Imazethapyr (imazethapyr)

别名: 咪草烟;普杀特;2-[4,5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧代-1H-咪唑-2-基]-5-乙基-3-吡啶羧酸; 咪唑乙烟酸水剂; (RS)-5-乙基-2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)烟酸; 3-吡啶羧酸-2-[4,5-二氢-4-甲基-4-(1-甲基乙基)-5-氧-1H-咪唑-2-基]-5-乙基酯;普施特;灭草烟(普施特);豆草特水剂;咪草烟水剂;咪唑乙; 咪草烟;咪唑乙烟酸;咪草烟标准品;咪唑乙烟酸;咪唑乙烟酸 标准品;(RS)-5-乙基-2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-1H-咪唑啉-2-基)烟酸;ul于乙腈 标准品;豆草唑;咪唑乙烟酸
目录号: V64486 纯度: ≥98%
咪草烟是一种咪唑啉酮类农作物除草剂,可保护农作物免受杂草和一年生草的损害。
Imazethapyr (imazethapyr) CAS号: 81335-77-5
产品类别: Others 12
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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50mg
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产品描述
咪唑乙烟酸是一种咪唑啉酮类除草剂,用于农作物,可保护农作物免受杂草和一年生禾本科杂草的侵害。
咪唑乙烟酸(CAS 81335-77-5)是一种咪唑啉酮类除草剂,用于农业中选择性地防除大豆、花生和干豆等作物中的杂草和一年生禾本科杂草。其作用机制是抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)(又称乙酰羟基酸合成酶,AHAS),该酶是植物中支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)生物合成的关键酶。咪唑乙烟酸是一种小分子抑制剂,分子式为C15H19N3O3,分子量为289.33。它具有残留活性,可提供持久的杂草控制效果。该化合物还可用作植物生物化学和除草剂抗性研究的研究工具。
生物活性&实验参考方法
靶点
Imazethapyr targets the enzyme acetolactate synthase (ALS) (also known as acetohydroxyacid synthase, AHAS) in plants. ALS catalyzes the first step in the biosynthesis of the branched-chain amino acids valine, leucine, and isoleucine. These amino acids are essential for protein synthesis and plant growth. By binding to the active site of ALS and inhibiting its catalytic activity, Imazethapyr depletes branched-chain amino acid pools, leading to the cessation of cell division, plant growth arrest, and eventual plant death. Imazethapyr is selective because it has a higher affinity for the ALS enzyme in susceptible weeds compared to the enzyme in tolerant crops, though some crops have been genetically engineered for resistance. Imazethapyr does not target any mammalian enzymes (mammals do not synthesize branched-chain amino acids and lack ALS).
体外研究 (In Vitro)
咪唑乙烟酸是一种咪唑啉酮类除草剂,广泛应用于多种种植系统中,以提高作物产量,并保护大豆和花生免受杂草和一年生禾本科植物的侵害。咪唑乙烟酸会影响与光合作用相关的基因转录,抑制植物的抗氧化系统,并对叶绿素的合成产生影响[2]。
