RESUMO
Glyphosate is the herbicide with the greatest participation in the world market, and it has been used intensively in agriculture for over 30 years, especially because of its relatively low cost and high effectiveness on different species. This study describes a synthesis method of glyphosate in the form of the isopropylamine salt enriched in the stable nitrogen isotope (15N). The 15N-herbicide synthesis was performed using a phosphomethylation reaction with dialkyl phosphite and 15N-glycine. The tests were conducted at a microscale and equimolar quantities. A 20% yield was obtained at the established conditions. To test the effectiveness of the synthesized glyphosate, an experiment was performed in a growth chamber with the weed Lolium multiflorum (ryegrass), which is mentioned to be effectively controlled as indicated in package inserts ofisopropylamine salt-based products (glyphosate). The experimental design was completely randomized, with four replicates, and treatments consisted of isopropylamine salt sources at the commercial dose recommended for the product (720 g a.i. ha-1). The production of green and dry phytomass of the above-ground part and roots was evaluated 21 days after application (DAA), and the treatment toxicity was evaluated 7, 14, and 21 DAA. The isopropylamine salt sources did not differ, recognizing them as useful isotopic tracers.
O glifosato é o herbicida de maior participação no mercado mundial, sendo utilizado intensivamente na agricultura há mais de 30 anos, principalmente devido ao custo relativamente baixo e à alta eficiência sobre diferentes espécies. Descreve-se um método para a síntese do glifosato na forma do sal isopropilamina enriquecido no isótopo estável do nitrogênio (15N). A síntese do herbicida-15N foi realizada utilizando-se da reação de fosfometilação com diaquil fosfito e glicina-15N. Os testes foram realizados em microescala e em quantidades equimolares. Foi possível obter um rendimento de 20%. Para testar a eficiência do glifosato sintetizado, realizou-se experimento em câmara de crescimento com a planta daninha Lolium multiflorum (azevém), a qual é eficazmente controlada segundo à bula dos produtos a base do sal de isopropilamina (glifosato). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, sendo os tratamentos provenientes de fontes de sal de isopropilamina na dose comercial recomendada do produto (720 g i.a. ha-1). Avaliou-se a produção de fitomassa fresca e seca, da parte aérea e radicular, aos 21 dias após a aplicação (DAA), e a toxicidade dos tratamentos aos 7, 14 e 21 DAA. As fontes de sal de isopropilamina empregados não diferiram, o que deverá permitir sua utilização como traçador isotópico.
RESUMO
Glyphosate is the herbicide with the greatest participation in the world market, and it has been used intensively in agriculture for over 30 years, especially because of its relatively low cost and high effectiveness on different species. This study describes a synthesis method of glyphosate in the form of the isopropylamine salt enriched in the stable nitrogen isotope (15N). The 15N-herbicide synthesis was performed using a phosphomethylation reaction with dialkyl phosphite and 15N-glycine. The tests were conducted at a microscale and equimolar quantities. A 20% yield was obtained at the established conditions. To test the effectiveness of the synthesized glyphosate, an experiment was performed in a growth chamber with the weed Lolium multiflorum (ryegrass), which is mentioned to be effectively controlled as indicated in package inserts ofisopropylamine salt-based products (glyphosate). The experimental design was completely randomized, with four replicates, and treatments consisted of isopropylamine salt sources at the commercial dose recommended for the product (720 g a.i. ha-1). The production of green and dry phytomass of the above-ground part and roots was evaluated 21 days after application (DAA), and the treatment toxicity was evaluated 7, 14, and 21 DAA. The isopropylamine salt sources did not differ, recognizing them as useful isotopic tracers.
O glifosato é o herbicida de maior participação no mercado mundial, sendo utilizado intensivamente na agricultura há mais de 30 anos, principalmente devido ao custo relativamente baixo e à alta eficiência sobre diferentes espécies. Descreve-se um método para a síntese do glifosato na forma do sal isopropilamina enriquecido no isótopo estável do nitrogênio (15N). A síntese do herbicida-15N foi realizada utilizando-se da reação de fosfometilação com diaquil fosfito e glicina-15N. Os testes foram realizados em microescala e em quantidades equimolares. Foi possível obter um rendimento de 20%. Para testar a eficiência do glifosato sintetizado, realizou-se experimento em câmara de crescimento com a planta daninha Lolium multiflorum (azevém), a qual é eficazmente controlada segundo à bula dos produtos a base do sal de isopropilamina (glifosato). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, sendo os tratamentos provenientes de fontes de sal de isopropilamina na dose comercial recomendada do produto (720 g i.a. ha-1). Avaliou-se a produção de fitomassa fresca e seca, da parte aérea e radicular, aos 21 dias após a aplicação (DAA), e a toxicidade dos tratamentos aos 7, 14 e 21 DAA. As fontes de sal de isopropilamina empregados não diferiram, o que deverá permitir sua utilização como traçador isotópico.
