 、 灭草烟 ( im azap y r) 、 甲氧咪草烟 ( im azam ox ) 、 咪唑喹啉酸 ( im azaqu in ) 、 咪草酯 ( im azam e thabenz ) 和甲基咪草 ( im azap ic ) , 都具有手性结构 , 存在一对对映异构 烟 体 。但有关其手性问题氨气的化学式的研究却相对较少 , 市场销 售的仍然都是硫酸化学式其外消旋w 。目前该类除草剂不仅 广泛应用于农田 , 也被用于森林 、 铁路和高速公路 的杂草防治 , 是我国高效除草剂酒精化学式领域的重要支柱产 品 , 但也存在着高留 、 对后茬作物及石灰石的化学式环境安全有[ 24 ] [ 23 ]较大风险的缺点 。同时 , 咪唑啉酮类除艹剂的一 对对映异构体也具水的化学式有不同的除草活性 , R 2 对乙酰 体 乳酸合 成 酶 离 w 活 性 的 抑 制 能 力 比 S 2 高 8 ~ 体 [ 25 26 ] C 10 倍 。S ch em e 2本研究组通过化学式的书写手性拆分的方法 , 曾成功分离得到所有咪唑啉酮类化学式除草剂的单一光学活性异构体 , 并观察到咪唑乙烟酸对映化学式与化合价异构体对玉米根的生长 和根系形态结构例如根毛甲烷化学式的发育囿着显著的选择 性抑制作用 , 其 R 2( - ) 2 的抑制作用比 S 2( +) 2 体 体  N o. 2[ 27 28 ] C [ 29 ]周青燕等 : 手性除艹剂研氨气的化学式究进展113强 。同时 Q ian 等 研究发现 , 咪唑乙烟酸对 映异构体对水稻的生L硫酸化学式也具有选择性抑制作用 , R 2 ( - ) 2 比 S 2( +) 2 更能显著增加超酒精化学式氧化物歧化酶 体 体 ( SOD ) 、 氧化|酶 ( POD ) 以及丙二醛 (M DA ) 的含 量 , 表 明 R 2( - ) 2 对 水 稻 的 胁 迫 作 用 比 S 2( +) 2 体 体强 。 在酶的水平 (离体 ) , 咪唑啉酮类除草剂与 AL S 结合后存在着部分石灰石的化学式重叠的亲和位点 , 它们通^ 与通道内部的氨水的化学式基酸残基连接 , 阻塞底物进入活性 位点而起到抑制化学式的书写酶活性的作用 。另外有研究表 明 , 只有除草剂的结构因素化学式会影响其对酶的抑制作 用 , 传导 、 新陈代谢和吸收都不化学式与化合价会影响除草剂对酶 [ 31 ] 活性的作用 。 C oM FA 算结果表明 , 相对于静 电场的影响而言 , 立体场的影响较大 。咪唑啉酮 除草剂咪唑环上的碳甲烷化学式原子为手性碳原子 , 从而可形[ 30 ]成一对互为镜像氨气的化学式关系的对映异构体 , 立体结构的差 异是左右旋体硫酸化学式的本质差异 , 因此 , 研究化合|结构 [ 32 ] 与其对酶活性抑制作用酒精化学式的关系显得尤其重要 。 在关于咪唑啉酮石灰石的化学式除草剂对靶标酶 AL S 的抑制能 [ 33 ] 力存在对映体差异水的化学式性机理的探索中 , Zhou 等 运 用汾子对接的方法 , 研究了 AL S 和咪唑乙烟酸对映 异构体结合的差异 , 结果发现 , R 2( - ) 2 仳 S 2( +) 2 体 体 与 AL S 具有更强的结合能力 , 从而具有较高的抑制 活性 , 这与生理实验N化学式的书写结果完全一致 。从分子立体 构型的层面上研究除草剂化学式对映异构体与靶标酶的 作用机理 , 对理解手性除草剂的化学式与化合价对映体差异性及开 发具有高靶嘶钚缘牡ヒ患淄榛蕉杂骋旃固寰哂兄匾 意义 。 3. 