体外实验表明,咪唑乙烟酸是植物乙酰乳酸合酶 (ALS) 活性的强效抑制剂。在标准的无细胞酶活性测定中,ALS 可从植物组织(例如玉米或豌豆幼苗)中提取,或在大肠杆菌中表达重组 ALS。将该酶与丙酮酸(底物)、硫胺素焦磷酸(辅因子)和 FAD 在咪唑乙烟酸(1 nM 至 100 uM)存在下进行孵育。在 37°C 下孵育 60 分钟后,用硫酸终止反应,并将产物(乙酰乳酸)脱羧生成乙偶姻,通过比色法(肌酐/α-萘酚法)进行定量。咪唑乙烟酸对 ALS 的抑制作用 IC50 值通常在低纳摩尔至微摩尔范围内,具体数值取决于植物种类。例如,在对苋属植物(如反枝苋)敏感的ALS中,IC50值为10-50 nM,而在大豆等耐受性作物中,IC50值更高。该化合物不抑制任何哺乳动物酶,因为人类和动物体内不存在支链氨基酸合成途径。在植物细胞中,咪唑乙烟酸会降低游离缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的水平,从而导致植物生长停滞。
体内研究 (In Vivo)
在体内,咪唑乙烟酸用作作物苗后除草剂。施用后(通常以喷雾或颗粒剂形式),该化合物通过杂草的叶、茎和根吸收,并转运至生长点(分生组织),在那里抑制ALS活性。症状在施用后5-14天出现,包括黄化、生长受阻、坏死,最终导致植株死亡。该化合物对大豆等耐受性作物具有选择性,因为这些作物比敏感杂草更快地代谢该除草剂。在田间,咪唑乙烟酸提供残效控制,在土壤中保持活性数周至数月,具体取决于环境条件(pH值、湿度、温度)。咪唑乙烟酸不适用于动物或人类;它对哺乳动物没有治疗活性。不过,它可以作为实验室动物(例如大鼠)的研究工具,用于研究支链氨基酸耗竭对生理的影响,尽管这种情况并不常见。
酶活实验
一种用于评估咪唑乙烟酸对乙酰乳酸合酶 (ALS) 抑制活性的非细胞(无细胞)方案包括从植物组织中提取 ALS。将植物叶片(例如,5-7 日龄的玉米幼苗)在液氮中匀浆,并悬浮于提取缓冲液(100 mM K2HPO4,pH 7.5,10 mM 丙酮酸钠,5 mM MgCl2,0.5 mM 焦磷酸硫胺素 (TPP),10 uM FAD,10% 甘油和 1 mM DTT)中。将匀浆液过滤,并在 10,000 g 下离心 15 分钟以澄清上清液。用 50% 硫酸铵沉淀 ALS,然后进行透析。酶促反应在微量离心管中进行:50 uL 酶提取液,25 uL 反应缓冲液(200 mM K2HPO4,pH 7.5,20 mM 丙酮酸钠,10 mM MgCl2,1 mM TPP,20 uM FAD,2 mM DTT),以及浓度递增的咪唑乙烟酸(0-100 uM),总体积为 100 uL。反应在 37℃ 下孵育 60 分钟。加入 50 uL 6% H2SO4 终止反应,然后在 60℃ 下孵育 15 分钟,使乙酰乳酸脱羧生成乙偶姻。将100 uL 0.5%肌酸(溶于60% NaOH)和100 uL 5% α-萘酚(溶于60% NaOH)加入反应体系中,于60℃孵育15分钟,测定乙偶姻的含量。冷却后,于525 nm处测定吸光度。根据标准曲线计算乙偶姻的含量。以抑制率对咪唑乙烟酸浓度作图,确定IC50值。
细胞实验
由于咪唑乙烟酸是一种针对植物的除草剂,体外细胞实验方案通常使用植物细胞培养物而非动物细胞。例如,本文描述了一种使用烟草亮黄-2 (BY-2) 细胞的实验方案。BY-2 细胞在含有 3% 蔗糖、0.2 ug/mL 2,4-二氯苯氧乙酸 (2,4-D) 和 0.1 uM KH2PO4 的 Murashige 和 Skoog (MS) 培养基中培养,置于 25℃、黑暗条件下,在 130 rpm 的摇床上摇动培养。细胞每周传代一次。实验时,将 1 mL 培养 3 天的 BY-2 细胞悬液转移至 24 孔板的每个孔中。向培养基中加入咪唑乙烟酸(溶于 DMSO 或乙醇),使其最终浓度范围为 0.1 nM 至 100 uM。实验中包含溶剂对照(0.1% DMSO 或乙醇)。细胞在 25℃ 避光培养 2-7 天。细胞生长通过离心后测定细胞压积 (PCV) 或测定干重来评估。细胞活力通过荧光素二乙酸酯 (FDA) 染色(活细胞吸收 FDA 并发出绿色荧光)或三苯基四氮唑氯化物 (TTC) 还原为甲臜来测定。计算抑制细胞生长 50% 的浓度 (IC50)。对于机制研究,可在 24-48 小时后收集细胞,并通过高效液相色谱法 (HPLC) 分析支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)的含量。
动物实验