RESUMO
Single superphosphate is currently one of the mostly used fertilizers as an alternative source for phosphorus and sulphur. Sulphur presents four stable isotopes (32S, 33S, 34S, and 36S) with natural abundances of 95.00; 0.76; 4.22; and 0.014% in atoms, respectively. Single superphosphate labeled with the 34S isotope was obtained from a chemical reaction in stoichiometric amounts between Ca(H2PO4)2 and Ca34SO4.2H2O. Calcium sulphate (Ca34SO4.2H2O) was enriched with 5.85 ± 0.01 atoms % of 34S. The Ca(H2PO4)2 reagent was obtained from a reaction between CaCl2.2H2O and H3PO4. The reaction between the Ca(H2PO4)2 thus produced and the labeled Ca34SO4.2H2O compound was then performed to obtain the 34S-labeled single surperphosphate. The thermal decomposition of the labeled superphosphate for the production of gaseous 34SO2 was carried out under a vacuum line at 900ºC in the presence of NaPO3. The isotopic determination of S (atoms % of 34S) was carried out on an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer. The production yield of Ca(H2PO4)2 and labeled single superphosphate were approximately 97 and 99% respectively, and the purity level of the labeled single superphosphate was estimated as 96%. No isotopic fractionation was observed in the production process of 34S-labeled single superphosphate.
O superfosfato simples é um dos fertilizantes mais utilizados atualmente como fonte de fósforo e uma alternativa para enxofre. O enxofre apresenta quatro isótopos estáveis, 32S, 33S, 34S e 36S, com abundância natural de 95,00; 0,76; 4,22 e 0,014% em átomos, respectivamente. O superfosfato simples marcado com 34S foi obtido a partir da reação química em proporção estequiométrica entre o Ca(H2PO4)2 e o Ca34SO4.2H2O. O Ca34SO4.2H2O foi enriquecido com 5,85 ± 0,01% em átomos de 34S. O Ca(H2PO4)2 foi obtido a partir da reação entre CaCl2.2H2O com o H3PO4. A decomposição térmica do superfosfato marcado para produção do 34SO2 gasoso foi realizada em linha de vácuo a 900ºC na presença de NaPO3. A determinação isotópica do S (% em átomos de 34S) foi realizada no espectrômetro de massas. O rendimento da produção do Ca(H2PO4)2 e do superfosfato simples marcado foi em média 97 e 99%, respectivamente, e a pureza do superfosfato marcado foi estimada como 96%. Não foi observado fracionamento isotópico no processo de produção do superfosfato simples marcado com 34S.
RESUMO
Single superphosphate is currently one of the mostly used fertilizers as an alternative source for phosphorus and sulphur. Sulphur presents four stable isotopes (32S, 33S, 34S, and 36S) with natural abundances of 95.00; 0.76; 4.22; and 0.014% in atoms, respectively. Single superphosphate labeled with the 34S isotope was obtained from a chemical reaction in stoichiometric amounts between Ca(H2PO4)2 and Ca34SO4.2H2O. Calcium sulphate (Ca34SO4.2H2O) was enriched with 5.85 ± 0.01 atoms % of 34S. The Ca(H2PO4)2 reagent was obtained from a reaction between CaCl2.2H2O and H3PO4. The reaction between the Ca(H2PO4)2 thus produced and the labeled Ca34SO4.2H2O compound was then performed to obtain the 34S-labeled single surperphosphate. The thermal decomposition of the labeled superphosphate for the production of gaseous 34SO2 was carried out under a vacuum line at 900ºC in the presence of NaPO3. The isotopic determination of S (atoms % of 34S) was carried out on an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer. The production yield of Ca(H2PO4)2 and labeled single superphosphate were approximately 97 and 99% respectively, and the purity level of the labeled single superphosphate was estimated as 96%. No isotopic fractionation was observed in the production process of 34S-labeled single superphosphate.
O superfosfato simples é um dos fertilizantes mais utilizados atualmente como fonte de fósforo e uma alternativa para enxofre. O enxofre apresenta quatro isótopos estáveis, 32S, 33S, 34S e 36S, com abundância natural de 95,00; 0,76; 4,22 e 0,014% em átomos, respectivamente. O superfosfato simples marcado com 34S foi obtido a partir da reação química em proporção estequiométrica entre o Ca(H2PO4)2 e o Ca34SO4.2H2O. O Ca34SO4.2H2O foi enriquecido com 5,85 ± 0,01% em átomos de 34S. O Ca(H2PO4)2 foi obtido a partir da reação entre CaCl2.2H2O com o H3PO4. A decomposição térmica do superfosfato marcado para produção do 34SO2 gasoso foi realizada em linha de vácuo a 900ºC na presença de NaPO3. A determinação isotópica do S (% em átomos de 34S) foi realizada no espectrômetro de massas. O rendimento da produção do Ca(H2PO4)2 e do superfosfato simples marcado foi em média 97 e 99%, respectivamente, e a pureza do superfosfato marcado foi estimada como 96%. Não foi observado fracionamento isotópico no processo de produção do superfosfato simples marcado com 34S.
