福芬素
福芬素，屬苯脲類細胞分裂素，用作植物生長調節劑。化學名1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲。
| 福芬素 | |
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| IUPAC名 1-(2-chloropyridin-4-yl)-3-phenylurea | |
| 英文名 | Forchlorfenuron |
| 別名 | 施特優 吡效隆 福芬素 調吡脲 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 |
| 識別 | |
| CAS號 | 68157-60-8 
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| PubChem | 93379 |
| ChemSpider | 84301 |
| SMILES |
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| InChI |
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| KEGG | C18604 |
| 性質 | |
| 化學式 | C12H10ClN3O |
| 摩爾質量 | 247.68 g·mol⁻¹ |
| 外觀 | 白色無味固體[2] |
| 密度 | 1.44 g·cm−3[2] |
| 熔點 | 165 - 170 ℃[2] |
| 溶解性（水） | 不溶於水 (39 mg·l−1, 21 ℃)[2] |
| 蒸氣壓 | 4.6 hPa (26 ℃)[4] |
| 危險性 | |
歐盟危險性符號 有害 Xn 危害環境N | |
| 警示術語 | R：R40, R51/53 |
| 安全術語 | S：S2, S36/37, S46, S61 |
| 致死量或濃度： | |
LD50（中位劑量）
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4918 mg·kg−1 (大鼠急性經口)[5] > 2000 mg·kg−1 (兔急性經皮)[5] > 3.0 mg·L−1 (大鼠急性吸入)[5] |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
歷史
由東京大學藥學部的首藤教授等發明，日本協和發酵工業株式會社研究開發。[6]1980年，在日本植物調節劑研究協會批准下，以KT-30的名稱，協和發酵開始了日本全國範圍內的效果試驗。[6]後被中國引入。1987年，中國國內首先由四川大學化學系合成成功。[7][8]1989年3月，協和發酵以「フルメット液剤（0.10%）」為商品名獲得專利。[6]
性質
純品為白色無味結晶或粉末。[3]在水中的溶解度不好(39 ppm, 21℃)，易溶於乙醇、異丙醇(74.0 g/L, 21℃)、丙酮(169.0 g/L, 21℃)和二甲基亞碸，難溶於己烷(3E-5 g/L, 21℃)。[3][9]熔點165-170℃。[3]相對密度1.44 (21℃)。[3]不可燃，在空氣中穩定。[3]正辛醇-水分配系數1600。[5]
合成
方法一：2-氯吡啶被過氧化氫氧化為2-氯吡啶-N-氧化物，硝化再還原，得到2-氯-4-氨基吡啶。或者用異煙酸被過氧化氫氧化，得異煙酸-N-氧化物，酰胺化得異煙酰胺-N-氧化物，2-位氯化，再經霍夫曼降解反應產生2-氯-4-氨基吡啶。另一方面，苯胺與光氣縮合，製得異氰酸苯酯。異氰酸苯酯與2-氯-4-氨基吡啶反應，得到福芬素。[9][10]
方法二：由苯胺與2-氯-4-吡啶基異氰酸酯反應製備。[9]
代謝
福芬素的作用機制是非全身性的(non-systemic)，用葡萄、蘋果與獼猴桃樹進行的代謝實驗顯示活性成份在植物體內沒有明顯的轉運作用發生。[3]福芬素在這三種植物中的代謝途徑是相似的，該途徑中可能首先是苯基的3或4-位被羥基化，而後產生的酚羥基接着與糖基發生結合作用。[3]可以認為福芬素代謝中的殘留物是母體化合物，即福芬素自身。[3]
大鼠經口實驗顯示，口服攝入的福芬素可迅速為消化道吸收，吸收後可很快被排出。[3]48小時內，44-70%的劑量可隨尿排出（尿排半衰期約14小時），13-28%的劑量可隨糞便排出（糞排半衰期約16小時）。[3][5]口服攝入7日後，殘留在大鼠（屍）體內的福芬素的劑量小於2%。[3]用放射性C-14標記的福芬素(100 mg/kg)試驗時，7日後大鼠組織中放射性殘留程度為：肝(0.2-1.2 mg equiv./kg) > 腎(0.1-0.8 mg equiv./kg) > 脂肪(0.03-0.45 mg equiv./kg)。[3]
福芬素在大鼠體內的代謝途徑與在植物內的類似。主要是對苯環的羥基化，產生酚（即羥基福芬素），然後再迅速地形成硫酸酯結合物，經尿排出。[3]羥基福芬素則通過糞便排出。[3]多羥基化或其他對羥基官能團的修飾（如甲基化、葡糖醛酸結合）也有發生，但比例較低。[3]總的來說，代謝反應主要發生在苯環一側，而很少發生在氯代吡啶環上。[3]
應用
用作植物生長調節劑、膨大劑，用於促進果樹、蔬菜、糧食作物等的生長。[7][9]它屬於苯脲類細胞分裂素，主要機制是促進細胞分裂和擴大細胞體積。其細胞分裂活性遠遠超過芐氨基嘌呤和4-吡啶脲。[7]
分析方法
澳大利亞農藥和獸藥局採用的對葡萄上殘留福芬素的檢測方法，是用甲醇或甲醇-水（體積比1:1）提取，液-液分配淨化，提取物用反相高效液相色譜法於265nm測定，通過標準曲綫得到殘留物的濃度。[3]最小檢出質量分數為0.001 mg/kg。[3]
Sharma等建立的檢測葡萄上殘留福芬素的方法，是用乙腈提取，正己烷和二氯甲烷液-液分配，高效液相色譜檢測。[12]最小檢出質量分數分別爲0.025（葡萄）和0.001（土壤、水）mg/kg。[12]
陳長龍等建立的福芬素在土壤和西瓜中的檢測方法，是用乙腈提取，PSA（西瓜）或C18（土壤）柱淨化，福芬素的添加回收率大於95%，最小檢出濃度為5μg/kg。[13]
參考資料
- ^ 氯吡脲. 化工百科. [2015-05-28]. （原始內容存檔於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 互聯網檔案館的存檔，存檔日期2011-06-01.
- ^ 來源：Sigma-Aldrich Co., product no. {{{id}}} .
- ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 EPA - Pesticide Fact Sheet (PDF). [2011-05-21]. （原始內容存檔 (PDF)於2011-06-26）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 ホルクロルフェニュロンの毒性試験の概要，協和醗酵工業株式會社バイオケミカル事業本部バイオケミカル営業部農薬學術擔當. （平成10年2月20日受理）
- ^ 7.0 7.1 7.2 張衛煒，楊永珍．《福芬素的研究及應用進展》．農藥科學與管理．2006年．27(5)．
- ^ 李瑞娟，於建壘，宋國春．《福芬素的環境行為及其安全性的研究進展》．農藥．2008年4月．47(4)．
- ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 福芬素 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 於 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]. （原始內容存檔於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
- ^ 陳長龍，李建中，王會利，胡繼業．《福芬素在土壤和西瓜中的殘留分析》．環境化學．2006年第06期．