คาร์ทัป

1.คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ

1.1 เอกลักษณ์ทางเคมี

• ชื่อสามัญ: คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์
• ชื่อทางเคมี (IUPAC): S,S′-[2-(ไดเมทิลอะมิโน)โพรเพน-1,3-ไดอิล] ไดคาร์บาโมไทโอเอท ไฮโดรคลอไรด์
  • หรือ: 1,3-บิส(คาร์บาโมอิลไทโอ)-2-(เอ็น,เอ็น-ไดเมทิลอะมิโน)โพรเพน ไฮโดรคลอไรด์
• หมายเลขทะเบียน CAS:
  • คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์: 22042-59-7 (หรือ 15263-52-2 สำหรับบางการลงทะเบียน)
  • คาร์แทป (ฐานอิสระ): 15263-53-3
• กลุ่มเคมี: สารกำจัดแมลงกลุ่มอนาล็อกเนรีสทอกซิน สกัดจากเนรีสทอกซิน ซึ่งเป็นสารพิษธรรมชาติที่แยกได้จากหนอนทะเล Lumbriconereis heteropoda.
• สูตรโมเลกุล: C₇H₁₅N₃O₂S₂·HCl (สำหรับไฮโดรคลอไรด์)
• น้ำหนักโมเลกุล: 273.8 กรัม/โมล (สำหรับไฮโดรคลอไรด์)

1.2 คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ (คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์)

• ลักษณะ:
  • ผงผลึกสีขาวหรือเหลืองอ่อน หรือของแข็ง
• กลิ่น:
  • มีกลิ่นอ่อนลักษณะคล้ายอะมีน หรือแทบไม่มีกลิ่น
• จุดหลอมเหลว:
  • โดยทั่วไป 179-181°C (สลายตัว) บางแหล่งอ้างถึงช่วงที่แตกต่างเล็กน้อย (เช่น 183-185°C สลายตัว)
• ความสามารถในการละลาย:
  • น้ำ: ละลายได้สูง (ประมาณ 200 กรัม/ลิตร ที่ 25°C)
  • ตัวทำละลายอินทรีย์ (ที่ 25°C):
    • เมทานอล: ละลายได้ (เช่น ~20 กรัม/ลิตร)
    • เอทานอล: ละลายได้น้อย
    • อะซีโตน, ไดเอทิลอีเทอร์, เบนซีน, คลอโรฟอร์ม, เอ็น-เฮกเซน: แทบไม่ละลายหรือละลายได้น้อยมาก

1.3 คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญ (คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์)

• ความคงตัว:
  • การไฮโดรไลซิส: คงตัวในสารละลายที่เป็นกลางและกรด สลายตัวในสารละลายด่าง (เช่น pH > 9) เป็นเนรีสทอกซินและเมแทบอไลต์อื่นๆ
  • การสลายตัวด้วยแสง: คงตัวในระดับปานกลางต่อแสง
  • ความคงตัวทางความร้อน: คงตัวในอุณหภูมิห้อง แต่สลายตัวที่จุดหลอมเหลว
• ความเป็นกรด/ด่าง (pKa):
  • เนื่องจากเป็นเกลือไฮโดรคลอไรด์ของไดเมทิลอะมีน จึงมีความเป็นกรดในสารละลาย คาร์แทปฐานอิสระมีคุณสมบัติเป็นด่างเนื่องจากกลุ่มอะมีนระดับตติยภูมิ

2.เทคโนโลยีการผลิต

2.1 ภาพรวมการสังเคราะห์ทางเคมี (คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์)