由于咪唑乙烟酸是一种除草剂,因此没有标准的体内动物试验方案,但提供了一种植物模型方案,用于在温室条件下评估其除草活性。将目标杂草(例如,反枝苋,又称红根苋)和耐受作物(例如,大豆,又称大豆)的种子分别播种在直径为10厘米的花盆中,花盆内装有标准盆栽混合土。将花盆置于温室中,在自然光照(或辅以600瓦高压钠灯,14小时光照/14小时黑暗)下,昼夜温度分别为25℃和20℃,相对湿度为60-70%。幼苗出土后,每盆保留5-10株。咪唑乙烟酸以可溶性浓缩物(例如,铵盐)的形式配制。在植株长至2-4叶期(播种后约10-14天),使用实验室喷雾器(喷雾量为200升/公顷)施用不同浓度的咪唑乙烟酸(有效成分浓度分别为0、1、5、10、25、50、100和200克/公顷)。喷嘴距离植株冠层上方50厘米。每个处理设置4个重复盆栽,每个品种各4个重复。施药后,将植株移回温室。分别于施药后7、14和21天(DAT)进行药害目测评估(坏死、黄化和生长抑制的百分比),评估等级为0(无影响)至100(完全死亡)。在施药后21天,将植株地上部分齐土剪下,并称量鲜重。鲜重减少(%)是相对于未处理的对照组计算的,并且计算 GR50(导致 50% 生长减少的剂量)。
药代性质 (ADME/PK)
吸收、分布和排泄
在大鼠中,口服给药后24小时内,92%的药物经尿液排出,5%经粪便排出。48小时后,血液、肝脏、肾脏、肌肉和脂肪组织中的残留浓度均低于0.01 ppm。代谢/代谢物:在一项大鼠代谢研究中,几乎100%的放射性标记测试物质(咪唑啉)在96小时内从排泄物中回收(89-95%经尿液排出,6-11%经粪便排出)。超过95%的口服剂量在最初31小时内排出。尿液和粪便中的主要残留物是母体化合物。约2%的口服剂量代谢并以CL 288511(咪唑啉的1-羟乙基衍生物)的形式排出。大部分给药物质以未修饰的母体化合物形式(>97%)经尿液排出,而CL 288511的排出量极少。在高剂量组中,未修饰的母体化合物是雄性和雌性动物粪便中的主要成分,尤其是在给药后12小时内。CL 288511是主要代谢物。此外,还检测到高浓度的未知代谢物。在低剂量组中,粪便中检测到六种成分:母体化合物、CL 288511、上述未知代谢物以及三种浓度较低的未知代谢物。在非敏感植物中,代谢迅速(大豆中1.6天内损失50%)。
咪唑乙烟酸的药代动力学 (PK) 数据主要来自农业和环境毒理学研究。大鼠口服咪唑乙烟酸后,药物迅速吸收,并在 1-2 小时内达到血浆峰浓度 (Cmax)。血浆消除半衰期 (t½) 约为 2-5 小时。该化合物主要通过吡啶环羟基化代谢,并经尿液 (50-70%) 和粪便 (20-30%) 排泄。咪唑乙烟酸对哺乳动物的全身毒性较低,且不会在组织中蓄积。在植物中,咪唑乙烟酸被根和叶吸收,并通过木质部和韧皮部运输至生长点。在耐受作物(例如大豆)中,它经细胞色素 P450 酶代谢为无活性的羟基化代谢物,这些代谢物迅速与葡萄糖结合并被隔离。在敏感杂草中,代谢缓慢,该化合物会在生长点积累。土壤降解是通过微生物代谢发生的,其在土壤中的半衰期为30-60天,具体时间取决于温度、pH值和湿度。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
毒性数据
LC50(大鼠)= 3,270 mg/m³ 非人类毒性值 LD50(大鼠,口服)>5000 mg/kg LD50(兔,皮肤)>2000 mg/kg LC50(大鼠,吸入)3.27 mg/L / 持续时间未指定 /
咪唑乙烟酸是一种除草剂,因此,其在哺乳动物和环境中的毒理学特征已得到充分研究。在大鼠急性毒性研究中,其口服LD50 > 5000 mg/kg,表明其急性毒性较低(美国环保署毒性分类III/IV类)。其皮肤LD50 > 2000 mg/kg,吸入LC50 > 5.4 mg/L。咪唑乙烟酸不刺激皮肤和眼睛,也不引起皮肤致敏。在亚慢性毒性研究(大鼠90天喂养试验)中,其未观察到不良反应剂量(NOAEL)约为1000 mg/kg/天,仅在高剂量下才会出现不良反应(体重增长减少、肝脏重量增加)。咪唑乙烟酸不具有遗传毒性(Ames试验、染色体畸变试验和微核试验结果均为阴性),且长期研究表明其不具有致癌性。在剂量高达1000 mg/kg/天时,该化合物不具有生殖毒性或发育毒性。该化合物对水生植物(藻类)具有高毒性,但对鱼类、水蚤和鸟类具有低至中等毒性。该化合物仅供农业用途,不得用于人类食用或治疗用途。处理该原药时应遵循标准安全预防措施。
参考文献
[1]. Luca Carena, et al. Modelling the photochemistry of imazethapyr in rice paddy water. Sci Total Environ. 2018 Dec 10;644:1391-1398.
