DİQUAT

Diquat, bipiridilyum herbisitleri ailesine ait, seçici olmayan, temas etkili bir herbisittir.
Diquat esas olarak istenmeyen bitki örtüsünün ve sucul yabancı otların hızlı kontrolü için kullanılır.
Diquat esas olarak doğrudan temas ettiği bitki dokuları üzerinde etki gösterir ve genellikle nispeten hızlı herbisidal aktivite ile karakterize edilir.

CAS No.: 85-00-7
Kimyasal Adı: Diquat dibromür
CBNumber: CB4384274
Moleküler Formül: C12H12Br2N2
Moleküler Ağırlık: 344.05
MDL Numarası: MFCD01074187
MOL Dosyası: 85-00-7.mol

Eş Anlamlılar: DIQUAT DIBROMIDE D4,pp100,Dquat,reglon,Reward,Reglox,KIAA0571,preeglone,weedtrine-d,ortho-diquat

Kimyasal ve Fiziksel Özellikler
Formül (Diquat iyonu): C₁₂H₁₂N₂²⁺
Moleküler Ağırlık: 184.24 g/mol (iyon); 344.05 g/mol (dibromür tuzu)
Görünüm: Genellikle sarımsı veya kahverengimsi sulu çözelti olarak işlenir.
Etki Mekanizması: Serbest radikal oluşumu yoluyla çalışır ve fotosentez sırasında hücre zarlarını bozar.

Açıklama

Diquat (DQ), 1950'lerden beri kullanılan bir bipiridil herbisittir.
Diquat, hızlı etkili ve seçici olmayan, genel kullanımlı bir herbisit olarak kullanılır.
Ayrıca, DQ tüketiminin ortalama %90'ının Kuzey Amerika, Avrupa, Avustralya ve Japonya'da gerçekleştiği bildirilmektedir.

Diquat, esas olarak uygulamaya doğrudan maruz kalan bitki dokuları üzerinde etki gösteren seçici olmayan, temas etkili bir herbisittir.
Diquat, bitki hücrelerinde reaktif oksijen türleri oluşturan redoks reaksiyonları yoluyla işlev gören kuaterner bir bipiridil bileşiğidir.
Bu reaksiyonlar hücre zarlarında hızlı hasara neden olarak doku kuruması ve bitki ölümüne yol açar.

Diquat, bromür veya klorür gibi karşı iyonlarla tuz oluşturduğunda doku kuruması ve yaprak dökümü meydana getiren temas etkili bir herbisit olarak kullanılan organik bir dikatyonun ISO ortak adıdır.
Diquat, Avrupa Birliği'nde artık kullanım için onaylanmamaktadır, ancak ABD dahil olmak üzere diğer birçok ülkedeki kaydı hâlen geçerlidir.

Diquat, hızlı etkili, temas etkili bir bipiridilyum herbisiti ve bitki kurutucusudur.
Temel kimyasal profili, ChemicalBook veritabanındaki Diquat Dibromide kayıtlarında sıklıkla belirtildiği üzere, dibromür tuzu için Diquat'ı CAS Kayıt Numarası 85-00-7 altında listeler.

Diquat, bipiridilyum sınıfına ait hızlı etkili, seçici olmayan temas etkili bir herbisittir.
Geniş bir yıllık ve çok yıllık yabancı ot yelpazesinin kontrolü ve bitki örtüsü yönetimi için yaygın olarak kullanılır.

Kimyasal Özellikler
Soluk sarı kristaller; monohidrat oluşturur; erime noktası 320°C (608°F) (ayrışır); suda kolayca çözünür, organik çözücülerde çözünmez; asitlerde veya nötr çözeltide stabildir.

Kimyasal Özellikler
Diquat, bir etilen köprüsü ile birbirine bağlanmış iki piridinyum halkası içeren kuaterner amonyum bileşiğidir.
Ticari aktif madde yaygın olarak diquat dibromür şeklinde sağlanır ve burada pozitif yüklü diquat katyonu bromür iyonları ile ilişkilidir.
Diquat suda yüksek oranda çözünür ve güçlü iyonik karaktere sahiptir.
Herbisidal aktivitesi, bitki hücreleri içerisindeki elektron transferi reaksiyonlarına katılabilme yeteneği ile ilişkilidir ve bunun sonucunda reaktif oksijen türleri oluşur.

