Хлорэтоксифос - Chlorethoxyfos
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Диэтоксисульфанилиден- (1,2,2,2-тетрахлорэтокси) фосфоран | |
| Предпочтительное название IUPAC О,О-Диэтил О- [1,2,2,2-тетрахлорэтил] фосфоротиоат | |
| Идентификаторы | |
3D модель (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.107.308  |
| КЕГГ | |
PubChem CID | |
| UNII | |
| |
| |
| Характеристики | |
| C6ЧАС11Cl4О3PS | |
| Молярная масса | 335,985 г / моль |
| Внешность | бесцветная жидкость |
| Точка кипения | 80 ° С |
| 0,1 мг / л в воде | |
| Опасности | |
| Главный опасности | Токсичный |
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Хлорэтоксифос (О,О-диэтил-О- (1,2,2,2-тетрахлорэтил) фосфоротиоат) является органофосфат ингибитор ацетилхолинэстеразы используется как инсектицид. Он зарегистрирован для контроля кукурузные корневые черви, проволочники, совки, семена кукурузы личинки, белые личинки и симфилы на кукурузе. Инсектицид продается под торговой маркой Fortress фирмой E.I. du Pont de Nemours & Company.[1]
Ежегодное домашнее использование хлорэтоксифоса оценивается в диапазоне от 8 500 до 17 800 фунтов активного ингредиента приблизительно на 37 000 - 122 000 акров обрабатываемых земель. Обрабатывается примерно 1% всех посевных площадей под кукурузу.[1]
Хлорэтоксифос имеет О-алкилфосфоротиоатный тип фосфорной группы, который делает его похожим на такие соединения, как хлорпирифос-метил, кумафос, диазинон, дихлофентион, фенитротион, фентион, паратион, паратион-метил, пиразофос, пиримифос-метил, сульфотеп, темефос, и тионазин.[2]
Соединение не имеет разрешения ЕС на использование в качестве инсектицида, поскольку оно может быть вредным для водной среды и считается очень токсичным для человека.[3]
История
Хлорэтоксифос был впервые зарегистрирован в США в 1995 году для использования в качестве инсектицида. Было зарегистрировано только условно Агентство по охране окружающей среды США поскольку необходимы дополнительные исследования для уточнения оценок риска Агентства. Агентство решило повторно оценить толерантность к хлорэтоксифосу и провести оценку профессионального риска в качестве условия регистрации соединения. В 1999 году Агентство опубликовало пересмотренную оценку риска, которая лежит в основе решений по управлению рисками для хлорэтоксифоса.[1]
Механизм действия
Основной мишенью фосфорорганических инсектицидов, таких как хлорэтоксифос, как у насекомых, так и у млекопитающих, является нервная система, подавляя ацетилхолинэстераза (АХЭ). Функция ацетилхолинэстеразы заключается в расщеплении нейромедиатора. ацетилхолин который высвобождается холинергическими нервными окончаниями в ответ на нервные раздражители. Фосфорорганические соединения ингибируют ацетилхолинэстеразу, образуя ковалентную связь между соединением и активным центром AChE. Ингибируя ацетилхолинэстеразу, ацетилхолин накапливается в синаптической щели, достигая токсичных уровней. Потеря активности AChE приводит к чрезмерной нервной стимуляции, что приводит к нервно-мышечному параличу и даже может вызвать дыхательную недостаточность. Фосфорорганическое соединение действительно стабильно, а гидролиз активного центра происходит очень медленно, что приводит к долгосрочным токсическим эффектам.[2]
Фосфорорганические инсектициды отрицательно влияют не только на нервную систему, но и на другие процессы в организме. Недавние исследования показывают, что фосфорорганические инсектициды ингибируют ферменты, которые участвуют в метаболизме ксенобиотиков, например карбоксилазы и ферменты CYP, а также ферменты, которые играют роль в передаче сигналов в клетках, например липазы.
