stringtranslate.com

Диносеб

Диносеб — это общепринятое промышленное название 6-втор-бутил-2,4-динитрофенола, гербицида семейства динитрофенолов . Это кристаллическое оранжевое твердое вещество, которое плохо растворяется в воде. Диносеб запрещен как гербицид в Европейском Союзе (ЕС) и США из-за его токсичности.

Он также находит применение в качестве ингибитора полимеризации , где его часто называют DNBP. Он используется для предотвращения термической полимеризации стирола и других ненасыщенных мономеров при их очистке путем перегонки.

История

В 1892 году в Германии был обнаружен динитро- ортокрезол (2,4-динитро-6-метилфенол), химическое соединение, близкое к диносебу, и впервые использовано в качестве инсектицида . Позже, после того как были обнаружены эти свойства, его также использовали в качестве гербицида, а также фунгицида . В 1945 году орто -метильная группа была заменена втор -бутильной группой, в результате чего образовался диносеб. Это соединение имело превосходную контактную и желудочную активность в отношении насекомых и клещей. [3] Диносеб стал коммерчески доступным в 1945 году и был одобрен для использования в США на основании данных о безопасности, полученных от Industrial Bio-Test Laboratories. [4] 13 января 1984 года датский корабль «Дана Оптима» потерял 80 барабанов «Диносеба» во время путешествия из Норт-Шилдс , Англия, в Эсбьерг , Дания. Через четыре месяца было найдено и восстановлено 72 барабана. [5] Диносеб был снят с продажи в 1986 году из-за возросшей угрозы врожденных дефектов после того, как женщины-полевые работницы подверглись воздействию этого химического вещества. Это также может вызвать бесплодие у мужчин, подвергшихся воздействию этого химического вещества. [6]

Использование

Диносеб — это гербицид, который когда-то широко использовался для борьбы с сорняками при выращивании таких культур, как соевые бобы, овощи, фрукты и орехи или цитрусовые. В настоящее время диносеб запрещен в ЕС и США из-за его высокой токсичности. Однако диносеб все еще используется, например, в Китае; Об этом свидетельствует тот факт, что он содержится в дождевой и питьевой воде. В настоящее время можно использовать другие, более безопасные гербициды. [7] Диносеб также использовался в качестве инсектицида для защиты винограда. В интернете диносеб и другие динитрофенолы покупают как таблетки для похудения. Однако это очень опасно, и многие люди умерли от случайной передозировки. [8]

Механизм действия

Диносеб является разобщителем окислительного фосфорилирования . Это слабая кислота, которая может проходить через липидные мембраны в недиссоциированной форме.

Это свойство он использует для транспортировки протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану (ВММ). [9] Протоны захватываются из межмембранного пространства и после транспорта через IMM снова высвобождаются в митохондриальном матриксе . Диносеб в диссоциированной форме заряжен отрицательно, что заставляет его перемещаться в межмембранное пространство из-за электрохимического градиента , существующего поперек ИММ. Отрицательный заряд делокализуется по кольцу, увеличивая проницаемость мембраны аниона.

Понижая протонный градиент, диносеб лишает клетку способности вырабатывать АТФ, что приводит к гибели клетки.

Диносеб также является слабым ингибитором митохондриального Комплекса III [10] и Комплекса II дыхательной цепи. [11]

У растений диносеб также ингибирует фотосинтез , подавляя поток электронов от фотокомплекса II к пластохинону . [12] В результате пластохинон не может создавать протонный градиент, и АТФ-синтаза не производит АТФ . Кроме того, НАДФ не может быть восстановлен до НАДФН, что лишает его способности создавать глюкозу из углекислого газа . Это также приводит к гибели клеток.

Метаболизм и биотрансформация

Механизм производства растениями АТФ. Фотокомплекс II ингибируется диносебом, поэтому НАДФ не может быть восстановлен до НАДФН и способность создавать глюкозу из углекислого газа удаляется.

