氯吡脲
氯吡脲，属苯脲类细胞分裂素，用作植物生长调节剂。化学名1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲。
| 氯吡脲 | |
|---|---|
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| IUPAC名 1-(2-chloropyridin-4-yl)-3-phenylurea | |
| 英文名 | Forchlorfenuron |
| 别名 | 施特优 吡效隆 氯吡脲 调吡脲 吡效隆醇 氯吡苯脲 氯吡苯脲(KT-30,CPPU) (吡效隆,KT-30,CPPU) 1-(2-氯-4-吡啶)3-苯基脲 1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲 |
| 识别 | |
| CAS号 | 68157-60-8 
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| PubChem | 93379 |
| ChemSpider | 84301 |
| SMILES |
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| InChI |
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| KEGG | C18604 |
| 性质 | |
| 化学式 | C12H10ClN3O |
| 摩尔质量 | 247.68 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色无味固体[2] |
| 密度 | 1.44 g·cm−3[2] |
| 熔点 | 165 - 170 ℃[2] |
| 溶解性（水） | 不溶于水 (39 mg·l−1, 21 ℃)[2] |
| 蒸气压 | 4.6 hPa (26 ℃)[4] |
| 危险性 | |
欧盟危险性符号 有害 Xn 危害环境N | |
| 警示术语 | R：R40, R51/53 |
| 安全术语 | S：S2, S36/37, S46, S61 |
| 致死量或浓度： | |
LD50（中位剂量）
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4918 mg·kg−1 (大鼠急性经口)[5] > 2000 mg·kg−1 (兔急性经皮)[5] > 3.0 mg·L−1 (大鼠急性吸入)[5] |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
历史
由东京大学药学部的首藤教授等发明，日本协和发酵工业株式会社研究开发。[6]1980年，在日本植物调节剂研究协会批准下，以KT-30的名称，协和发酵开始了日本全国范围内的效果试验。[6]后被中国引入。1987年，中国国内首先由四川大学化学系合成成功。[7][8]1989年3月，协和发酵以“フルメット液剤（0.10%）”为商品名获得专利。[6]
性质
纯品为白色无味结晶或粉末。[3]在水中的溶解度不好(39 ppm, 21℃)，易溶于乙醇、异丙醇(74.0 g/L, 21℃)、丙酮(169.0 g/L, 21℃)和二甲基亚砜，难溶于己烷(3E-5 g/L, 21℃)。[3][9]熔点165-170℃。[3]相对密度1.44 (21℃)。[3]不可燃，在空气中稳定。[3]正辛醇-水分配系数1600。[5]
合成
方法一：2-氯吡啶被过氧化氢氧化为2-氯吡啶-N-氧化物，硝化再还原，得到2-氯-4-氨基吡啶。或者用异烟酸被过氧化氢氧化，得异烟酸-N-氧化物，酰胺化得异烟酰胺-N-氧化物，2-位氯化，再经霍夫曼降解反应产生2-氯-4-氨基吡啶。另一方面，苯胺与光气缩合，制得异氰酸苯酯。异氰酸苯酯与2-氯-4-氨基吡啶反应，得到氯吡脲。[9][10]
方法二：由苯胺与2-氯-4-吡啶基异氰酸酯反应制备。[9]
代谢
氯吡脲的作用机制是非全身性的(non-systemic)，用葡萄、苹果与猕猴桃树进行的代谢实验显示活性成份在植物体内没有明显的转运作用发生。[3]氯吡脲在这三种植物中的代谢途径是相似的，该途径中可能首先是苯基的3或4-位被羟基化，而后产生的酚羟基接著与糖基发生结合作用。[3]可以认为氯吡脲代谢中的残留物是母体化合物，即氯吡脲自身。[3]
大鼠经口实验显示，口服摄入的氯吡脲可迅速为消化道吸收，吸收后可很快被排出。[3]48小时内，44-70%的剂量可随尿排出（尿排半衰期约14小时），13-28%的剂量可随粪便排出（粪排半衰期约16小时）。[3][5]口服摄入7日后，残留在大鼠（尸）体内的氯吡脲的剂量小于2%。[3]用放射性C-14标记的氯吡脲(100 mg/kg)试验时，7日后大鼠组织中放射性残留程度为：肝(0.2-1.2 mg equiv./kg) > 肾(0.1-0.8 mg equiv./kg) > 脂肪(0.03-0.45 mg equiv./kg)。[3]
