乙烯利
发布日期:2018/7/17 10:28:59
【背景及概况】[1][2]
乙烯利（CEPA）化学名称为2一氯乙基磷酸，是一种人工合成的低毒的植物生长调节剂，是通过释放的乙烯起作用。19世纪初期Neljubow发现了乙烯能够调节植物生长发育，1934年Gane发现乙烯是植物的一种天然产物（内源激素）。研究证明，几乎所有的植物组织和器官都产生乙烯，植物体内乙烯的生理作用与其生长之间有着紧密关系。由于乙烯是一种气体，几乎不能在田间及室外应用，在应用上有很大的局限性。1968年，美国通过人工合成了能够释放乙烯的化学试剂一乙烯利，乙烯利进入植物体内便靠细胞质内的化学分解而释放出乙烯，对植物的生长起到调节作用。乙烯利是一种植物生长调节剂，在pH<3.5的水溶液中极为稳定，当pH>4便分解释放出乙烯，乙烯是迄今为止发现的结构最简单的广泛存在于植物各部位的植物激素，植物从种子萌发到衰老死亡都有乙烯参与。高等植物的所有组织或器官，如叶、茎、根、花、果实、块茎、种子及幼苗在一定条件下都会产生乙烯，在果实成熟过程中，乙烯通过活化磷酸酯酶及其他与果实成熟的有关酶，促进果实成熟；在衰老或感病植物中，由于乙烯促进蛋白质合成而引起过氧化物酶的变化，从而促进叶片及果实脱落，在植物的生长部位袁乙烯能抑制内源生长素的合成，延缓植物生长遥在果蔬的生长发育、成熟衰老及采收、贮藏到销售等各阶段都发挥着重要作用。目前乙烯利在果蔬生产中的应用多为催熟尧提高产量以及优化果蔬产品品质等方面。
【结构】[1]
乙烯利分子式C2H6ClO3P，分子量144，CAS号 16672-87-0，结构如下：
【理化性质】
乙烯利为晶状固体，熔点74℃~75℃，沸点约265℃，密度1. 409±0.02g/cm3。水中溶解度约lkg/L，溶于乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯和其他极性有机溶剂，微溶于非极性有机溶剂如苯、甲苯，不溶于煤油、柴油。pH<3.5时水溶液中稳定，随pH升高水解释放出乙烯。对紫外光敏感，75℃以下稳定。
【合成】[3]
1. 经Michaelis-Arbuzov重排反应制备
1）环氧乙烷为原料的合成路线该路线以环氧乙烷为原料，经酯化、重排和酸解三步合成制备乙烯利，反应见图：
2）以磷酸或膦酸烷基酯为原料的合成路线：以亚磷酸三异丙酯为原料，经重排，与三甲基溴硅烷酯交换后与水或醇室温水解的制备方法，反应见图：
2. 经自由基反应历程制备
1）氯乙烯与亚磷酸二酯反应：以氯乙烯与亚磷酸二烷基酯为原料，在自由基引发剂的作用下生成氯乙基膦酸二烷基酯，后经酸解制取氯乙基膦酸。反应见图：
2）醋酸乙烯酯与亚磷酸二乙酯反应：用醋酸乙烯酯与亚磷酸二乙酯反应的设想，并对路线进行了初步的研究，反应见图：
3. 其他方法
其他方法中有以氯乙基膦二酰氯为中间体原料合成乙烯利的方法。有报道以2-氯乙基膦二酰氯与冰水反应，成功制取90％的乙烯利溶液，反应速度快，产物纯度高，但原料制备条件较为苛刻，成本较高；还有报道以2一氯乙基膦二酰氯先与苄醇成酯，后经Pd/C氢化脱苄基制备乙烯利的方法，该路线虽然Pd／C氰化脱苄基简单方便，反应选择性好、产率高，但与苄醇成酯步骤的产率低、所用试剂都需经无水处理，条件苛刻，成本高。