Kullanımlar
Meyve ve sebze ürünlerindeki geniş yapraklı yabancı otları kontrol etmek için kullanılan seçici olmayan temas etkili herbisit.
DQ, paraquat'a benzer şekilde kullanılır.
Diquat ağırlıklı olarak paraquat ile karışım halinde bulunur ve Weedol ve Pathclear olarak satılır.
DQ'nun tek başına en yaygın kullanılan formülasyonu olan Reglone, litre başına 200 g DQ dibromür içeren sulu bir çözeltidir.
DQ, ürün yetiştirilmeyen arazilerde genel yabancı ot kontrol maddesi olarak kullanılmasının yanı sıra pamuk, keten ve yonca gibi ürünlerde hasat öncesi kurutucu olarak kullanılır.
Ayrıca, satılan tüm DQ'nun yaklaşık üçte biri, yüzeyde çıkan ve yüzey altındaki sucul yabancı otların kontrolünde kullanılır.
Diquat Dibromür, herbisidal bir kurutucudur.

Avantajlar
Diquat, hızlı temas etkisiyle bilinir ve uygulamadan nispeten kısa bir süre sonra görünür etkiler sağlayabilir.
Diquat esas olarak doğrudan temas ettiği bitki dokularına zarar verdiğinden, hızlı bitki örtüsü baskılanması veya kurutulmasının gerekli olduğu durumlarda kullanışlıdır.

Üretim Yöntemleri
Diquat dibromürün ticari üretimi çok aşamalı bir işlemi içerir.
Diquat, kontrollü sıcaklık ve basınç altında asetonitril gibi polar bir çözücü içerisinde 2,2'-bipiridinin 1,2-dibromoetan ile kuaternizasyonu ile başlar ve bunun sonucunda halkalı etilen köprülü bipiridilyum yapısı oluşur.
Reaksiyon karışımı daha sonra dibromür formunu sağlamak amacıyla bromür tuzlarıyla işleme tabi tutulur.

Tarihçe
Diquat'ın herbisidal özellikleri, İngiltere'nin Blackley kentindeki ICI Boyar Maddeler Bölümü'nde ilk sentezinden sonra, 1955 yılında Jealott's Hill'deki Imperial Chemical Industries (ICI) laboratuvarlarında tanındı.
Diquat, dönüm başına 0.1 lb kadar düşük uygulama oranlarında test bitkileri üzerinde aktifti.
Diquat'ın, yalnızca indirgeyici maddeler tarafından radikal katyonlara dönüştürülebilen kuaterner tuzların herbisidal aktiviteye sahip olduğu ve bunlardan bir diğerinin paraquat olduğu; paraquat'ın seçici olmayan bir herbisit olarak diquat'tan daha etkili olduğu bulundu.
Diquat'ın ticarileştirilmesine yönelik ilk girişimler, geniş yapraklı yıllık yabancı otları kontrol etme yeteneğine odaklanırken tahıl ürünlerine verilen zarar karşılaştırmalı olarak düşüktü.
Ancak ICI'nin MCPA'sı da dahil olmak üzere oksin herbisitleri daha seçiciydi ve bu nedenle diquat'ın bu kullanımı cazip değildi.
Bunun yerine diquat, 1950'lerin sonlarında patates gibi ürünlerin hasadında yaygınlaşmaya başlayan özel mekanize ekipmanların kullanımıyla birleştirildi.
Bu kullanımda bir endişe, bileşiğin sap ucu çürümesine neden olabilme ihtimaliydi, ancak bu sorunun üstesinden gelen protokoller geliştirildi ve Diquat, 1961 yılında patates yaprak ve saplarının kurutulması amacıyla ticari olarak piyasaya sunuldu.
1960'ların ortalarında diquat'ın kullanımı ayçiçeği, keten tohumu, pamuk ve soya gibi yağlı tohumlu ürünlerin hasat öncesi kurutulmasına genişletildi.
Aktif maddeye ilişkin patent artık tüm ülkelerde sona ermiştir.

Kullanım
Tüm pestisitlerin, kullanılacakları ülkedeki uygun makamlardan kayıt almaları gerekmektedir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde Çevre Koruma Ajansı (EPA), Federal İnsektisit, Fungisit ve Rodentisit Yasası (FIFRA) ve Gıda Kalitesini Koruma Yasası (FQPA) kapsamında pestisitlerin düzenlenmesinden sorumludur.
Bir pestisit yalnızca satış sırasında ürüne dahil edilen etiketteki talimatlara uygun olarak yasal şekilde kullanılabilir.
Etiketin amacı, insan sağlığı ve çevreye yönelik riskleri en aza indirirken etkili ürün performansı için açık talimatlar sağlamaktır.
Etiket, pestisitin nasıl kullanılabileceğini ve kullanılması gerektiğini belirleyen yasal olarak bağlayıcı bir belgedir ve pestisitin kullanımı sırasında etikette yazılı talimatlara uyulmaması federal bir suçtur.