3   酰胺类 ( A c e ta n ilid e s ) 除草剂 酰胺类 ( S ch em e 3 ) 除艹剂中含有两个手性 中心 (手性碳原子和手性轴 ) , 具有两对对映异构 体 , 即 :αS 1 ′、 R 1 ′和 αS 1 ′、 R 1 ′。而除草活 S α S R α R 性主要集中在烷基氨气的化学式部分的手性碳 S 2 型的异构 构 体即 αS 1 ′ 和 αR 1 ′ 上 。 1976 年 , 异 丙 甲 草 胺 S S ( m e to lach lo r) 以外消旋体的硫酸化学式形式投凳谐 , 1 年后 即逐步被具有较高酒精化学式除草活性的左旋体 ( S 2 ) 所取 体 代 , 左旋体的除艹活性石灰石的化学式比其右旋体要高出 10 倍左 [ 34 35 ] C 右 。研究表明 , 诺华公司开发的 96 %的高效 丙甲草胺 ( S 2 ) 比其 72 % 的外消旋体的除草活性 体 [ 36 ] 高 1167 倍 。S ch em e 3氯乙酰胺类除草剂是水的化学式酰胺类除草剂的主要品 种之一 , 其除草作用机理主要化学式的书写是抑制脂类的生物\ [ 36 ] 成 。 C oude rche t等 对 N 2 吩氯乙酰胺类除草剂 噻 二甲吩草胺 ( d im e thenam id ) 对映异构体间除草活性 N差异进行了较化学式为深入的研究 。结果表明 , 在浓度 达到 5 μm o l /L 时 , 其 S 2 可严重抑J绿藻的生长 体 及脂肪酸的脱饱和作用 , 使不饱和脂肪化学式与化合价酸的含量骤 减 , 但g该浓度下其 R 2 对绿藻的生长甲烷化学式则几乎不产 体 生影响 。同样 , 分别以二甲吩艹胺氨气的化学式左右旋体处理绿 藻后 , 发现二者对细胞吸收硫酸化学式醋酸盐及对醋酸盐 、 油 酸结合到非油脂片断上的酒精化学式抑制程度都有明显的差 异 。德国巴斯夫公司M一步石灰石的化学式开发了具有单一光学 活性的除草剂水的化学式精二甲吩草胺 ( d im e thenam id 2P ) , 并 于 2000 年商品化 , 其用量只需外消旋体的 50 % 。 3. 4   环己烯酮类 ( C y c lon e n e s ) 除草剂 低 50 %, 市场前景可观 。S ch em e 4环己烯酮类 ( S ch em e 4 ) 除草剂的作用特性与 苯氧丙酸类相似 , 能被植物叶片吸收 , 并在韧皮部 传导 , 作用于乙酰辅酶 A 羧化酶 , 从而抑制脂肪酸 的合成 , 主要用于阔叶g物农化学式的书写田防除禾本科杂草 。 [ 37 ] W h itting ton 等 分离得到了烯草酮 ( c le thod im ) 的 单一光学活性异构w , 并进行了药效试验 : 分别将 左、 右旋体和外消旋化学式体作用于玉米 、 大豆 、 谷莠子 Se ta ria virid is ( L. ) B eauv. 、 草 Ech inoch loa 稗 c rusga lli ( L. ) B esuv. 等 8 种植物 , 发现左旋体比右 旋体和外消旋体的化学式与化合价除草活性陡叩枚 , 使用量可降3. 5   脲类 ( U re a s ) 除草剂取代 脲 类 除 草 剂 化 学 结 构 的 核 心 是 脲[ 38 ]( S ch em e 5 ) , 由于其氮取代基变甲烷化学式化而形成不同品种 。 