プリミスルフロン
 | |
| 名称 | |
|---|---|
| IUPAC体系名 2-[[4,6-ビス(ジフルオロメトキシ)ピリミジン-2-イル]カルバモイルスルファモイル]安息香酸 | |
| 識別子 | |
3Dモデル（JSmol） | |
| ChEBI | |
| ケムビル | |
| ケムスパイダー | |
| ケッグ | |
パブケムCID | |
コンプトックスダッシュボード（EPA） | |
| |
| |
| 性質 | |
| C 14 H 10 F 4 N 4 O 7 S | |
| モル質量 | 454.31 g·mol |
| 外観 | 無色の結晶性固体 |
| 密度 | 1.7 g/cm 3 |
| 融点 | 196℃ (385℉; 469 K) |
| 7mg/L | |
| 危険性 | |
| 引火点 | 不燃性 |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD 50（中間投与量） | 5050 mg kg⁻¹ |
LC50 （中央値濃度） | 4.8 mg l⁻¹（吸入） |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
プリミスルフロン（商品名ビーコン[ 1 ] ）は、スルホニルウレア系の化合物です。プリミスルフロンは主に殺虫剤として知られています。主に除草剤として使用され、雑草やイネ科植物を駆除するために使用されます。[ 2 ] [ 3 ]プリミスルフロンは植物酵素ALS（アセト乳酸合成酵素）を阻害し、細胞分裂を抑制します。[ 1 ]
1980年代初頭、ALSを標的とした除草剤は世界中で最も人気のある除草剤の一つでした。[ 4 ]現在、プリミスルフロンは主にトウモロコシといくつかの種類の雑草に使用されています。[ 1 ]プリミスルフロンの使用に伴う環境リスクが高いため、現在、EC 1107/2009の下で欧州連合では使用が承認されていません。[ 3 ] [ 5 ]ただし、米国の特定の地域では、プリミスルフロンを殺虫剤として使用することが許可されています。
植物はプリミスルフロンに対する耐性を獲得しますが、これは主にプリミスルフロンを無毒の化合物に分解することによって行われます。これは化学的に分解するか、代謝することによって行われます。[ 6 ]
プリミスルフロンのHRAC分類は、アセトヒドロキシ酸合成酵素を阻害するため、グループB（全体、オーストラリア）、グループ2 （数値）である。[ 7 ]
用途/目的
プリミスルフロンは、主に作物または作物の近くで使用されるスルホニルウレア系除草剤で、イネ科植物や広範囲の雑草の生育と作物との競合を抑制します。[ 8 ]主にトウモロコシの雑草防除のために開発され、ソルガム（Sorghum bicolorおよびSorghum halepense）に特に効果的であると同時に、しつこい雑草であるスギナ（Elymus repens ）にも有効です。さらに、より高い用量（それでも20g ai/haと非常に低い）では、プリミスルフロンは一部の双子葉植物雑草 も標的とすることができます
プリミスルフロンの用途は雑草の発生前だけにとどまりません。徹底的な圃場試験により、プリミスルフロンは多年生雑草にも有効であることが示されています。さらに、プリミスルフロンは根茎で繁殖するソルガムの生育も阻害することができ、種子から生育するソルガムだけでなく、より広範囲の雑草に有効であることが実証されています。この除草剤は特異性が高いため、発生前除草剤の後に使用するのが理想的であり、生育段階の異なる幅広い雑草を標的とすることができます。[ 6 ]
効能
プリミスルフロンの効力は比較的遅く、雑草の成長はすぐに止まりますが、最適な条件下では10～20日後に完全に乾燥します。プリミスルフロンの最高の効力は、雑草の種類に応じて異なる方法で達成されます。ソルガム・ビカラーの場合、プリミスルフロン（10～20g ai/ha）の施用は、雑草がまだ小さく活発に成長している成長初期（高さ約10cm）が最適です。一方、ソルガム・ハレペンスは、雑草が20～30cmのときにより効果的に防除できます。この段階では、プリミスルフロンの吸収と転流がより多く、したがって成長をより効果的に抑制できます。エリマス・レペンスは強い転流特性を持っているため、プリミスルフロンを導入すると非常に効率的になります。これも、草がより成熟した高さ10～20cmのときに行う必要があります広葉雑草に対する効果はやや低く、発生後早期に20g ai/haで約80%の防除効果を示します。このデータは、キサンチウム属、アマランサス属、アンブロシア属、チョウセンアサガオ属、およびほとんどのアブラナ科雑草について得られました。[ 6 ]
分子メカニズム
プリミスルフロンは、他の除草剤と同様に、アセト乳酸合成酵素（ALS）を阻害します。この酵素は、いわゆる「分岐鎖アミノ酸」（BCAA）群のアミノ酸の合成に関与しています。これには、非タンパク質性アミノ酸であるロイシン、イソロイシン、バリンが含まれます。ALSは、これらのBCAAの全合成機構における2つの反応を触媒します。すなわち、ロイシンとバリンの生成機構における2つのピルビン酸分子からの2-アセト乳酸の生成、およびピルビン酸と2-ケト酪酸からの2-アセト-2-ヒドロキシ酪酸の合成です。
ALSの阻害にはいくつかの効果がありますが、最も影響力のある効果は、遊離アミノ酸プール全体におけるBCAAの相対的な存在量の減少です。BCAAの欠乏はタンパク質合成を低下させ、細胞分裂速度を低下させ、最終的には細胞死につながる可能性があります。
研究では、ALS 阻害のいくつかの二次的影響も示されています。2-ケト酪酸と 2-アミノ酪酸の蓄積、重要なプロセスの経路における中間体の枯渇、光合成の破壊などです。
分解
化学分解