【应用】[1][2]
乙烯利可以使果蔬中的VC含量增加，可溶性糖含量增加，但对酸度影响不大。乙烯利在果实成熟过程中，能促进一系列的生物代谢，如淀粉降解、叶绿素分解、糖分的增加以及各种酶活性的变化。如采用乙烯利处理芒果，能显著地加速果实硬度的丧失和淀粉的水解及其含量的减少，并促进叶绿素分解和色泽转化，使果肉保持较高可溶性糖浓度和胡萝卜素含量。乙烯利处理苹果，显著增加蔗糖含量，淀粉酶和蔗糖酶的活性增强，中性转化酶和蔗糖磷酸合酶显著激活。
1. 促进果蔬提早着色和成熟
乙烯利通过提高果实过氧化物酶活性和膜酯过氧化产物丙二醛含量，促进膜酯过氧化作用，增大细胞膜透性，削弱细胞膜的保护作用，破坏细胞膜结构的完整性，从而促进了果实成熟衰老。乙烯利也能加速叶绿素分解，促进花青素形成，而使果皮着色，提早成熟。乙烯利在香蕉、芒果、大樱桃等果树上已经有了应用。
2. 储藏保鲜
在鲜果的销售过程中，为了延长货架供应期，常用乙烯利对果实进行催熟处理，果实经过乙烯利处理，其着色、风味表现较好，但要注意使用浓度。
3. 脱涩
柿子的涩味是因为柿子里面含有可溶性单宁，所以在食用前必须将可溶性单宁转化为不溶性的，使之除去涩味。脱涩的原理，是给柿子制造一个低氧的环境，使柿子进行缺氧呼吸的中间产物乙醛等与单宁结合，形成不溶性的物质。取250 ppm的乙烯利水溶液在树上喷雾使果面潮润；或将采收回来的果实，连筐在250 ppm乙烯利水溶液中浸3min，经3～10d便可脱涩，脱涩后的柿果，色泽艳丽，柿果变软快。
4. 调节花期，缩短作物生长期，提高产量
研究表明，乙烯利可对果树进行化学调控、有效促进花芽形成，花期和花后使用则有良好的疏花疏果效果。可显著的影响开花率、座果率，花转色期、开花期的长短，并比较明显地改变植株雌雄比率，增加雌花着生率，促进成花。乙烯利在荔枝、龙眼、芒果、猕猴桃等果树上应用效果明显。
5. 其他应用
乙烯利还可以破坏种子休眠，促进发芽，打破顶端优势，引起雄性不育，促进植株矮化和株型紧凑。研究表明，乙烯利也有促进器官脱落作用，对于采摘困难的果树，乙烯利催落效果显著。
【注意事项】[2]
在使用乙烯利时，必须切实注意药效、药量以及施用方法（喷洒、涂抹、浸泡），即使用前检查是否失效，使用时注意药品性质，注意各类农作物的施用时间、温度、施用浓度、施用方法。使用浓度过高，则会破坏植物正常的生理活动，如：会出现叶片畸形、叶黄、落叶、落花等现象，如果催熟果蔬，也会造成畸形、药害等。乙烯利必须现用现配，不要与碱性农药混用，以免降低效果。乙烯利的生理活性强，不得乱用，否则收不到应有的效果，还可能发生药害。喷洒乙烯利可使农作物增产增收，但不宜使用喷洒过乙烯利的农作物做种子。另外乙烯利具有强酸性，能腐蚀金属、皮肤和农具等，使用时应戴手套和眼镜作业。
【参考文献】
[1] 郭西智, 陈锦永, 顾红, 等. 乙烯利在果蔬生产中的安全应用[J]. 湖北农业科学, 2018, 57(8): 5-8.
[2] 岳晖, 王文亮, 邬元娟, 等. 乙烯利在果蔬中的应用及其残留的危害分析[J]. 中國食物與營養, 2009, 2009(9): 14-15.
[3] 刘斌, 宋振, 罗伟慧, 等. 乙烯利合成技术进展[J]. 上海化工, 2010 (12): 13-15.