После перорального введения диносеба, меченного 14 С , крысам и мышам выяснилось, что от 40 до 65% 14 С выводится с мочой, а от 30 до 40 % попадает в фекалии. Данные ТСХ показали наличие различных метаболитов диносеба, хотя они не были идентифицированы. [13] Этот вывод был подтвержден различными исследованиями in vitro и in vivo.

Во время одного исследования беременным мышам вводили 14 C-диносеб. Данные показали, что скорость всасывания после внутрибрюшинного введения была значительно выше, чем после перорального. Кроме того, молекулы, содержащие 14 С, были обнаружены во всех тканях матери и эмбриона, хотя в тканях эмбриона они содержались в меньшей концентрации.

Через три часа после перорального или внутрибрюшинного введения 14 С в почках и печени матери составлял около 50% диносеба и 50% метаболитов. Однако содержание 14 С в почках и печени эмбриона составляло 85% диносеба после перорального введения и 57% после внутрибрюшинного введения.

Токсичность

Диносеб высокотоксичен при проглатывании , вдыхании или при попадании на кожу. Симптомы включают усталость, потливость, головные боли, тошноту, боли в животе и лихорадку. [14] Это также раздражает глаза. Контакт с кожей вызывает ожоги, и она желтеет. Для беременных это вещество особенно опасно, так как может вызвать дефекты роста у будущих детей (оно тератогенно ).

Диносеб препятствует окислительному фосфорилированию, действуя как разобщитель , то есть выработке АТФ в митохондриях . Это достигается за счет того, что внутренняя мембрана митохондрий становится более проницаемой для протонов. Протоны могут легче вернуться в митохондриальный матрикс, что приводит к меньшей разнице в концентрации протонов по обе стороны внутренней митохондриальной мембраны. Другими словами: протонный градиент ниже, поэтому мембранный потенциал будет ниже. Поскольку мембранный потенциал является движущей силой производства АТФ, клетка не может производить энергию. [15]

Воздействие диносеба также вызывает ER-опосредованное высвобождение кальция, что приводит к повышению внутриклеточного уровня кальция. За этим следует активация каспазы , которая представляет собой протеазу, участвующую в апоптозе клеток . В выживших клетках наблюдается повышение уровня альфа-синуклеина , что приводит к дофаминергической нейродегенерации . [7]

Диносеб может проникать через биологические мембраны, такие как гематоэнцефалический барьер и плацентарный барьер . Это объясняет, почему диносеб особенно опасен для беременных. Если соединение сможет пройти через плацентарный барьер, будущий ребенок подвергнется воздействию диносеба через кровь матери. [7]

Значения LD 50 при пероральном приеме диносеба варьируются от 14 до 114 мг/кг у крыс, мышей, кроликов и морских свинок. [8] Для человека это 5–50 мг/кг. [16]

Воздействие на животных

Диносеб является токсичным соединением не только для человека, но и для животных, таких как крысы, рыбы и птицы.

Крысы: Диносеб вызывает острую токсичность у крыс после однократного приема примерно через четырнадцать дней. Около 50% крыс погибают при пероральном введении 25–28 мг/кг диносеба. Требуется гораздо больше, когда крысы подвергаются воздействию диносеба через кожу. При этом 50% погибает при воздействии на крыс 80 мг/кг. При введении диносеба доза 20 мг/кг вызывает гибель 50% крыс. [16] Но и у крыс оказалось, что диносеб способен проникать через плаценту и поэтому вызывает эмбриотоксический и тератогенный эффекты. [14]

Рыба: Диносеб также очень токсичен для рыб, поскольку рыбы способны очень быстро поглощать диносеб. Для мелкой рыбы, такой как золотая рыбка, достаточно всего 0,4 ppm, чтобы убить всю рыбу в воде. Когда рыба живет в кислой водной среде, диносеб более токсичен, чем когда рыба живет в нейтральной или щелочной водной среде. Это потому, что диносеб слегка кислый. [17]

