百草枯

物理性质

性状：固体。
溶解度：不溶于水。

性质与稳定性

速效、广谱、触杀型、灭生性除草剂。联吡啶阳离子迅速被植物叶子吸收后，在绿色组织中通过光合作用和呼吸作用被还原成联吡啶游离基，又经自氧化作用使叶组织中的水和氧形成过氧化氢和过氧游离基，破坏叶绿体层膜，使光合作用和叶绿素合成中止，促使干枯。该药剂在苗前使用，与土接触失去活性，对喷药后出土的农作物幼苗没有影响。对褐色树皮没有作用，木本植物树干安全。光照会增加药效发挥。阴天延缓药剂显效。在小麦、油菜收割后，不经翻耕，对前茬禾秆和田间杂草，直接用20%水剂30～45mL/100m²，对水3～4.5kg进行叶面处理。水稻收割后也可用此法。还可用于果园、桑园、橡胶园、茶园、水稻田、麦田杂草（牛毛毡、莎草科、看麦娘、猪殃殃、繁缕、狗尾草、蟋蟀草、竹叶草等），一般用20%水剂30～45mL/100m²，对水3.75kg喷雾。
百草枯是一个大品种非选择性除草剂，在作物出苗前使用，能触杀地面杂草，使之干枯，用于果园、桑园、橡胶园、稻田、旱地以及免耕种植地的除草。

合成方法

制备方法一
以吡啶与镁粉为原料，在钠沙引发下生成二聚物，然后用硝基甲烷氧化，经分离、结晶得4，4'-联二吡啶，收率53%。
4,4'-联二吡啶与氯乙酸作用，在NaH2PO4与EDTA二钠盐的催化作用下合成百草枯，收率97.7%。
或采用低温钠工艺：将金属钠溶于液氨中，得到带有自由电子的钠离子氨溶液。再在溶剂存在下与吡啶反应，于-30～-20℃二聚得4，4'-四氢联吡啶的二钠（离子态）。将其于-20～-0℃用空气氧化得4，4'-联吡啶，最后用水稀释，在压力下与氯甲烷反应合成百草枯。
制备方法二
吡啶先季碱化为N-甲基吡啶盐酸盐，再在催化剂存在下二聚得1，1'-二甲基-4，4'-二氢联吡啶，继而氧化得百草枯。该法收率高，工艺简单。技术关键是二聚反应及产品的后处理。
二聚反应使用的催化剂是氰化钠，溶剂为二甲基亚砜或醇-水（醇中水含量为10%～25%,不大于40%）。反应温度40～90℃，介擀为碱性；氧化过程常用氧化剂是二氧化硫、氯气等。反应条件不同，收率差别较大。实例1：将N-甲基吡啶氯化物3.1g溶于10mL水中，于室温氮气下，迅速加入搅拌着的2.5g氰化钠、1g氢氧化钠、40mL乙醇的混合液中，加毕加热回流1.5h，冷却，在紫色反应混合物中加入10mL液体二氧化硫，反应混合物变橙色，以N-甲基吡啶盐计收率94%。实例2：将N-甲基吡啶氯化物溶于10mL水中，于室温氮气下加2.5g氰化钠、1g氢氧化钠及40mL乙醇，室温下搅拌30min，再加热回流30min，冷却，鼓泡通氯气，直到反应混合物蓝色消失，再将反应液用碳酸钠中和至pH值9.2。以N-甲基吡啶氯化物计收率95%。
产品后处理方法有萃取法、络合法等。如萃取法：百草枯阳离子400份和N-甲基吡啶阳离子166份溶于10000份水中，真空浓缩，其残渣用20000份氯仿萃取3次，留下的残渣含百草枯阳离子398份，N-甲基吡啶氯化物1份。氯仿萃取液重复用水萃取之。

毒理学数据

大鼠急性经口LD₅₀为205mg/kg(112～150mg/kg)，小鼠143mg/kg（104mg/kg)。大鼠急性经皮LD₅₀500mg/kg，家兔为235mg/kg。大鼠2年饲喂试验无作用剂量为170mg/kg，狗为34mg/kg。动物试验未见致畸、致癌、致突变作用。鲤鱼LC₅₀为40mg/L （48h)，鳟鱼为68mg/L (48h)。对兔眼睛和皮肤有中度刺激作用，吸入可能引起鼻出血。