R yoo 等 合成了一系列杀草隆 ( da im u ron ) 的 α甲 衍生物 1 2 2 基 苄基 2 2(取 代苯 基 ) 脲 对映异 构 3 体 , 并研究了其对稻田杂草氨气的化学式及水稻长抑制作用的 α甲 手性差异性 , 发现 1 2 2 基苄基 2 2(取代苯基 ) 脲 3 的对映异构体N除草效果硫酸化学式与杂草种类及苯环上的 取代基有关 , 取代基改变 , 或者作用对改变 , 都会 引起左 、 右旋体除草活性的差异 。如 R 2 2 丙基和 2异R 2 2 丁基衍生物能够酒精化学式有效抑制稗草 、 2叔 一年生和多年生的莎草 C yp e rus g lom e ra tus L.; R 2 2 基和 R 2 2 2乙 2 114农        药 学 W 报V o l 12   .三氟甲基衍生物对多年生石灰石的化学式莎草属杂草有较强的除 草活性 ; 除杀草隆及其水的化学式氟取代物的 S 2 对稗属植物 体 有强效作用外 , 其他 S 2 均没有除草活性 。且 , 1 2 体 α2 基苄基 2 2(甲苯基 ) 脲 ( R /S 2 B TU ) 对映异构 甲 3 M 体对不同作物的选择化学式的书写性抑制作用讲煌 : R 2 B TU M 可有效抑制水稻生长而化学式对小麦无明显毒害作用 , S 2 [ 39 41 ] C M B TU 则正好相反 。根尖游离氨基酸含量减 少是 R 2 S 2 B TU 使水稻和小麦发化学式与化合价生药害的重要 和 M 原因 : S 2 B TU 会降低小麦根甲烷化学式尖中的谷氨酸 、 M 缬氨 酸、 亮氨酸 、 异亮氨酸和丙氨酸水平 , 从使其根系 [ 42 ] 生长受阻 ; 而 R 2 B TU 使水稻根尖谷氨酸 、 M 天冬 氨酸 、 亮氨酸和丙氨氨气的化学式酸含量降低 , 氮代谢和纤维素 合成受阻 , 多种基因转录受到抑制 , 从而使水稻根 [ 42 43 ] C 系生长受到抑制 。对水稻不产生硫酸化学式毒害作用的 [ 39 41, 44 ] C S 2 可有效抑制稻酒精化学式田s草的生长 体 。手性除草 剂对植物的选择性作用会石灰石的化学式因植物种类不同而b同 , 这一特性为有目的地开发水的化学式新的单一光学活性除草 剂提供了依据 。S ch em e 5S ch em e 6W活性异构体的高化学式的书写效旱田苗后除草剂 。 3. 7   三嗪类 ( T r ia z in e s ) 除草剂3. 6   二苯醚类 ( D ip h e n y l e th e rs ) 除艹剂二苯醚类 ( S c h em e 6 ) 除草剂是一种原化学式卟啉原氧化酶 ( P ro tox ) 抑制剂 , 其作用机理是化学式与化合价抑制植物的 光合作用 , 使叶绿素合成受阻 , 从而导致杂草叶片 枯萎死亡 。目前巳有近 20 个品种商品化[ 45 ], 其中的硝基联苯甲烷化学式醚具有手性结构 。 C am ille ri 等[ 46 ]的研究发现 , 其 S 2( - ) 体比 R 2( +) 体具有更高的脂质过 氧化活性 。而产生脂质过氧化氨气的化学式对映异构体活性差 异的原因是由于硝基联苯硫酸化学式醚与酶的结合作用方式 具有空间立体x择性 , S 2( - ) 体与靶标酶的结合更 紧密 , 在硝基联苯醚的活酒精化学式性部位形成一个域 , 抑制 了酶在原卟啉 Ⅸ 与原叶绿素羧酯石灰石的化学式之间的生物合成 途径 , 导致原卟啉 Ⅸ 水平的提高 。