植物のプリミスルフロンに対する耐性は、プリミスルフロンをどれだけ速く排泄または無毒の化合物に変換できるかに依存します。複数の研究により、プリミスルフロンは中性pH付近では比較的安定していますが、酸性環境では容易に加水分解されることがわかりました。この反応で、プリミスルフロンは2-(アミノスルホニル)安息香酸、2-アミノ-4,6-(ジフルオロメトキシ)ピリミジン、および二酸化炭素に変換されます。[ 9 ]
酸性条件下では、この反応は非常に容易に進行します。プリミスルフロンの半減期は3.106日（pH=4）ですが、中性条件下では1086日（pH=7）、アルカリ性条件下では418.6日（pH=10）です。これは、酸性土壌ではプリミスルフロンは中性またはアルカリ性土壌よりもはるかに速く分解されることを意味します。[ 9 ]
プリミスルフロンは（酸性）加水分解の他に、下の図に示すように紫外線照射によっても分解される。[ 9 ]
pH 7で366 nmおよび300 nmの光によるプリミスルフロンの照射では、プリミスルフロンの濃度に有意な変化は見られませんでした。しかし、254 nmの光を用いた場合、プリミスルフロンは極めて容易に分解し、半減期は10.0分（pH=7）でした。[ 9 ]
生物学的代謝
プリミスルフロンは化学分解に加え、代謝も受けます。その一例はトウモロコシにおいて、プリミスルフロンはシトクロムP450によってヒドロキシピリミジンとヒドロキシ安息香酸に代謝されます。シトクロムP450は、いわゆるモノオキシゲナーゼと呼ばれる酵素の一種で、プリミスルフロンの基質に水酸基を組み込むことができます。この反応により、プリミスルフロンのフェニル基とピリミジン基は加水分解され、ヒドロキシピリミジンとヒドロキシ安息香酸が生成されます。[ 10 ]
毒性
プリミスルフロンが環境や人体に与える影響については、研究がほとんど行われていないため、十分に理解されていません。しかし、この研究は、プリミスルフロンに非常に類似した化学物質であるプリミスルフロンメチルについて行われています。[ 11 ]
プリミスルフロンメチルは人体に対して毒性物質ではなく、人体への蓄積性も考慮されていません。これはラットを用いた実験から結論付けられており、経口曝露ではLD50が5.050 mg/kg以上、経皮曝露では2.010 mg/kg以上です。しかし、水生生物に対しては非常に毒性が強く、藻類に対するEC50は0.098 mg/l（96時間）、ニジマスに対するLC50は210.0 mg/l（96時間）です。[ 11 ]
これらの知見とプリミスルフロンとプリミスルフロンメチルの類似性に基づくと、プリミスルフロンは水生生物に対してのみ毒性を示し、ヒトに対しては毒性がない可能性が高い。しかし、プリミスルフロンに関する研究は行われていないため、完全に確信を持って断言することはできない。[ 11 ]
参考文献
- ^ a b cプリミスルフロン。(2016年8月24日). プリミスルフロン. パシフィック・ノースウェスト害虫管理ハンドブック. https://pnwhandbooks.org/node/55/primisulfuron
- ^米国環境保護庁 (2015年11月4日). 除草剤. www.epa.gov. https://www.epa.gov/caddis/herbicides
- ^ a bハートフォードシャー大学 (2024). プリミスルフロン. Herts.ac.uk. https://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/535.htm
- ^ Zimdahl, RL (2015). 組換えDNA. 農業を変えた6つの化学物質, 2015. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-800561-3.00008-0
- ^ FAOLEX (2025). Fao.org. https://www.fao.org/faolex/results/details/en/c/LEX-FAOC103352/
- ^ a b cセッション2 新しい除草剤分子。https ://www.bcpc.org/wp-content/uploads/2022/05/BCPC-Weeds-Conference-1987-Vol-I-New-Herbicide-Molecules.pdfより
- ^ 「作用部位による除草剤の分類」2025年7月19日閲覧。
- ^ Harms, CT, Armour, SL, DiMaio, JJ, Middlesteadt, LA, Murray, D., Negrotto, DV, Thompson-Taylor, H., Weymann, K., Montoya, AL, Shillito, RD, & Jen, GC (1992). 変異アセトヒドロキシ酸合成酵素遺伝子の増幅による除草剤耐性. MGG Molecular & General Genetics, 233(3), 427–435. https://doi.org/10.1007/bf00265440
- ^ a b c d Braschi, I., Pusino, A., Gessa, C., & Bollag, JM (2000). 化学的および微生物学的プロセスの組み合わせによるプリミスルフロンの分解. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48(6), 2565–2571. https://doi.org/10.1021/jf990604q
- ^バレット, M. (1995). トウモロコシにおけるシトクロムP450による除草剤の代謝. 薬物代謝と薬物相互作用, 12(3-4). https://doi.org/10.1515/dmdi.1995.12.3-4.299
- ^ a b cプリミスルフロンメチル、32433; Sigma Aldrich、オランダ、2025年5月2日、https://www.sigmaaldrich.com/NL/en/sds/SIAL/32433 ?userType=undefined