Птицы: Было обнаружено, что диносеб также очень токсичен для птиц. Когда птицам дают однократную дозу 7–9 мг/кг, около 50% птиц погибают. Большинство птиц подвергаются воздействию диносеба через небольшие потоки воды. [18]

Исследования также показали, что диносеб канцерогенен для самок мышей, но не для самцов. [18]

Меры первой помощи

В настоящее время диносеб запрещен во многих странах мира из-за высокого уровня врожденных дефектов. Из-за этого запрета диносебом больше не пользуются многие люди. Но когда кто-то подвергается воздействию, можно оказать первую помощь. Пострадавший может подвергнуться воздействию четырьмя путями: вдыхание, кожа, глаза, проглатывание. Вот меры первой помощи при четырех путях заражения:

Вдыхание: Пострадавшему следует подышать свежим воздухом. При необходимости пострадавшему можно подать кислород и провести искусственную вентиляцию легких. Бронхоспазм можно лечить бета2-агонистами и аэрозолями кортикостероидов .

Кожа: С пострадавшего следует снять загрязненную одежду и украшения. Кожу, волосы и ногти пострадавшего следует несколько раз тщательно промыть с мылом.

Глаза: Глаза пострадавшего следует немедленно промыть проточной водой. Это необходимо не менее 20 минут. Контактные линзы следует по возможности снять.

Проглатывание: сначала следует прополоскать рот пострадавшего. Пострадавшему следует дать древесный уголь в виде кашицы (240 мл воды/30 г угля). Это возможно только тогда, когда пострадавший находится в сознании.

Во всех четырех случаях пострадавшему следует обратиться к врачу. [19]

Химия

Синтез

Первым этапом синтеза диносеба является синтез 2-(1-метилпропил)фенола из 1-бутена и фенола . [20] Сначала 1-бутен протонируется так, что образуется вторичный карбокатион . Это может произойти только в кислой среде. Образовавшийся карбокатион может подвергаться электрофильному ароматическому замещению фенолом . Продуктом этой реакции является 2-(1-метилпропил)фенол.

Вторым этапом синтеза диносеба является нитрование 2-(1-метилпропил)фенола. Во-первых, ион нитрония образуется из азотной и серной кислот . [21]

2-(1-метилпропил)фенол поглощает ион нитрония, образуя ион арения , который имеет три резонансные структуры . Вода может отщепить дополнительный протон с образованием нейтрального соединения. [21]

Продукт этой реакции может подвергнуться вторичному нитрованию с образованием диносеба.

