氯吡(英文名稱:Forchlorfenuron)又稱氯吡苯脲、氯吡苯脲、膨大劑、CCPU等,化學(xué)名稱為1-(2-氯-4-吡啶基)-3,-苯基脲,是細(xì)胞分裂素類的一種植物生長調(diào)節(jié)劑,化學(xué)式為C12H10ClN3O,摩爾質(zhì)量為247.68g/mol。氯吡脲為白色至類白色結(jié)晶粉末,有微弱吡味,難溶于水,常規(guī)條件下貯存穩(wěn)定。
氯吡脲是苯基脲類衍生物,可以通過調(diào)節(jié)作物內(nèi)的各種內(nèi)源激素水平來達(dá)到促進(jìn)生長的作用,被廣泛應(yīng)用于果樹、蔬菜、糧食作物等。殘留于果蔬中的氯吡脲可能會對人類及其他生物造成潛在的威脅,美國國家環(huán)境保護(hù)局在《農(nóng)藥毒性確認(rèn)和管理》中指出,長期接觸氯吡脲會引起體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的紊亂,造成肺氣腫和體型消瘦。
相關(guān)歷史
氯吡脲最早由美國Sandoz公司證明其具有植物生長調(diào)節(jié)功能,日本協(xié)和發(fā)酵工業(yè)株式會社開發(fā)此品種并申請專利。1980年,在日本植物凋節(jié)劑研究協(xié)會批準(zhǔn)下,以氯吡苯脲為名稱,并開始了日本全國范圍內(nèi)的效果實驗。中國于1987年由四川大學(xué)化學(xué)系合成。
生理作用
氯吡脲屬苯脲類細(xì)胞分裂素,其生理作用主要有:促進(jìn)細(xì)胞分裂,擴大細(xì)胞體積;促進(jìn)器官形成和蛋白質(zhì)的合成;增強抗逆性、延緩衰老;打破頂芽優(yōu)勢;誘導(dǎo)休眠芽的形成;促進(jìn)坐果、果實膨大;提高光合作用效率;誘導(dǎo)單性結(jié)實。其生理作用與一般嘌呤型細(xì)胞分裂素類似,但作用質(zhì)量濃度更低,活性更高。它在質(zhì)量濃度高時還可用作除草劑。例如氯吡脲對水稻離體葉片衰老具明顯的延緩效應(yīng),葉色加深,保綠效應(yīng)比嘌呤型細(xì)胞分裂素好,時間長,內(nèi)源乙烯放量比不用藥對照低。能提高光合作用,增強抗逆性和延緩衰老效應(yīng),尤其對瓜果類植物處理后促進(jìn)花芽分化,防止生理落果極其顯著,提高坐果率,使果實膨大的直觀效果明顯。
代謝
植物代謝
氯吡脲在不同植物中的代謝路徑都是相同的,都是由氯吡脲→3-羥基苯(4-羥基苯)-氯吡脲→3-苯糖苷(4-苯糖)-→氯吡脲→不可提取物?,F(xiàn)在還沒有有關(guān)氯吡脲對陸地植物毒性的研究,據(jù)美國EPA一篇報告報道,按62 g/hm2氯吡脲作用于10種陸地植物,導(dǎo)致0%~17% 的種子不發(fā)芽。
動物代謝
氯吡脲在鼠體內(nèi)的代謝主要是苯環(huán)的羥基化作用,只有少量的氯吡啶環(huán)發(fā)生改變。羥基-氯吡脲很快與硫酸鹽結(jié)合,隨尿排出,同時氯吡脲也發(fā)生甲基化、葡糖苷酸等其他羥基化作用以及羥基部分的其他改變。氯吡脲在鼠體內(nèi)的殘留為肝>腎>脂肪。 但氯吡脲在鼠體內(nèi)的代謝研究還不 能說明氯吡脲在所有動物體內(nèi)的代謝途徑。
應(yīng)用領(lǐng)域
氯吡脲作為一種新型高效植物生長調(diào)節(jié)劑,其生長促進(jìn)作用效果優(yōu)異,被廣泛應(yīng)用于果樹、蔬菜、糧食作物等。經(jīng)大量試驗表明,其對猴桃、葡萄、西瓜、黃瓜、臍橙、溫州蜜橘、梨、蘋果、荔枝效果極佳,能提高產(chǎn)量10%~50%。與赤霉素混用能解決生產(chǎn)雜交種過程中親本難保存、種子純度差和成本高的困難。
使用技術(shù)
膨大果實,改善品質(zhì)
獼猴桃謝花后20~25d,用0.1%藥液,浸漬幼果1次,可膨大果實。
枇杷浸幼果。果實膨大期對樹冠噴施2~3次,GA3加此效隆,可有效促進(jìn)果實的后期生長膨大,使果實提高品質(zhì),提早成熟上市。
葡萄用0.1%藥液在謝花后10~15d浸漬幼果穗??膳虼蠊麑?,提高可溶性固形物含量。
提高坐果率,增加產(chǎn)量
西瓜開花當(dāng)天或前一天,用0.1%藥液涂果柄,或噴液于授粉雌花的子房上,可提高坐瓜率、含糖量,增加產(chǎn)量。
黃瓜,在花期遇低溫陰雨光照不足、開花受精不良條件下,開花當(dāng)天或前一天用0.1%藥液涂抹瓜柄,可提高坐瓜率,提高產(chǎn)量。
香瓜,開花前以0.1%藥液涂果梗,可顯著提高甜瓜坐果率,增加甜瓜含糖量、改善品質(zhì),提高產(chǎn)量。
保鮮
葉菜類蔬菜賣采收后用2~5mg/L噴灑葉面或浸漬,可防止葉綠素降解,延長鮮活產(chǎn)品保鮮期。
促進(jìn)愈傷組織生長
煙草使用10mg/L氯此腺葉面噴施,可促進(jìn)愈傷組織生長。
相關(guān)事件