Метаболизм
Метаболизм органофосфатов происходит в основном в печени, но также и в других органах, например, в кишечнике. Прежде чем хлорэтоксифос сможет действовать как ингибитор, ферменты фазы I должны активировать органофосфат. Фаза I метаболизма включает: окисление и гидролиз. Окислительным обессеривание, Ферменты CYP заменяют тионогруппу оксоногруппой. После окисления гидролиз органофосфата эстеразы занимает места. Детоксикация происходит, когда эстераза А расщепляет соединение. Помимо этих процессов, в фазе I также может иметь место окислительное удаление боковых цепей или окислительное расщепление уходящей группы. Продукты метаболизма фазы I более гидрофильны, что облегчает их конъюгирование в метаболизме фазы II. В фазе II протекают только реакции детоксикации, после которых соединения выводятся с мочой.[нужна цитата ] К продуктам метаболизма хлорэтоксифоса относятся: дихлоруксусная кислота, трихлоруксусная кислота и трихлорэтанол из-за разрыва связи P-O-тетрахлорэтокси.[4]
Наиболее важными ферментами в метаболизме фосфорорганических соединений являются CYP1A1, CYP2B6, CYP3A4 и CYP2C19. Первые три цитохрома катализируют окислительную десульфурацию, тогда как CYP2C19 важен для окислительного расщепления уходящей группы и детоксикации.[нужна цитата ]
Когда радиоактивно меченный хлорэтоксифос перорально вводили мышам и крысам, он быстро выводился. Через семь дней после облучения большая часть радиоактивной дозы была выделена с мочой и фекалиями.[4]
Синтез
Хлорэтоксифос можно синтезировать из хлорала и пентахлорид фосфора.[5] Хлорид фосфора добавляют к хлоралю посредством реакции присоединения.[6] Двойная связь хлорала (с которой связан кислород) становится одинарной связью. Из-за возникающего теперь отрицательного точечного заряда на кислороде пентахлорид фосфора может связываться, тем самым теряя один хлорид. Углерод, с которым связан кислород, теперь получает положительный заряд, с которым может связываться Cl. Появившееся промежуточное соединение вступает в реакцию с сероводород чтобы сформировать следующее промежуточное звено. Два хлорида заменены двойной связью сера. Сейчас же этиловый спирт необходимо добавить, чтобы заменить хлориды, которые все еще связаны с атомом фосфора. Это происходит по механизму замещения, в результате чего образуется хлорэтоксифос.[5]
Эффективность и эффекты
Инсектициды, такие как хлорэтоксифос, созданы как смертельные агенты. Хлорэтоксифос менее токсичен для людей, чем для насекомых, но в некоторой степени он представляет токсическую опасность. Он нестабилен в водной среде, и случайное извлечение хлорэтоксифоса в водную среду может привести к напряжение токсического воздействия на водные организмы до завершения разложения.[2][7]
Экотоксикология[3]
| Свойство | Ценить | Источник / показатель качества / другая информация | Интерпретация | |
| Фактор биоконцентрации | BCF | 2500 (л кг−1) | 2 квартал | Порог для беспокойства |
| CT50 (дней) | Нет в наличии | - | ||
| Млекопитающие - острый оральный LD50 | 1,8 (мг кг−1) | F4 Крыса | Высоко | |
| Млекопитающие - Кратковременный диетический NOEL | 25 (мг кг−1) | Q2 Крыса | Высоко | |
| Птицы - Острая ЛД50 | 486 (мг кг−1) | F5 Colinus virginianus | Умеренный | |
| Рыбы - Острая 96-часовая ЖХ50 | 0,089 (мг л−1) | J4 Oncorhynchus mykiss | Высоко | |
| Водные беспозвоночные - Острый 48 час ЕС50 | 0,00041 (мг л−1) | L3 Дафния великая | Высоко | |
| Водный ракообразные - Острая 96-часовая ЖХ50 | 0,000054 (мг л−1) | F3 Americamysis bahia | Высоко | |
| Пчелы | Контакт с острой 48 час LD50 | 0,04 (мкг пчелы−1) | F5 | Высоко |
| Дождевые черви - Острый 14-дневный LC50 | 0,39 (мг кг−1) | F5 | Высоко | |
Воздействие на животных
Воздействие на нервную систему
Отравление хлорэтоксифосом включает изменения в поведении в отношении ингибирования AChE. Поскольку хлорэтоксифос является фосфорорганическим соединением, он является необратимым ингибитором ацетилхолинэстеразы. Основное действие хлорэтоксифоса - необратимое фосфорилирование эстераз в центральной нервной системе. Это фосфорилирование приводит к накоплению ACh в синаптической щели, что приводит к чрезмерной стимуляции никотиновых и мускариновых рецепторов ACh.