另一种二苯醚类 除草活性 , 用量仅为 R 2( +) 体的 1 / 4, 其原因也是由 於 S 2( - ) 体与原卟啉 Ⅸ 氧化酶活性位水的化学式点的结合能力 更强 , 能 够 更 有 效 地 抑 制 原 卟 啉 Ⅸ氧 化 酶 的 活性[ 47 ]除 草 剂 5 2[ 2 2ch lo ro 2 2( trifluo rom e thy l ) p henoxy ] 2 42 2n itroace top henone ox im e 2 2( ace tic ac id, m e thy l Oeste r) ( D PE I) 的 S 2( - ) 体也比 R 2( +) 体具有更高的。近期开 发 的 二 苯 醚 类 化 合 物 只 有 氯 氟 草 醚对于一些多位化学式的书写点抑制型除草剂 , 其对映异构体 Σ煌坏愕囊种苹角慷纫灿兴钜 , 两个对映异构 体可能均能表现化学式与化合价出很高的活性 , 但作用机理却完全 不同 。 三嗪类除草剂 ( S ch em e 7 ) 的 R 2 能在黑暗条 体 件下抑制根系生长 , 诱导细胞分裂甲烷化学式素类似物的生 成 , 其 S 2 则 能 够 抑 制 光 系 统 II 的 电 孓 传 递 过 体 [ 48 51 ] C 程 。三嗪氟草胺 ( triaz if lam ) 和与其结构相似 的 d iam ino triaz ines 能够选择性地氨气的化学式抑制光\作用 、 微 管形成及纤维素合成 。两种化合物的 S 2 均优先 体 抑制光系统 IIN电子传递 ( PET ) , 然而在黑暗条件 下 R 2 对 C leave r悬浮细胞和水芹硫酸化学式幼苗生长的抑制 体 活性比 S 2 强 100 倍 ; 它们又都是细酒精化学式胞有丝分裂和 体 纤维素合成抑制剂 , 三嗪氟草胺N R 2 能够更有效 体 地阻 碍 细 胞 分 裂 和 微 管 形 成 , 从 而 抑 制 植 物 生长[ 52 ]论上讲 , 植物体中参与代石灰石的化学式谢的酶是手性的 , 因此 , 当 酶与具有手性特征水的化学式的底物发生g用时 , 其活性应表 现出对映异构化学式的书写体选择性差异 , 但是这种差异却因植 [ 53 54 ] C |种类和环境因化学式素的改变而改变 。更多机理 方面的深入研究还化学式与化合价有待更系统地开展 。4  除草剂环境归趋的手性差异手性除草甲烷化学式剂通过点源污染锩嬖次廴窘牖 境 , 广泛分布于水体 、 沉积物 、 土壤和生物体中 , 在 [2] 环境中易被生氨气的化学式物选择性降解 。例如 , 通过对瑞士 河流和湖泊的采硫酸化学式样调查分析发现 , 残留于水体中的 苯氧丙酸类除草剂对映异酒精化学式构体存在数量上的差 ,( ethoxyfen 2ethyl) , 是由匈牙利布达石灰石的化学式佩斯化学公司 ( Budapest Chem ical W orks)开发成功的水的化学式具有单一光。S ch em e 7手性除草剂c植物化学式的书写作用的关系十分复杂 。理  N o. 2周青燕等 : 手性除草剂研究进化学式展115其中 2 2 2 2 丙酸 (M C PP ) 和 2, 4 2 丙酸 甲 4氯 滴 [ 55 ] (D C PP ) 的量占优势 ; 精吡氟禾草灵 ( f luaz ifop 2P 2bu ty l) 在土壤中的降解也存化学式与化合价在明显的对映体差异 ,[ 56 ]4. 2   作用对象对除草剂对映异甲烷化学式构体选择性降解的影响 一定环境条件下 , 除草剂作用的对象不同 , 其 对 映 异 构 体 降 解 的 选 择 性 可 能 也 不 同。S chne ide rhe inze 等[ 59 ]其 S 2 的降解速率明显快于 R 2 体 体 ; 海洋微生物 对 D C PP 的降解也具有氨气的化学式对映体选择性 , 使得其 R 2 体 的降解速率明显快于 S 2 体 影响 素 。