[2]. Yanqiang Zhou, et al. Preparation of Imazethapyr Surface Molecularly Imprinted Polymers for Its Selective Recognition of Imazethapyr in Soil Samples. J Anal Methods Chem. 2018 Sep 30;2018:7535417.
其他信息
咪唑乙烟酸(IZR)是一种属于吡啶类化合物的芳香族羧酸。作用机制:IZR被植物根和叶吸收后,被运输到分生组织区域,在那里抑制缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,从而阻止细胞分裂。IZR、咪唑啉酮(IMZC)、咪唑啉酮(IMZT)、咪唑啉酮(IMZX)和咪唑喹啉(IMZQ)……均属于咪唑啉酮(IMI)类除草剂。它们的作用机制是抑制乙酰羟基酸合酶(AHAS),该酶参与亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的生物合成。
咪唑乙烟酸是一种咪唑啉酮类除草剂,可抑制乙酰乳酸合成酶(ALS),ALS是支链氨基酸生物合成的关键酶。它用于大豆、花生和干豆等作物出苗前和出苗后防除阔叶杂草和禾本科杂草。该化合物具有残效,可延长杂草防除时间。由于其在耐受作物中的代谢差异,因此具有选择性。咪唑乙烟酸的分子式为C15H19N3O3,分子量为289.33。它是一种白色至类白色固体,熔点为140-145℃。该化合物微溶于水(25℃,pH 7时溶解度约为1.4 g/L),可溶于有机溶剂。截至2026年,咪唑乙烟酸已在许多国家获准用于农业,但尚未获准用于人类或动物的治疗用途。仅供科研和农业用途。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C15H19N3O3
分子量
289.33
精确质量
289.143
CAS号
81335-77-5
相关CAS号
101917-66-2 (ammonium-salt)
PubChem CID
54740
外观&性状
White to off-white crystalline solid
Off-white to tan solid
密度
1.28 g/cm3
沸点
446.8ºC at 760 mmHg
熔点
173 °C
闪点
224ºC
LogP
1.397
tPSA
91.65
氢键供体(HBD)数目
2
氢键受体(HBA)数目
5
可旋转键数目(RBC)
4
重原子数目
21
分子复杂度/Complexity
475
定义原子立体中心数目
0
SMILES
O=C(C1C(C2NC(C(C)C)(C)C(=O)N=2)=NC=C(CC)C=1)O
InChi Key
XVOKUMIPKHGGTN-UHFFFAOYSA-N
InChi Code
InChI=1S/C15H19N3O3/c1-5-9-6-10(13(19)20)11(16-7-9)12-17-14(21)15(4,18-12)8(2)3/h6-8H,5H2,1-4H3,(H,19,20)(H,17,18,21)
化学名
5-ethyl-2-(4-methyl-5-oxo-4-propan-2-yl-1H-imidazol-2-yl)pyridine-3-carboxylic acid
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
DMSO: 83.33 mg/mL (288.01 mM)
溶解度 (体内实验)
配方 1 中的溶解度: ≥ 2.08 mg/mL (7.19 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将100 μL 20.8 mg/mL澄清DMSO储备液加入400 μL PEG300中,混匀;然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80,混匀;加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备:将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中,得到澄清溶液。

配方 2 中的溶解度: ≥ 2.08 mg/mL (7.19 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将 100 μL 20.8 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中,混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备(4°C,1 周):将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中,得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.08 mg/mL (7.19 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加,逐一添加), 澄清溶液。
例如,若需制备1 mL的工作液,可将 100 μL 20.8 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。


请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 3.4563 mL 17.2813 mL 34.5626 mL
5 mM 0.6913 mL 3.4563 mL 6.9125 mL
10 mM 0.3456 mL 1.7281 mL 3.4563 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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