Нарушение, связанное с этими эффектами, называется отложенной нейропатией, вызванной фосфорорганическими соединениями.
Токсичность хлорэтоксифоса в основном представляет опасность для рабочих, применяющих этот пестицид. Пестициды, такие как хлорэтоксифос, могут всасываться различными путями, такими как вдыхание, проглатывание и всасывание через кожу. Повторное или продолжительное воздействие хлорэтоксифоса может привести к тем же эффектам, что и острое воздействие. Последствия включают нарушение памяти и концентрации, дезориентацию, тяжелую депрессию, раздражительность, спутанность сознания, головную боль, трудности с речью, замедленную реакцию, кошмары, лунатизм и сонливость или бессонницу.[7]
Неспецифические токсические эффекты
Наряду с хлорэтоксифосом, проявляющим свои основные эффекты в виде необратимого ингибирования AChE, предполагается, что как острая, так и хроническая интоксикация хлорэтоксифосом, по-видимому, нарушает окислительно-восстановительные процессы. Тем самым изменяется активность антиоксидантных ферментов и усиливается перекисное окисление липидов во многих органах. В большинстве острых случаев воздействия индукция окислительного стресса является одним из основных токсических эффектов. Таким образом, он может вызывать многие нарушения в организме человека, поражая печень, почки, мышцы, иммунную и гематологическую систему.
Атака активных форм кислорода хлорэтоксифосом вызывает атаку липидов, белков и ДНК, что приводит к окислению и повреждению мембран, инактивации ферментов, повреждению ДНК и гибели клеток. Повреждение ДНК приводит к нестабильности генома, что может вызвать мутагенез и канцерогенез.
Помимо использования в качестве пестицидов, фосфорорганические соединения, такие как хлорэтоксифос, могут быть использованы в терапии неврологических повреждений, таких как AD и болезнь Паркинсона.[7]
Токсикология млекопитающих[3]
| Свойство | Ценить | Источник | |
| Порог токсикологической озабоченности (класс Крамера) | Высокая (III класс) | - | |
| Млекопитающие - острый оральный LD50 | 1,8 (мг кг−1) | F4 Крыса | |
| Млекопитающие - Кожный LD50 | > 20 (мг кг−1 масса тела) | F3 Крыса | |
| Млекопитающие - Вдыхание LC50 | 0,58 (мг л−1) | L3 Крыса | |
| Другие конечные точки токсичности для млекопитающих | > 12.5 | F3 Кролик | |
| Директива об опасных веществах 76/464 | Список I | - | |
| Пути воздействия | Общественные | Диетические риски, связанные с пищей и питьевой водой, не вызывают беспокойства. | |
| Профессиональные | СИЗ / КПП, необходимые для снижения рисков воздействия | ||
Токсичность
Как и другие органофосфаты, хлорэтоксифос имеет антихолинэстераза Мероприятия. Это делает его высокотоксичным соединением с высокой кривая доза-ответ. Случаи гибели при низких дозах наблюдались в исследованиях на животных. Он находится в Категория токсичности 1 для острого орального, кожного, ингаляционного и первичного раздражения глаз и кожи.
