Qlifosat

“Molecule of the Week” layihəsi çərçivəsində Günel Əzimova tərəfindən yazılan məqalə: “Qlifosat”.

Kimyəvi formulu C₃H₈NO₅P kimidir. Molyar kütləsi 169 q/mol-dur. Ağ kristallik toz şəklindədir. Otaq temperaturunda sıxlığı 1.704-dür. Ərimə temperaturu 184.5 ⁰C, qaynama temperaturu 187 ⁰C-dir. Suda həllolma qabiliyyəti – 1 q 100 mL suda həll olur. Yanma qabiliyyəti yoxdur.

Qlifosat geniş yayılmış spektrə malik herbisiddir. Bu üzvi fosfor birləşməsidir, xüsusən də fosfanatdır. Hansı ki, bitki fermenti 5-enolpiruvilşikimat -3- fosfat sintazasına təsir edərək fəaliyyət göstərir. Alaq otlarını, xüsusən birillik enliyarpaqlı alaq otlarını tələf etmək üçün istifadə olunur. Onun herbisid effektivliyi 1970-ci ildə Monsanto şirkətinin kimyaçısı Con E. Franz tərəfindən kəşf edilmişdir. Monsanto şirkəti onu 1974-cü ildə Roundup ticari adı ilə kənd təsərrüfatında istifadə üçün bazara çıxardı. Monsantonun kommersiya baxımından uyğun patenti olan son ABŞ patentinin müddəti 2000-ci ildə başa çatıb. Fermerlər, xüsusən Monsanto qlifosata davamlı Roundup Ready məhsullarını təqdim etdikdən sonra kənd təsərrüfatı alaq otlarına qarşı mübarizə üçün qlifosatı tez bir zamanda qəbul etdi və fermerlərə məhsullarını öldürmədən alaq otlarını aradan götürməyə imkan verildi.

Qlifosat yarpaqlar vasitəsilə, ən az isə köklər vasitəsilə sorulur və böyümə nöqtələrinə nəql olunur. Üç aromatik amin turşusunun sintezində iştirak edən bitki fermentini inhibə edə bilir: tirozin, triptofan və fenilalanin. Buna görə də yalnız aktiv şəkildə böyüyən bitkilər üzərində təsirlidir və cücərmədən əvvəl herbisid kimi elə də təsirli deyil. Qlifosatın dözümlülüyünü artırmaq üçün getdikcə daha çox məhsul genetik olaraq dəyişdirilmişdir.

Kəşfi: Qlifosat ilk dəfə 1950-ci ildə İsveçrənin Silaq şirkətində işləyən isveçrəli kimyaçı Henri Martin tərəfindən sintez edilmişdir. Lakin əsər heç vaxt nəşr olunmamışdır. Bir qədər sonra, qlifosat 1970-ci ildə ABŞ-da Monsanto şirkətində müstəqil olaraq kəşf edilib. Monsanto kimyaçıları potensial su yumşaldıcı maddələr kimi aminometilfosfon turşusunun 100-ə yaxın törəməsini sintez etmişlər. Onlardan yalnız ikisinin zəif herbisid aktivliyi aşkar edilmişdir. Bunlardan qlifosat onun hazırladığı üçüncü analoq idi. Buna görə Franz kəşflərinə görə 1987-ci ildə ABŞ-ın Milli Texnologiya Medalını və 1990-cı ildə Tətbiqi Kimya üzrə Perkin Medalını alıb. Monsanto 1970-ci illərin əvvəllərində alaq otlarını öldürmək üçün qlifosatın istifadəsini inkişaf etdirdi, patentləşdirdi və ilk dəfə olaraq 1974-cü ildə Roundup brendi altında bazara çıxardı. İlkin patentin müddəti 1991-ci ildə başa çatdı və Monsanto, izopropilamin duzuna dair patentinin müddəti 2000-ci ilin sentyabrında başa çatana qədər ABŞ-da müstəsna hüquqlarını saxladı. 2017-ci ilin aprel ayından etibarən Kanada hökuməti qlifosatın “Kanadada ən çox istifadə olunan herbisid” olduğunu bildirdi.