• แนวทางทั่วไป: การสังเคราะห์มักเริ่มต้นจาก 1,3-ไดคลอโร-2-โพรพานอลหรือสารตั้งต้นที่เกี่ยวข้อง ขั้นตอนสำคัญประกอบด้วย:
  • การเติมอะมีนเพื่อเพิ่มกลุ่มไดเมทิลอะมิโน
  • การเติมไทโอคาร์บาโมอิล (ปฏิกิริยากับไทโอไซยาเนตหรืออนุพันธ์ไทอูเรียตามด้วยการเติมคาร์บาโมอิล) เพื่อสร้างกลุ่มบิส(คาร์บาโมอิลไทโอ)
  • การเปลี่ยนเป็นเกลือไฮโดรคลอไรด์
• วัสดุตั้งต้น:
  • วัสดุตั้งต้นทั่วไปประกอบด้วย 1,3-ไดคลอโร-2-โพรพานอล, ไดเมทิลอะมีน, โซเดียมไทโอไซยาเนต (หรือโพแทสเซียมไทโอไซยาเนต) และสารสำหรับการเติมคาร์บาโมอิล (เช่น ฟอสจีนตามด้วยแอมโมเนีย หรืออนุพันธ์กรดไอโซไซยานิก)
• ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:
  • การควบคุมสภาวะปฏิกิริยาเพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาข้างเคียงและเพื่อให้ได้ผลผลิตและความบริสุทธิ์ที่ดี การจัดการสารตัวกลางที่เป็นพิษ เช่น ไทโอไซยาเนต อย่างเหมาะสม

2.2 กระบวนการผลิตทางเทคนิค

• ขนาดและอุปกรณ์:
  • การสังเคราะห์ในระดับอุตสาหกรรมใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบแบทช์, อุปกรณ์แยก (การกรอง, การปั่นแยก), หน่วยอบแห้ง และขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์
• การควบคุมคุณภาพ:
  • คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์เกรดเทคนิค (โดยทั่วไปมีความบริสุทธิ์ >95-98%) จะถูกทดสอบหาปริมาณสารออกฤทธิ์ สิ่งเจือปน ความชื้น และคุณสมบัติทางกายภาพ
• ด้านสิ่งแวดล้อม:
  • การจัดการของเสียที่มีสารประกอบกำมะถันและอนุพันธ์อะมีน

2.3 เทคโนโลยีการเตรียมสูตร

• ประเภททั่วไป:
  • ผงละลายน้ำ (SP): พบมากที่สุด โดยทั่วไป 50% SP (เช่น 500 กรัม/กิโลกรัม) ละลายน้ำได้ง่ายสำหรับการพ่น
  • เม็ด (GR): สำหรับการใช้ในดิน โดยทั่วไป 2-5% GR
  • ผงฝุ่น (DP): ปัจจุบันพบได้น้อยลงเนื่องจากปัญหาการฟุ้งกระจาย
  • ผงเปียก (WP): พบได้เป็นครั้งคราว
• ส่วนประกอบสำคัญ:
  • สารออกฤทธิ์ (คาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์), สารเติมเต็ม (เช่น ดินเหนียว, เคโอลินสำหรับ SP/GR), สารช่วยเปียก และสารช่วยกระจายตัว (สำหรับ WP)
• วัตถุประสงค์:
  • เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความคงตัว ใช้งานง่าย และมีประสิทธิภาพสำหรับศัตรูพืชเป้าหมายและวิธีการใช้งานเฉพาะ (เช่น การพ่นทางใบ การใส่ในดิน) การผสมกับสารกำจัดแมลงหรือเชื้อราตัวอื่นๆ พบได้น้อยสำหรับคาร์แทปเมื่อเทียบกับสารออกฤทธิ์อื่นๆ

3.การใช้งาน

3.1 กลไกทางชีวภาพ

• กลไก:
  • คาร์แทปเองเป็นสารกำจัดแมลงแบบโปร-อินเซกไทด์ มันจะถูกเปลี่ยนในร่างกายของแมลงและสิ่งแวดล้อมเป็นเนรีสทอกซิน เนรีสทอกซินทำหน้าที่เป็นตัวบล็อกตัวรับนิโคตินิกอะเซทิลโคลีน (nAChRs) ในระบบประสาทส่วนกลางของแมลง โดยยับยั้งอะเซทิลโคลีนแบบแข่งขัน ส่งผลให้แมลงเป็นอัมพาตและตาย
• ผลกระทบ:
  • ทำให้หยุดกินอาหาร เป็นอัมพาต และตายในที่สุดสำหรับแมลงที่ไวต่อสาร มีฤทธิ์ทั้งแบบสัมผัสและแบบกระเพาะอาหาร
• การเลือกทำลาย:
  • โดยทั่วไปมีพิษต่อแมลงกัดกิน (ตัวอ่อนของเลพิดอปเทอรา, โคลีออปเทอรา) และแมลงดูดบางชนิด มากกว่าต่อแมลงที่เป็นประโยชน์หลายชนิด แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันได้