Всемирная организация здравоохранения классифицирует хлорэтоксифос как чрезвычайно опасный класс 1а.[8]
Согласно Агентство по охране окружающей среды США, Доказательств канцерогенности этоксифоса нет. Поэтому он классифицируется как химическое вещество Группы D: «не поддается классификации по канцерогенности для человека».[9]
Симптомы[10]
Различные пути воздействия могут вызывать разные симптомы:
| Путь воздействия | Симптомы |
| Вдыхание | - головокружение - Тошнота - потливость - Подергивание мышц - Сужение зрачка - мышечные судороги - чрезмерное слюноотделение - затрудненное дыхание - Судороги - бессознательное состояние |
| Кожа | - Может абсорбироваться, см. «Вдыхание». |
| Глаз | - нечеткое зрение |
| Проглатывание | - Спазмы в животе - диарея - рвота - См. «Вдыхание». |
Уход
В случае любого вида фосфорорганический отравления, ситуация должна быть обработана как неотложная, и пациента следует быстро отправить в больница. Некоторые симптомы могут развиваться быстро, но их тяжесть увеличивается до 48 часов после отравления. Все методы лечения основаны на минимизации абсорбции, общем поддерживающем лечении, таком как искусственное дыхание, и специфическом фармакологическом лечении, таком как частое дозирование атропин или же пралидоксим и диазепам.[2]
Лечение интоксикации хлорэтоксифосом должно заключаться в введении сульфат атропина. Атропин является конкурентным обратимым антагонистом мускариновых рецепторов ацетилхолина. Уколы должны быть внутримышечный и следует вводить каждые 10 минут, пока пациент не перейдет в состояние полной атропинизации. Это атропинизированное состояние характеризуется расширенными зрачками, сухой покрасневшей кожей и учащением пульса. Как только симптомы хлорэтоксифоса снова начинают проявляться, следует снова ввести атропин. Атропинизированное состояние пациента необходимо всегда поддерживать. Дозировка атропина различается для разных возрастных групп. У детей и младенцев максимальная доза составляет 0,05 мг / кг. При сильном отравлении взрослые доза может увеличиваться до 4 мг. В легких случаях потребуется 1 или 2 мг. Всего в течение первых 24 часов может потребоваться 20 или 30 мг.[11]
Наряду с атропином, интоксикацию хлорэтоксифосом можно лечить с помощью хлорида пралидоксима, также известного как хлорид 2-PAM. 2-PAM можно использовать в качестве эффективного антидота в дополнение к атропину для поддержания пациента в атропизированном состоянии. Соединение пралидоксим вводится для регенерации ацетилхолинэстеразы. Соединение должно быть введено быстро после отравления, потому что, если фосфорилированному ферменту дать стареть, он больше не будет эффективным противоядием. Для детей и младенцев максимальная доза составляет от 20 до 50 мг / кг. Взрослым следует вводить начальную дозу 1 грамм. Этот 1 грамм 2-PAM предпочтительно вводят в виде инфузии 250 мл физиологического раствора в течение 15-30 минут. В качестве альтернативы 2-PAM можно вводить медленно с помощью внутривенная инъекция в виде 5% раствора за минимальный период времени две минуты. Через час, если мышечная слабость не наступило облегчение, следует ввести вторую дозу 1 грамм.[11]
Кроме атропина и пралидоксима, Диазепам следует использовать при лечении тяжелых случаев интоксикации хлорэтоксифосом. Диазепам в основном используется для снятия беспокойства, но наряду с этим он противодействует некоторым из Центральная нервная система -производные симптомы, на которые атропин не влияет. Дозу 10 мг следует вводить внутривенно. При необходимости инъекцию диазепама можно повторить.[2]