M a rucch in i等[ 60 ] [ 57 ]将 D C PP 和 M C PP 的外消旋。4. 1   环境因素对除草剂对映异构硫酸化学式体选择性降解的体施用于 3 种草坪草 、 种阔叶杂草和土壤中 , 结果 4 发现 , 在大多数阔叶酒精化学式杂草和土壤中 , 每种除草剂的 对映异构体降石灰石的化学式解的选择性 。W ang 等S 2 都优先得到了降解 , 而在草坪草Φ水的化学式却未表现出 体[ 66 ]手性除草剂在环境中化学式的书写的选择性降解具有一定 的普遍性 , 不是一成不变的 , 其情况十分复杂 , 不 仅与该除草剂自身化学式的理化性质有P , 同时还与其存 在的环境因素相关 , 诸如土壤类型 、 植物种类 、 微生 物群落结构 、 温度 、 值等均会改变化学式与化合价手性除草剂对 pH 映异构体的环境归趋 。 酰胺类除草剂甲霜灵的甲烷化学式降解具有较高的对映 异构体选择性 , 但其降解速率主氨气的化学式要依赖于环境因 降解较快 , 而 S 2 在植物中降解较快 ; B ue rge 等 体 速率分别为 1. 90 和 1. 32 m g / ( L ?d )B use r等[ 55 ] [ 62 ] [ 2, 58 59 ] C为了研究除草硫酸化学式剂乙氧呋草黄 ( e thofum esa te ) 对映异构体在草坪 草及土壤中的选酒精化学式择性降解情况 , 选用 2 种草坪草分 别种植在 4 种不同的耕作土壤上 , 结果表明 : 仅囿1 种土壤表现出存在石灰石的化学式选择性降解现象 , 其 ER 值为 1165, 即表现为 ( +) 2 在这种土壤中水的化学式的U对积累 ; 另 体外 3 种土壤中除草剂的对映化学式的书写异构体含量均接近其外 消旋体 ; c此同时 , 植物体内测得的 ER 值均达到 3。 可见 , 手性除草剂对映异构化学式体在环境中的去向 没有一定的模式 , 情况是十分复杂的 , 针对不同的 作用对象 , 在除草剂降解过程中化学式与化合价由于参与代谢的酶 不尽相同 , 其与各对映异构体甲烷化学式的匹配程度也有差 异 , 因此 , 降解速率也会不同 。更多系统的 、 机理性 的研究接写话逼幕讲礁钊氲乜 。 由于手性除草剂施用后硫酸化学式其对映异构体在h境 中的归趋不尽相同 , 导致各异构体数酒精化学式量上的差异也 可能是除草剂除艹作用表石灰石的化学式现出对映异构体差异的 原因之一 , 而可能并不完全是对水的化学式映异构w本身对植 物活 性 的 差 异 。例 如 , 氟 吡 乙 禾 灵 ( ha loxyfop 2 的活性要高 1 000 倍 , 但芽前土壤降氖樾蠢硎绷秸叩幕 性却相近 , 分析表明 , 在 7 d 内其 S 2( - ) 体转变为了 R 2( +) 体 , 说明在土壤中 S 2( - ) w有可能会转变为 R 2( +) 体[ 18 ]的研究则发现 , 在不同 pH 值的土壤中 , 甲霜灵左 、 右旋τ骋旃固宓幕浇到馑俾氏嗖罴 : 在 pH & 5 的 土壤中 , R 2 比 S 2 降解快 , 而在 pH 为 4 ~5 的土 体 w 壤中 , 两者降解速率相近 , 在 pH & 4 的土壤中 , 则 S 2 体比 R 2 降解快 。 体 在反硝化条件B , 草甘膦的 R 2 可快速降解 , 体 而 S 2 含量则保持不变 , 只有当 R 2 彻底降解后 , 体 体 S 2 才_始降解 ; 而在有氧条件下 , S 2 R 2 的降解 体 和 体 。 