Avrupa Birliği içerisinde pestisitlerin onayı ve ruhsatlandırılması için iki aşamalı bir yaklaşım kullanılmaktadır.
İlk olarak, formüle edilmiş bir ürünün pazara sunulmak üzere geliştirilmesinden önce aktif madde Avrupa Birliği için onaylanmalıdır.
Bu gerçekleştirildikten sonra, başvuru sahibinin Diquat'ı satmak istediği her Üye Devlet için belirli ürünün ruhsatlandırılması talep edilmelidir.
Daha sonra, gıdalardaki pestisit kalıntılarının Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi tarafından belirlenen sınırların altında olduğundan emin olmak amacıyla bir izleme programı yürütülür.
Diquat 1960'lardan itibaren birçok Avrupa ülkesinde kullanılmış olsa da bir Avrupa Birliği direktifi, 12 Ekim 2018 tarihinden itibaren herhangi bir kullanım için onayını kaldırmıştır.

Diquat'ın 2018'e Kadar ABD'deki Kullanımı (ABD Jeoloji Araştırması tarafından tahmin edilmiştir)

Diquat alışılmadık bir herbisittir çünkü Diquat çoğunlukla yabancı ot kontrolü için kullanılmaz; bunun yerine doğrudan olgun ürünlere uygulanır.
Bu durum kurutmaya neden olarak özellikle mekanize ekipmanlarla ürünün hasat edilmesini kolaylaştırır.
Çiftçi açısından avantaj, hasat tarihini öne çekmek, hasat için gereken süreyi azaltmak ve tohum ürünleri söz konusu olduğunda tohumun nem içeriğini azaltarak kullanılabilir verimini artırmak olabilir.
Çiftçiler ekonomik çıkarları doğrultusunda hareket edebilir: bu faydaların değeri tahmin edilebilir ve havadan püskürtme maliyeti gibi maliyetler de dahil olmak üzere herbisitin kullanımına ilişkin toplam maliyet, satın alma kararını etkiler.
Son kullanıcı tarafından yapılan bu maliyet-fayda analizi, tedarikçinin talep edebileceği azami fiyatı belirler.

Geleneksel bir yabancı ot kontrol herbisiti olarak kullanıldığında diquat, yalnızca yeşil doku ile temas ettiğinde etkili olduğundan yabancı otlar çıktıktan sonra uygulanmalıdır.
Bu kullanımda Diquat güneş ışığında hızlı etki gösterir ve geniş yapraklı yabancı otlarda çimlerden daha etkilidir.
Diquat'ın diğer herbisitlerle karıştırılması da mümkündür.
ABD tarımında diquat'ın tahmini yıllık kullanımı ABD Jeoloji Araştırması tarafından haritalandırılmıştır.
Bu kullanımın oldukça istikrarlı olduğunu ve rakamların mevcut olduğu en son yıl olan 2018'de, neredeyse tamamen meyve ve sebze ürünlerinde olmak üzere yıllık yaklaşık 300.000 pound (140.000 kg) olduğunu göstermektedir.

Tarımın dışında diquat, Kaliforniya Deltası'ndaki su altında bulunan sucul bitki örtüsü gibi istilacı türleri kontrol etmek için de kullanılır.
Kaliforniya'daki kamu içme suyu, Kaliforniya Eyalet Su Projesi'nin bir parçası olarak delta üzerinden sağlandığından, bu pestisitin eser miktarları eyaletin su tedarikinin büyük bölümünde bulunur.

Sağlık Tehlikesi
Diquat dibromürün akut toksisitesi çoğu türde orta ila yüksektir.
Evcil hayvanlarda toksisitesi küçük laboratuvar hayvanlarındakinden daha fazladır.
İnekler, köpekler, tavşanlar ve farelerde oral LD50 değeri sırasıyla 30, 187, 188 ve 233 mg/kg'dır.
Akut toksisite belirtileri uyku hali, uyuşukluk, göz bebeklerinde genişleme ve solunum sıkıntısıdır.
Bu bileşiğe uzun süreli maruz kalma deney hayvanlarında katarakta neden olmuştur.
Sıçanlara diquat dibromürün trakea içinden uygulanması akciğerde toksik etkiler göstermiş ve akciğer hasarına neden olmuştur.
Ancak ağız yoluyla veya damar içi yollardan uygulandığında akciğer üzerinde toksik etki görülmemiştir.