氯吡脲在大鼠体内的代谢途径与在植物内的类似。主要是对苯环的羟基化，产生酚（即羟基氯吡脲），然后再迅速地形成硫酸酯结合物，经尿排出。[3]羟基氯吡脲则通过粪便排出。[3]多羟基化或其他对羟基官能团的修饰（如甲基化、葡糖醛酸结合）也有发生，但比例较低。[3]总的来说，代谢反应主要发生在苯环一侧，而很少发生在氯代吡啶环上。[3]
应用
用作植物生长调节剂、膨大剂，用于促进果树、蔬菜、粮食作物等的生长。[7][9]它属于苯脲类细胞分裂素，主要机制是促进细胞分裂和扩大细胞体积。其细胞分裂活性远远超过芐氨基嘌呤和4-吡啶脲。[7]
分析方法
澳大利亚农药和兽药局采用的对葡萄上残留氯吡脲的检测方法，是用甲醇或甲醇-水（体积比1:1）提取，液-液分配净化，提取物用反相高效液相色谱法于265nm测定，通过标准曲线得到残留物的浓度。[3]最小检出质量分数为0.001 mg/kg。[3]
Sharma等建立的检测葡萄上残留氯吡脲的方法，是用乙腈提取，正己烷和二氯甲烷液-液分配，高效液相色谱检测。[12]最小检出质量分数分别为0.025（葡萄）和0.001（土壤、水）mg/kg。[12]
陈长龙等建立的氯吡脲在土壤和西瓜中的检测方法，是用乙腈提取，PSA（西瓜）或C18（土壤）柱净化，氯吡脲的添加回收率大于95%，最小检出浓度为5μg/kg。[13]
参考资料
- ^ 氯吡脲. 化工百科. [2015-05-28]. （原始内容存档于2016-04-08）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Record of CAS RN 68157-60-8 in the GESTIS Substance Database from the IFA.
- ^ 3.00 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07 3.08 3.09 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 Public Release Summary on Evaluation of the new active Forchlorfenuron in the product Sitofex 10 EC plant growth regulator 互联网档案馆的存档，存档日期2011-06-01.
- ^ 来源：Sigma-Aldrich Co., product no. {{{id}}} .
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 EPA - Pesticide Fact Sheet (PDF). [2011-05-21]. （原始内容存档 (PDF)于2011-06-26）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 ホルクロルフェニュロンの毒性试験の概要，协和醗酵工业株式会社バイオケミカル事业本部バイオケミカル営业部农薬学术担当. （平成10年2月20日受理）
- ^ 7.0 7.1 7.2 张卫炜，杨永珍．《氯吡脲的研究及应用进展》．农药科学与管理．2006年．27(5)．
- ^ 李瑞娟，于建垒，宋国春．《氯吡脲的环境行为及其安全性的研究进展》．农药．2008年4月．47(4)．
- ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 氯吡脲 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 于 chemicalbook.
- ^ Thomas A. Unger (1996), "Pesticide synthesis handbook", William Andrew, ISBN 9780815514015.
- ^ 农业科学院专家：西瓜膨大剂对人体健康无危害. [2011-05-21]. （原始内容存档于2011-05-24）.
- ^ 12.0 12.1 Debi Sharma, Mahesh D. Awasthi (2003), "Behaviour of forchlorfenuron residues in grape, soil and water", Chemosphere 50 (5): 589–594. doi:10.1016/S0045-6535(02)00619-7
- ^ 陈长龙，李建中，王会利，胡继业．《氯吡脲在土壤和西瓜中的残留分析》．环境化学．2006年第06期．