Стереоизомерия

Диносеб представляет собой рацемическую смесь двух энантиомеров .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сзето, Санни Ю.; Прайс, Патрисия М. (сентябрь 1991 г.). «Стойкость остатков пестицидов в минеральных и органических почвах в долине Фрейзер в Британской Колумбии». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 39 (9): 1679–1684. дои : 10.1021/jf00009a027.
  2. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Диносеб. Проверено 24 марта 2020 г.
  3. ^ Топлисс, Джон (2 декабря 2012 г.). Количественные связи структура-активность лекарственных средств. Эльзевир. п. 427. ИСБН 9780323146876.
  4. ^ Мейер, Карл (29 декабря 1998 г.). Экспертное свидетельство: объяснение и понимание науки. ЦРК Пресс. п. 149. ИСБН 9780849311970.
  5. ^ Бокхольц, П.; Хайдебринк, И. (6 декабря 2012 г.). Разливы химических веществ и управление чрезвычайными ситуациями на море: материалы Первой международной конференции «Разливы химических веществ и управление чрезвычайными ситуациями на море», Амстердам, Нидерланды, 15–18 ноября 1988 г. Springer Science & Business Media. стр. 325–328. ISBN 9789400908871.
  6. ^ Times, Филип Шабекофф, Специально для Нью-Йорка (1986-10-08). «ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЙ ПРИКАЗ ЗАПРЕЩАЕТ МНОГО ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПЕСТИЦИДОВ». Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331 . Проверено 13 марта 2017 г.{{cite news}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ^ abc Heusinkveld, Харм Дж.; ван Влит, Ари К.; Нейссен, Питер К.Г.; Вестеринк, Ремко HS (11 июня 2016 г.). «Характеристика нейротоксической опасности динитрофеноловых гербицидов in vitro». Письма по токсикологии . 252 : 62–69. doi :10.1016/j.toxlet.2016.04.014. ISSN  1879-3169. ПМИД  27106277.
  8. ^ аб Захария, М.; Тудорачи, Л.; Пинтили, О.; Дрокиой, К.; Градинару, Р.; Мурариу, М. (2016). «Запрещенные динитрофенолы по-прежнему вызывают как юридические, так и судебно-медицинские проблемы». Экологическая криминалистика . 17 (1): 120–130. дои : 10.1080/15275922.2015.1133735. S2CID  112923764.
  9. ^ Уокер, CH (26 апреля 2001 г.). Органические загрязнители: экотоксикологическая перспектива. ЦРК Пресс. ISBN 9780748409617.
  10. ^ Сайто И., Миёси Х., Симидзу Р. и Ивамура Х. (1992). «Сравнение структуры редокс-сайта хинона в митохондриальном комплексе цитохром-bc1 и фотосистеме II (сайт QB)». Евро. Дж. Биохим . 209 (1): 73–79. doi :10.1111/j.1432-1033.1992.tb17262.x. ПМИД  1327783.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ КС Оедотун, Б.Д. Лемир (1997). «Карбоксильный конец субъединицы мембраны сукцинатдегидрогеназы Saccharomyces cerevisiae, SDH4p, необходим для восстановления убихинона и стабильности фермента *». J Биол Хим . 272 (50): 31382–8. дои : 10.1074/jbc.272.50.31382 . ПМИД  9395469.
  12. ^ Мацунака, С.; Хатсон, Д.Х.; Мерфи, SD (22 октября 2013 г.). Механизм действия, метаболизм и токсикология: химия пестицидов: благополучие человека и окружающая среда. Эльзевир. ISBN 9781483150451.
  13. ^ Гюнтер, Фрэнсис А.; Гюнтер, Джейн Дэвис (6 декабря 2012 г.). Обзоры остатков: остатки пестицидов и других загрязнителей в окружающей среде. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461393948.
  14. ^ ab "Диносеб - Токсипедия". www.toxipedia.org . Проверено 13 марта 2017 г.
  15. ^ Палмейра, CM; Морено, Эй Джей; Мадейра, VMC (1994). «Взаимодействие гербицидов 2,4-Д и Диносеба с митохондриальной биоэнергетикой печени». Токсикология и прикладная фармакология . 127 (1): 50–57. дои : 10.1006/taap.1994.1138. ПМИД  8048053.
  16. ^ аб Копиус Пиребум, JW (1991). Как получить прибыль? . стр. 179–183. ISBN 978-90-6009-477-8.
  17. ^ "EXTOXNET PIP - ДИНОСЕБ" . extoxnet.orst.edu . Проверено 13 марта 2017 г.
  18. ^ аб "Диносеб". pmep.cce.cornell.edu . Проверено 13 марта 2017 г.
  19. ^ «Паспорта безопасности материалов 222: Диносеб» (PDF) . Центральный совет по контролю за загрязнением . Проверено 16 марта 2017 г.
  20. ^ Эшфорд, РД (1994). Словарь промышленных химикатов Эшфорда . Лондон, Англия: Wavelength Publications Ltd., с. 159. ИСБН 978-0-9522674-3-0.
  21. ^ ab «Глава 21: Реакции ароматических соединений». Research.cm.utexas.edu . Проверено 13 марта 2017 г.

Внешние ссылки