对瑞士湖泊及化学式与化合价北海水域中 M C PP 的 含量进行了测定 , 发现其对映异构甲烷化学式体的选择性降解 因地域的不同而不同 。在北海 , 其对映体比率 ( ER, 在瑞士湖泊中的 ER 值则达到了 2. 5。 Z ipp e r等ER = ( +) 2 / ( - ) 2 或 R 2 /S 2 ) 值约为 019, 而 体 w 体 体[ 63 ] [ 64 ]在对瑞士地下水的氨气的化学式测定中同样检测到了 M C PP 对 映异构体的降解差异 , m然其 R 2 浓度明显高于 S 2 体 体 , 但不同地区各异构体硫酸化学式的降解速率均不同 。多 研究表明 , 土壤中施用 D C PP 和 M C PP 后会优先选 择性地降解其 R 2 , 但不同的土壤理酒精化学式化性质也会使 体 这种手性选择性石灰石的化学式产生一定的差异 。如 R om e ro 等 是 S 2 的降解速率快於 R 2 。其原因可能是由于 体 体 不同环境介质中生长的水的化学式微生物种类不同所致 。 研究了 D C PP 和 M C PP 在 3 种不同土壤中的降解 , 结果表明 , 在粉土和沙壤土中 , S 2 降解速率比 R 2 体 体慢 , 而 在 粘 壤 土 中 情 况 则 正 好 相 反 ; G a rrison [ 65 ] 等 研究 D C PP 和 M C PP 在土壤中降解的Y化学式的书写果也的研究表明 , 其 R 2 在土壤中 体[ 61 ]和草胺膦 ( g lufos ina te ) 的外消旋体在化学式土壤中也可被 微生物迅速转化为 L 2 体 活性 。[ 67 ]5  展望是环境行为化学式与化合价及生态效应方面 , 人们都外消旋体视 为单一化合物 。然而 , 实践证明 , 当外消旋体进入 生态环境後 , 其对靶标生物或非甲烷化学式靶标生物的毒性及 其在生物体内的代谢都可氨气的化学式能存茬明显的对映异构 体差异 , 低效 、 无效甚至有毒副作硫酸化学式用的对映异构体 的存在 , 不仅会降低药效 , 污染环境 , 而且还可能产e thy l) 的 R 2( +) 体比 S 2( - ) 体对一年生禾本科s草 ; 有机膦类除草酒精化学式剂双丙氨酰膦 ( b ilanafos ) , 因而表现为更高石灰石的化学式的除草长期以来 , 无论g在研究除草水的化学式剂的作用机理还 116[ 68 ]农        药 学 学 报V o l 12   .生毒副作用 , 导致蚩够降氖樾匆┬缘牟 。 随着手性技术的发展和化学式人们认识的逐步加深 , 除艹剂的手性研究化学式与化合价已逐步得到重视 , 但是还有待于 对手性除草剂的选择性M甲烷化学式行更深入的机理上的研 究 ; 对映异构体随氨气的化学式着环境条件 、 作用对象等因素的 改变而呈现出硫酸化学式多变的特质 , 因而也有待于建立更加 系统的研究体系 。 只有在对映异构体水平酒精化学式上研究手性除草剂的 除草活性 、 对非靶标生|的毒石灰石的化学式性及其环境归趋问 题 , 才能弄清其真正水的化学式的行为和效应 , 就手性除草 对人类健康和生态系统的化学式的书写风险性作出准确的评价 , 为开发高效 、 经济 、 低毒副作用的环化学式境友好型单一 光学活性农药提供化学式与化合价实验和理论依据 。[ 14 ] ZH EN G Zhuo (卓 ) . 手性农药与手性技术 (二 ) [ J ]. 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