RESUMO
Agricultural gypsum (CaSO4.2H2O) stands out as an effective source of calcium and sulfur, and to control aluminum saturation in the soil. Labeled as 34S it can elucidate important aspects of the sulfur cycle. Ca34SO4.2H2O was obtained by chemical reaction between Ca(OH)2 and H2(34)SO4, performed under slow agitation. The acid was produced by ion exchange chromatography using the Dowex 50WX8 cation exchange resin and a Na2(34)SO4 eluting solution. After precipitation, the precipitate was separated and dried in a ventilated oven at 60ºC. From 2.2 L H2SO4 0.2 mol L-1 and 33.6 g Ca(OH)2, 73.7 ± 0.6 g Ca34SO4.2H2O were produced on average in the tests, representing a mean yield of 94.6 ± 0.8%, with 98% purity. The 34SO2 gas was obtained from Ca34SO4.2H2O in the presence of NaPO3 in a high vacuum line and was used for the isotopic determination of S in an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer.
O gesso agrícola (CaSO4.2H2O) destaca-se como fonte eficiente de cálcio e enxofre e na redução da saturação de alumínio no solo. O 34S como traçador isotópico pode elucidar aspectos importantes no ciclo do enxofre. Para tanto o Ca34SO4.2H2O foi obtido por reação química entre o Ca(OH)2 e solução de H2(34)SO4, realizada sob agitação lenta. O ácido foi produzido por cromatografia de troca iônica, utilizando resina catiônica Dowex 50WX8 e solução eluente de Na2(34)SO4. Após a precipitação foi separado o precipitado e realizada a secagem em estufa ventilada à temperatura de 60ºC. Nos testes, a partir de 2,2 L de H2SO4 0,2 mol L-1 e 33,6 g de Ca(OH)2, foram produzidos em média 73,7 ± 0,6 g de Ca34SO4.2H2O representando um rendimento médio de 94,6 ± 0,8%, com pureza de 98%. A partir do Ca34SO4.2H2O na presença de NaPO3, em linha de alto vácuo, obteve-se o gás 34SO2 utilizado para a determinação isotópica do S no espectrômetro de massas ATLAS-MAT modelo CH-4.
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Agricultural gypsum (CaSO4.2H2O) stands out as an effective source of calcium and sulfur, and to control aluminum saturation in the soil. Labeled as 34S it can elucidate important aspects of the sulfur cycle. Ca34SO4.2H2O was obtained by chemical reaction between Ca(OH)2 and H2(34)SO4, performed under slow agitation. The acid was produced by ion exchange chromatography using the Dowex 50WX8 cation exchange resin and a Na2(34)SO4 eluting solution. After precipitation, the precipitate was separated and dried in a ventilated oven at 60ºC. From 2.2 L H2SO4 0.2 mol L-1 and 33.6 g Ca(OH)2, 73.7 ± 0.6 g Ca34SO4.2H2O were produced on average in the tests, representing a mean yield of 94.6 ± 0.8%, with 98% purity. The 34SO2 gas was obtained from Ca34SO4.2H2O in the presence of NaPO3 in a high vacuum line and was used for the isotopic determination of S in an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer.
O gesso agrícola (CaSO4.2H2O) destaca-se como fonte eficiente de cálcio e enxofre e na redução da saturação de alumínio no solo. O 34S como traçador isotópico pode elucidar aspectos importantes no ciclo do enxofre. Para tanto o Ca34SO4.2H2O foi obtido por reação química entre o Ca(OH)2 e solução de H2(34)SO4, realizada sob agitação lenta. O ácido foi produzido por cromatografia de troca iônica, utilizando resina catiônica Dowex 50WX8 e solução eluente de Na2(34)SO4. Após a precipitação foi separado o precipitado e realizada a secagem em estufa ventilada à temperatura de 60ºC. Nos testes, a partir de 2,2 L de H2SO4 0,2 mol L-1 e 33,6 g de Ca(OH)2, foram produzidos em média 73,7 ± 0,6 g de Ca34SO4.2H2O representando um rendimento médio de 94,6 ± 0,8%, com pureza de 98%. A partir do Ca34SO4.2H2O na presença de NaPO3, em linha de alto vácuo, obteve-se o gás 34SO2 utilizado para a determinação isotópica do S no espectrômetro de massas ATLAS-MAT modelo CH-4.