3.2 การใช้งานทางการเกษตร

• พืชเป้าหมาย:
  • ใช้กันอย่างแพร่หลายในข้าว (ตลาดหลัก), อ้อย, มันฝรั่ง, ผัก (เช่น กะหล่ำปลี, พืชตระกูลกะหล่ำ, หัวหอม, ชา), ผลไม้ และพืชอื่นๆ
• ศัตรูพืชเป้าหมาย: มีประสิทธิภาพต่อศัตรูพืชกัดกินและดูดบางชนิด รวมถึง:
  • ตัวอ่อนเลพิดอปเทอรา: หนอนเจาะลำต้นข้าว (เช่น Chilo suppressalis, Scirpophaga incertulas), หนอนม้วนใบข้าว, หนอนใยผัก (Plutella xylostella), ผีเสื้อกะหล่ำ, หนอนกองทัพ
  • ศัตรูพืชโคลีออปเทอรา: ด้วงมันฝรั่งโคโลราโด, ด้วงน้ำข้าว, ด้วงหมัดบางชนิด
  • ไทซาโนปเทอรา: ทริปส์บางชนิด
• การใช้งาน:
  • ส่วนใหญ่ใช้เป็นการพ่นทางใบ (สำหรับสูตร SP) หรือใส่ในดิน/น้ำข้าว (สำหรับสูตร GR) การกำหนดเวลามีความสำคัญ มักมุ่งเป้าไปที่ระยะตัวอ่อนเริ่มต้น
• การจัดการความต้านทาน:
  • มีรายงานความต้านทานต่ออนาล็อกเนรีสทอกซินในประชากรแมลงบางชนิด (เช่น หนอนใยผัก) แนะนำให้หมุนเวียนกับสารกำจัดแมลงที่มีโหมดการออกฤทธิ์ต่างกัน

3.3 การใช้งานที่ไม่ใช่ทางการเกษตร

• ขอบเขตจำกัด:
  • ส่วนใหญ่เป็นสารกำจัดแมลงทางการเกษตร การใช้งานที่ไม่ใช่ทางการเกษตรไม่แพร่หลาย
• ครัวเรือน/สาธารณสุข:
  • ไม่ค่อยใช้สำหรับการควบคุมศัตรูพืชในครัวเรือนหรือการควบคุมพาหะในสาธารณสุข เนื่องจากโปรไฟล์ความเป็นพิษและมีทางเลือกที่เหมาะสมกว่า

4.การวิเคราะห์ตลาด

4.1 ภาพรวมตลาดโลก

• ขนาดและตำแหน่งของตลาด:
  • เป็นสารกำจัดแมลงที่มีการใช้งานมายาวนาน โดยเฉพาะในภูมิภาคที่ปลูกข้าวในเอเชีย (เช่น จีน, อินเดีย, เวียดนาม, ญี่ปุ่น, เอเชียตะวันออกเฉียงใต้) ยอดขายทั่วโลกมีจำนวนมากแต่ยังน้อยกว่าสารกำจัดแมลงแบบกว้างที่เป็นผู้นำ
• แนวโน้มการเติบโต:
  • เป็นผลิตภัณฑ์ที่เติบโตเต็มที่ ตลาดค่อนข้างคงที่ โดยการเติบโตได้รับแรงหนุนจากความต้องการผลิตข้าวและประสิทธิภาพในการกำจัดศัตรูพืชข้าวหลัก การผลิตแบบทั่วไปแพร่หลาย
• ความต้องการในภูมิภาค:
  • ครอบงำโดยภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก นอกจากนี้ยังใช้ในบางส่วนของละตินอเมริกาและแอฟริกาที่ข้าวและอ้อยเป็นพืชสำคัญ