2011年5月,江蘇鎮(zhèn)江百余畝西瓜爆炸,疑似與膨大增甜劑有關(guān),后有媒體報道說旱后強降雨是西瓜“爆炸”主因。一時間人們對果蔬食用安全性憂心忡忡,同時也給監(jiān)管部門敲響了警鐘。但其原因是多種因素綜合引起的。第一,與種植的品種有關(guān)。此次出現(xiàn)“裂瓜”的西瓜品種叫“日本全能冠軍”,去年剛在當(dāng)?shù)匾M(jìn)推廣,其特點是皮薄、易裂。第二,是天氣因素和西瓜生長特點共同作用的結(jié)果。西瓜在經(jīng)歷長時間干旱后,短期內(nèi)大量吸收水分容易脹裂。今春以來江蘇省干旱較重,在出現(xiàn)“裂瓜”的前后幾天,恰逢當(dāng)?shù)叵铝舜笥?,在低洼地、水多的地方,西瓜吸收水分出現(xiàn)“裂瓜”情況比較多。第三,與膨大劑使用時期不當(dāng)有關(guān)。膨大劑一般應(yīng)在西瓜雌花開花的當(dāng)天或花前1至3天噴在瓜胎上,而且應(yīng)按登記時推薦的用量施用。而江蘇一些瓜農(nóng)是在西瓜已經(jīng)接近成熟時施用,容易出現(xiàn)裂瓜。這類問題是生產(chǎn)技術(shù)問題,而非質(zhì)量安全問題。
理化性質(zhì)
氯吡脲為白色至類白色結(jié)晶粉末,有微弱吡啶味,熔點165℃-170℃,難溶于水,易溶于甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑,常規(guī)條件下貯存穩(wěn)定。
制備方法
制備氯吡脲有以下三種方法:
①2-氯-4-氨基吡啶與苯異氰酸酯反應(yīng)。
②2-氯-4-吡啶異氰酸酯與苯胺反應(yīng)。
③2-氯-4-迭氮甲酰吡啶與苯胺反應(yīng)。
由于方法①的合成路線優(yōu)于后兩種方法,所以,實際生產(chǎn)中以2-氯-4-氨基吡啶與苯異酸反應(yīng)為主。該方法的反應(yīng)溶劑為苯(或甲苯)。反應(yīng)后的苯(或甲苯)中含有未反應(yīng)完的原料和副產(chǎn)物等雜質(zhì),并有一定顏色,稍放置便有沉淀,不便循環(huán)使用。
安全事宜
毒性
大鼠急性經(jīng)口LD504918mg/kg,急性經(jīng)皮LD50>2000mg/kg(兔)。LC50(96小時)虹鱒9.2mg/L。急性經(jīng)口LD50北美鴿>2250mg/kg。
健康危害
至今權(quán)威部門并未做出科學(xué)地檢驗分析以確定氯吡脲不會累積在人體內(nèi)或的確無害健康。有專家表示,雖然目前還沒有科學(xué)依據(jù)證明對人體有害,但是人們每天都會吃大量的水果和蔬菜,因此膨大劑會在人體內(nèi)不斷殘留,這些殘留物質(zhì)不斷的累積會不會對人體產(chǎn)生危害這一問題值得關(guān)注。與此同時,氯吡脲作為一種高活性的化合物,在促進(jìn)植物細(xì)胞分裂和增大的同時,對人類的副作用也逐漸被發(fā)現(xiàn)。這些化學(xué)物質(zhì)對人體的危害主要是神經(jīng)系統(tǒng)的危險,能造成兒童腦炎,發(fā)育不良,癡呆等。美國國家環(huán)境保護(hù)局在《農(nóng)藥毒性確認(rèn)和管理》中指出,長期接觸氯吡脲會引起體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的紊亂,造成肺氣腫和體型消瘦。
殘留檢測
關(guān)于氯吡脲殘留分析研究基本都采用液相色譜分析方法。 澳大利亞農(nóng)藥和獸藥局發(fā)布了氯吡脲在葡萄上的殘留分析方法,采用甲醇或甲醇-水(體積比1∶1 )提取,液-液分配凈化,高效液相色譜法(UV)檢測,氯吡脲在葡萄中的最小檢出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001 mg/kg。
法律法規(guī)
殘留于果蔬中的CPPU可能會對人類及其他生物造成潛在的威脅,美國國家環(huán)境保護(hù)局在《農(nóng)藥毒性確認(rèn)和管理》中指出,長期接觸CPPU會引起體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的紊亂,造成肺氣腫和體型消瘦。各國對食品中CPPU的最大殘留限量不同,范圍為0.01mg/kg~0.1mg/kg,如澳大利亞規(guī)定奇異果中CPPU的最大殘留限量為0.01mg/kg,美國為0.04mg/kg,歐盟為0.05mg/kg,日本為0.1mg/kg。中國規(guī)定食品中CPPU最大殘留限量為黃瓜、西瓜、甜瓜不大于0.1mg/kg,獼猴桃、葡萄、橙、枇杷不大于0.05mg/kg。
參考資料 >
Forchlorfenuron | C12H10ClN3O | CID 93379 - PubChem.PubChem.2023-06-09
膨大劑事件. 廣東省中山市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)與編碼所 .2023-08-25
農(nóng)科院專家回應(yīng)果蔬“膨大劑”使用的五大謎團(tuán).中國政府網(wǎng).2023-08-25
民生周刊.人民網(wǎng).2023-08-31