Kimyası: Qlifosat təbii amin turşusu qlisinin aminofosfonat analoqudur və bütün amin turşuları kimi pH-dan asılı olaraq müxtəlif ion vəziyyətlərində mövcuddurlar. Həm fosfonat turşusu, həm də karboksil turşu hissələri ionlaşdırıla bilər və amin qrupu protonlaşdırıla bilər və maddə bir sıra zvitterionlar şəklində ola bilərlər. Qlifosat otaq temperaturunda 12 q/l suda həll olur. Fosfor-trixlorid formaldehidlə hidroliz olunub, fosfanat əmələ gətirir. Daha sonra qlisin bu fosfonatla reaksiyaya girərək qlifosat əldə edilir:

PCl₃ + H₂CO → Cl₂P(=O)−CH₂Cl

Cl₂P(=O)−CH₂Cl + 2 H₂O → (HO)₂P(=O)−CH₂Cl + 2 HCl

(HO)₂P(=O)−CH₂Cl + H₂N−CH₂−COOH → (HO)₂P(=O)−CH₂−NH−CH₂−COOH + HCl

Qlifosatın əsas deaktivasiya yolu aminometilfosfon turşusuna hidrolizidir.

Sintezi: Qlifosatı sənaye üsulu ilə sintez etmək üçün iki əsas yanaşma istifadə olunur, bunların hər ikisi Kabaçnik-Fields reaksiyası ilə davam edir. Birincisi, iminodiasetat turşu və formaldehidin fosfor turşusu ilə reaksiya verməsidir. Hidrofosfonilləşmə məhsulunun dekarboksilləşməsi istənilən qlifosat məhsulunu verir. İminodiasetat turşusu adətən reagentin mövcudluğundan asılı olaraq müxtəlif üsullarla hazırlanır:

İkincisi iminodiasetat turşusunun əvəzinə qlisin istifadə olunur:

Ədəbiyyatlar:

1. Stephen O Duke, Stephen B Powles. Glyphosate: a once-in-a-century herbicide. Mini-review. Pest Management Science Volume 64, Issue 4 319-325.
2. Sally M. Bradberry, Alex T. Proudfoot& Allister Vale. Glyphosate Poisoning. Toxicological Reviews volume 23, pages159–167 (2004) 
3. M. Carlisle& J. T. Trevors. Glyphosate in the environment. Water, Air, and Soil Pollution volume 39, pages 409–420 (1988)
4. Stephen O Duke. The history and current status of glyphosate. Pest Management Science Volume 74, Issue 5 1027-1034
5. Laura D. Bradshaw, Stephen R. Padgette, Steven L. Kimballand Barbara H. Wells. Perspectives on Glyphosate Resistance. Weed Technology , Volume 11 , Issue 1 , March 1997 , pp. 189 – 198
6. Robert Douglas Sammons, Todd A Gaines. Glyphosate resistance: state of knowledge. Pest Management Science Volume 70, Issue 9 1367-1377
7. G.S.Johal, D.M.Huber. Glyphosate effects on diseases of plants. European Journal of Agronomy Volume 31, Issue 3, October 2009, Pages 144-152
8. Van Bruggen A.H.C., HeM.M., Shin K., Mai V., Jeong K.C., Finckh M.R., Morris J.G.Jr.. Environmental and health effects of the herbicide glyphosate. Science of The Total Environment Volumes 616–617, March 2018, Pages 255-268
9. Gerald M Dill. Glyphosate-resistant crops: history, status and future. Pest Management Science Volume 61, Issue 3 219-224
10. Stephen B Powles. Evolved glyphosate-resistant weeds around the world: lessons to be learnt. Pest Management Science Volume 64, Issue 4 360-365
11. Ian Heap, Stephen O Duke. Overview of glyphosate-resistant weeds worldwide. Pest Management Science Volume 74, Issue 5 1040-104
12. Jatinder Pal Kaur Gill, Nidhi Sethi, Anand Mohan, Shivika Datta&  Madhuri Girdhar. Glyphosate toxicity for animals. Environmental Chemistry Letters volume 16, pages401–426 (2018)
13. L. Valle, F. C. C. Mello, R. P. Alves-Balvedi, L. P. Rodrigues & L. R. Goulart. Glyphosate detection: methods, needs and challenges. Environmental Chemistry Lettersvolume 17, pages291–317 (2019)
14. Harry Vereecken. Mobility and leaching of glyphosate: a review. Pest Management Science Volume 61, Issue 12 1139-1151
15. Antonio L. Cerdeira,Stephen O. Duke. The Current Status and Environmental Impacts of Glyphosate-Resistant Crops. Journal of Environmental Quality Volume 35, Issue 5 p. 1633-1658

Share on Facebook

Follow us