Yanıcılık ve Patlayıcılık
Sınıflandırılmamıştır.

Etki Mekanizması
Seçici olmayan, temas yoluyla yapraklardan emilir, bazı kurutucu etkiler gösterir.
Fotosistem I (elektron taşınımı) inhibitörüdür.

Güvenlik Profilİ
Yutma, deri altı, damar içi ve karın içi yollarla zehirlidir.
Deneysel teratojenik ve üreme etkileri bildirilmiştir.
Deri ve göz tahriş edicisidir.
İnsan mutasyon verileri bildirilmiştir.
Ayrışacak şekilde ısıtıldığında çok zehirli NOx ve Br− dumanları çıkarır.
Ayrıca PARAQUAT'a bakınız.

Çevresel Akıbet
Biyolojik.
Ötrofik su ve sedimentlerde aerobik ve anaerobik koşullar altında diquat'ın mineralizasyon hızı çok düşüktür.
65 gün sonra uygulanan miktarın (5 μg/mL) yalnızca %0.88 ve %0.21'i karbon dioksit olarak açığa çıkmıştır.
Diquat, mikroorganizmalar içeren besin çözeltilerinde kolayca karbon dioksite mineralize olur.
Diquat'ın yarısını adsorbe edecek miktarda montmorillonit kilinin eklenmesi karbon dioksit miktarını %50 azaltmıştır.
Kaolinit kili ilavelerinin mikroorganizmalar tarafından bozundurulan diquat miktarı üzerinde etkisi olmamıştır.

Fotolitik.
Diquat'ın maksimum absorpsiyonu 310 nm'dir.
Bir diquat çözeltisinin (0.4 mg/100 mL) güneş ışığına maruz bırakılması, ana metabolit olarak 1,2,3,4-tetrahidro-1-okzopirido[1,2-a]-5-pirazinyum klorür (TOPPS) oluşturmuştur.

Kimyasal/Fiziksel.
320°C'de ayrışır ve toksik bromürler ve azot oksit dumanları çıkarır.
Diquat suyu absorbe ederek iyi tanımlanmış, soluk sarı kristalin hidrat oluşturur.
Sulu alkali çözeltilerde diquat ayrışarak az miktarda dipiridon da dahil olmak üzere kompleks renkli ürünler oluşturur.

Toksisite Değerlendirmesi
DQ, redoks döngüsü gerçekleştirebilen bir dipiridil bileşiğidir.
DQ, bir serbest radikal oluşturmak üzere indirgenebilir.
Diquat daha sonra bu elektronu moleküler oksijene aktararak süperoksit anyonu oluşturabilir.
Bu redoks döngüsü mekanizması, DQ'nun reaktif oksijen türleri (ROS) oluşturmasına ve bunun sonucunda oksidatif strese, hücresel makromoleküllerde hasara ve hatta hücre ölümüne yol açmasına olanak tanır.
Standart redoks potansiyeli (E0) nedeniyle DQ, paraquat'a kıyasla elektron kabul etmeye daha yatkındır.
Bu özellik nedeniyle DQ'nun eşdeğer konsantrasyonlarda paraquat'a kıyasla daha fazla ROS oluşturması beklenmektedir.
İn vitro çalışmalar, ROS üretimi için DQ'nun izole mitokondrilerde mitokondriyal kompleks I ve III'e, orta beyin nöronal kültürlerinde ise öncelikle kompleks III'e bağlı olduğunu göstermiştir.
DQ uygulaması NADPH tükenmesine, lipid peroksidasyonuna, hücre içi redoks durumunun değişmesine ve ferritine bağlı demir depolarının serbest bırakılmasına yol açabilir.

Kullanımlar ve Güvenlik
Uygulamalar: Sucul yabancı ot kontrolü, hasat öncesi ürün kurutma ve geniş yapraklı yabancı otların ortadan kaldırılması için kullanılır.
Toksisite: Akut yutma veya yüksek düzeyde mesleki maruziyet durumunda toksik konvülzan olarak etki gösterir.
Uygun güvenlik ekipmanı gereklidir.