4.2 พลวัตสำคัญของตลาด

• ปัจจัยขับเคลื่อน:
  • ความคุ้มค่า ประสิทธิภาพที่พิสูจน์แล้วต่อศัตรูพืชข้าวหลัก เช่น หนอนเจาะลำต้น และความเหมาะสมในบางภูมิภาคในโปรแกรมการจัดการศัตรูพืชแบบบูรณาการ (IPM) สำหรับข้าว กิจกรรมเชิงระบบ (เมื่อใช้เป็นเม็ด) เป็นข้อได้เปรียบ
• ข้อจำกัด/ความท้าทาย:
  • ความต้านทานของแมลงในศัตรูพืชหลักบางชนิด (เช่น หนอนใยผัก) ความเป็นพิษเฉียบพลันต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมาย (ปลา ผึ้งหากสัมผัสโดยตรง) นำไปสู่การตรวจสอบและข้อจำกัดด้านกฎระเบียบในบางประเทศ การแข่งขันจากสารกำจัดแมลงรุ่นใหม่และปลอดภัยกว่า

4.3 ภูมิทัศน์การแข่งขัน

• ผู้พัฒนาดั้งเดิม:
  • ทาเคดะ เคมิคอล อินดัสทรีส์ (ญี่ปุ่น) เป็นผู้พัฒนาคาร์แทปรายแรก
• ตลาดทั่วไป:
  • ผู้ผลิตทั่วไปจำนวนมาก โดยเฉพาะในจีนและอินเดีย ผลิตและจำหน่ายคาร์แทป ไฮโดรคลอไรด์ ซึ่งนำไปสู่การแข่งขันด้านราคาที่สำคัญ
• ผู้เล่นหลัก:
  • นอกจากผู้ผลิตทั่วไปแล้ว บริษัทที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีเกษตรสำหรับข้าวมักรวมคาร์แทปไว้ในพอร์ตโฟลิโอสำหรับตลาดเฉพาะ

5.ความเชื่อมโยงต้นน้ำและปลายน้ำ

5.1 ความเชื่อมโยงต้นน้ำ (ปัจจัยนำเข้าการผลิต)

• วัตถุดิบ:
  • ตัวกลางทางเคมีที่สำคัญ เช่น 1,3-ไดคลอโร-2-โพรพานอล (หรือสารประกอบที่เกี่ยวข้อง), ไดเมทิลอะมีน, โซเดียมไทโอไซยาเนต และสารสำหรับการเติมคาร์บาโมอิล
• ห่วงโซ่อุปทาน:
  • การจัดหาตัวกลางมักมาจากผู้ผลิตเคมีเฉพาะทาง โดยจีนและอินเดียเป็นผู้จัดหาสารเคมีพื้นฐานรายใหญ่
• เทคโนโลยีและอุปกรณ์:
  • ต้องใช้อุปกรณ์สังเคราะห์ทางเคมีมาตรฐาน รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์ หน่วยกรอง หน่วยอบแห้ง และเครื่องมือวิเคราะห์สำหรับการประกันคุณภาพ

5.2 ความเชื่อมโยงปลายน้ำ (ผลผลิตและผู้บริโภค)

• ผู้ใช้หลัก:
  • ส่วนใหญ่เป็นเกษตรกรผู้ปลูกข้าว นอกจากนี้ยังใช้โดยผู้ปลูกอ้อย ผัก และพืชที่ระบุอื่นๆ
• ช่องทางการจัดจำหน่าย:
  • ผู้ค้าปลีกปัจจัยการผลิตทางการเกษตร สหกรณ์เกษตรกร และผู้จัดจำหน่ายที่เชี่ยวชาญด้านสารเคมีเกษตร
• การเชื่อมโยงกับผลิตภัณฑ์ปลายทาง:
  • ช่วยปกป้องพืชอาหารหลัก เช่น ข้าว จากความเสียหายของศัตรูพืชหลัก ซึ่งส่งผลต่อความมั่นคงทางอาหารในหลายภูมิภาค การปฏิบัติตามค่า MRLs ในผลผลิตที่เก็บเกี่ยวมีความสำคัญต่อการค้า
• บริการสนับสนุน:
  • บริการส่งเสริมการเกษตรและที่ปรึกษาพืชผลมีบทบาทในการแนะนำการใช้งานเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การจัดการศัตรูพืช การฝึกอบรมที่เหมาะสมเกี่ยวกับการจัดการและการใช้งานอย่างปลอดภัยมีความสำคัญเนื่องจากความเป็นพิษ