Поскольку хлорэтоксифос является липофильный соединение, в котором он может храниться жировые отложения и освободился от него в течение многих дней. Чтобы предотвратить любые более поздние симптомы интоксикации, лечение 2-PAM может продолжаться еще несколько дней.[2]
Первая помощь[12]
| Проглатывание | Немедленно обратитесь к врачу за советом по лечению. Не следует вызывать рвоту, если врач не посоветовал иное. Если вы можете проглотить, дайте человеку выпить стакан воды. А суспензия из активированный уголь в воде можно использовать. Если он потерял сознание, не позволяйте человеку ничего переваривать. |
| На коже или одежде | Немедленно обратитесь к врачу за советом по лечению. Если возможно, снимите загрязненную одежду. Немедленно промойте кожу большим количеством воды в течение 15–20 минут. |
| Вдыхание | Немедленно обратитесь к врачу за советом по лечению. Немедленно позвольте человеку вдохнуть свежий воздух. Если человек не может дышать, сделайте искусственное дыхание рот в рот. |
| Глаза | Немедленно обратитесь к врачу за советом по лечению. Немедленно промойте глаза водой в течение 15–20 минут большим количеством воды. Если возможно, снимите контактные линзы после первых пяти минут легкого ополаскивания. |
Рекомендации
- ^ а б c Агентство по охране окружающей среды США (июнь 2000 г.). Отчет о ходе переоценки толерантности к FQPA и временном решении по управлению рисками для хлорэтоксифоса. Вашингтон, округ Колумбия: Diane Publishing Co.
- ^ а б c d е ж Фосфорорганические инсектициды: общее введение. Международная программа химической безопасности. Женева: Всемирная организация здравоохранения. 1986 г. ISBN 9241542632. OCLC 16830760.CS1 maint: другие (связь)
- ^ а б c «Хлорэтоксифос». База данных о свойствах пестицидов. 17 января 2018.
- ^ а б Метаболические пути агрохимикатов. Робертс, Т. Р. (Теренс Роберт), 1943-, Хатсон, Д. Х., Королевское химическое общество (Великобритания). Кембридж: Королевское химическое общество. 2007-10-31. ISBN 1847551378. OCLC 232636887.CS1 maint: другие (связь)
- ^ а б c Унгер Т.А. (1996). Справочник по синтезу пестицидов. Парк Ридж, Нью-Джерси: Публикации Нойеса. ISBN 9780815514015. OCLC 281594969.
- ^ а б Шнелл М., Эрфурт Г., Циннер Х (1977-01-01). "Folgeprodukte halogenierter Aldehyde. XIII. [1] Eine Neue Synthese für O, O-Dialkyl-O-polyhalogenalkyl-thionophosphorsäureester". Journal für Praktische Chemie. 319 (5): 723–726. Дои:10.1002 / prac.19773190505.
- ^ а б c Колович М.Б., Крстич Д.З., Лазаревич-Пашти Т.Д., Бонджич А.М., Васич В.М. (май 2013 г.). «Ингибиторы ацетилхолинэстеразы: фармакология и токсикология». Современная нейрофармакология. 11 (3): 315–35. Дои:10.2174 / 1570159X11311030006. ЧВК 3648782. PMID 24179466.
- ^ Сеть действий против пестицидов, Великобритания (2009 г.). «Каталог списков пестицидов, определяющих те, которые имеют особо вредное воздействие или воздействие на окружающую среду» (PDF).
- ^ Bangs G (6 августа 1999 г.). «Оценка риска для здоровья человека - Хлорэтоксифос» (PDF). Агентство по охране окружающей среды США.
- ^ «Хлорэтоксифос». PubChem. 3 марта 2018.
- ^ а б «Гранулированный инсектицид Fortress 5G». Kellysolutions.
- ^ McQueen M (30 ноября 2009 г.). «Крепостной гербицид» (PDF). Гован Канада: 3.