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.
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]
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]
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.
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.
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]
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]
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]
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.
Диносеб представляет собой рацемическую смесь двух энантиомеров .
{{cite news}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )