Interactions of calcium ions with weakly acidic active ingredients slow cuticular penetration: a case study with glyphosate.
J Agric Food Chem · 2004 · 52:6546-51 · PMID 15479021 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 원제
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
글리포세이트의 칼륨 및 칼슘 염은 글리포세이트산을 각각의 염기와 pH 4.0으로 적정하여 얻었으며, 이들 염이 분리된 아스토마투스 큐티클 막(CMs)을 통과하는 침투 속도는 20°C에서 습도 70%, 80%, 90%, 및 100% 조건에서 측정되었다. K-글리포세이트는 1차 침투 동역학을 보였으며, 침투 속도 상수(k)는 습도가 증가함에 따라 증가하였다. Ca-글리포세이트는 염 잔류물 위의 습도가 100%일 때만 침투하였다. 습도 90% 이하에서는 Ca-글리포세이트가 CMs 표면에 고체 잔류물을 형성하여 침투 측정이 불가능하였다. Ca-글리포세이트의 경우, 100% 습도에서의 k 값은 시간에 따라 감소하였고 초기 속도는 K-글리포세이트보다 3.68배 낮았다. Ca-글리포세이트에 당암산염(ammonium oxalate)을 등몰 농도로 첨가했을 때, 모든 습도 조건에서 K-글리포세이트로 측정한 것과 유사한 높은 침투 속도가 측정되었다. 암모늄 황산염이나 탄산칼륨을 첨가하는 것도 70~100% 습도 범위에서 속도를 증가시켰으나, 당암산염을 사용했을 때만큼 높지는 않았다. 이 데이터는 pH 4.0에서 $\text{Ca}^{2+}$ 이온 하나가 두 개의 글리포세이트 음이온과 결합함을 시사한다. 이 염은 용해점(deliquescence point)이 100% 습도 근처에 있어, 낮은 습도에서는 고체 상태이며 침투하지 않는다. 그 분자량은 K-글리포세이트보다 1.82배 커서, 심지어 100% 습도에서도 침투 속도를 크게 늦춘다. 시험된 첨가제들은 용해도 곱이 낮아 $\text{Ca}^{2+}$ 이온과 불용성 침전물을 형성하지만, 당암산염만이 $\text{Ca}^{2+}$를 정량적으로 결합시킨다. 생성된 글리포세이트의 암모늄 염은 70-100% 습도에서 K-글리포세이트와 유사한 속도로 침투한다. 이 결과는 글리포세이트에서 관찰되는 경수 길항 작용에 대한 이해를 높이는 데 기여한다. 다른 카르복실기를 가진 제초제나 호르몬들도 $\text{Ca}^{2+}$ 이온과 유사하게 반응할 가능성이 있다고 주장된다. 이러한 모든 경우에 있어 당암산염이 경수 길항 작용을 극복할 것으로 예상된다.ORIGINAL ABSTRACT
Potassium and calcium salts of glyphosate were obtained by titrating glyphosate acid with the respective bases to pH 4.0, and rates of penetration of these salts across isolated astomatous cuticular membranes (CMs) were measured at 20 degrees C and 70, 80, 90, and 100% humidity. K-glyphosate exhibited first-order penetration kinetics, and rate constants (k) increased with increasing humidity. Ca-glyphosate penetrated only when the humidity above the salt residue was 100%. At 90% humidity and below, Ca-glyphosate formed a solid residue on the CMs and penetration was not measurable. With Ca-glyphosate, the k value at 100% humidity decreased with time and the initial rates were lower than for K-glyphosate by a factor of 3.68. After equimolar concentrations of ammonium oxalate were added to Ca-glyphosate, high penetration rates close to those measured with K-glyphosate were measured at all humidities. Adding ammonium sulfate or potassium carbonate also increased rates between 70 and 100% humidity, but they were not as high as with ammonium oxalate. The data indicate that at pH 4.0 one Ca2+ ion is bound to two glyphosate anions. This salt has its deliquescence point near 100% humidity. Therefore, it is a solid at lower humidity and does not penetrate. Its molecular weight is 1.82 times larger than that of K-glyphosate, and this greatly slows down rates of penetration, even at 100% humidity. The additives tested have low solubility products and form insoluble precipitates with Ca2+ ions, but only ammonium oxalate binds Ca2+ quantitatively. The resulting ammonium salt of glyphosate penetrates at 70-100% humidity and at rates comparable to K-glyphosate. The results contribute to a better understanding of the hard water antagonism observed with glyphosate. It is argued that other pesticides and hormones with carboxyl functions are likely to respond to Ca2+ ions in a similar fashion. In all of these cases, ammonium oxalate is expected to overcome hard water antagonism.| 저자 | Schönherr, J.; Schreiber, L. |
|---|---|
| 저널 | Journal of agricultural and food chemistry |
| 권·호·쪽 | 52(21), 6546-51 |
| PMID | 15479021 |
| DOI | 10.1021/jf049500s |
| MeSH | Ammonium Sulfate; Calcium; Carbonates; Drug Interactions; Glycine; Hydrogen-Ion Concentration; Kinetics; Oxalates; Permeability; Plants; Potassium; Glyphosate |