Dinoseb — это общепринятое отраслевое название 6-сек-бутил-2,4-динитрофенола, гербицида из семейства динитрофенолов . Это кристаллическое оранжевое твердое вещество, которое плохо растворяется в воде. Dinoseb запрещен как гербицид в Европейском союзе (ЕС) и Соединенных Штатах из-за его токсичности.
Он также находит применение в качестве ингибитора полимеризации , где его часто называют DNBP. Он используется для предотвращения термически индуцированной полимеризации стирола и других ненасыщенных мономеров , когда они очищаются путем дистилляции.
В 1892 году динитро- орто -крезол (2,4-динитро-6-метилфенол), химическое соединение, тесно связанное с диносебом, было обнаружено в Германии и впервые использовано в качестве инсектицида . Позднее его также использовали в качестве гербицида и фунгицида после того, как были обнаружены эти характеристики. В 1945 году орто -метильную группу заменили на втор -бутильную группу, в результате чего получился диносеб. Это соединение обладало превосходной контактной и желудочной активностью в отношении насекомых и клещей. [3] Диносеб стал коммерчески доступен в 1945 году и был одобрен для использования в Соединенных Штатах на основе данных о безопасности от Industrial Bio-Test Laboratories. [4] 13 января 1984 года датское судно Dana Optima потеряло 80 бочек Диносеба во время своего путешествия из Норт-Шилдс , Англия, в Эсбьерг , Дания. Через четыре месяца были найдены и восстановлены 72 бочки. [5] Диносеб был изъят с рынка в 1986 году из-за возросшей угрозы врожденных дефектов после того, как женщины-работницы полей подверглись воздействию этого химиката. Он также мог вызвать бесплодие у мужчин, подвергшихся воздействию этого химиката. [6]
Диносеб — гербицид, который когда-то широко использовался для борьбы с сорняками при выращивании таких культур, как соя, 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 обнаруживается в дождевой и питьевой воде. В настоящее время существуют другие, более безопасные гербициды, которые можно использовать. [7] Диносеб также использовался в качестве инсектицида для защиты винограда. В Интернете диносеб и другие динитрофенолы продаются как таблетки для похудения. Однако он очень опасен, и многие люди умерли от случайной передозировки. [8]
Диносеб — разобщитель окислительного фосфорилирования . Это слабая кислота, которая может проходить через липидные мембраны, когда находится в недиссоциированной форме.
Он использует это свойство для транспортировки протонов через внутреннюю митохондриальную мембрану (ВММ). [9] Протоны захватываются из межмембранного пространства и после транспортировки через ВММ они снова высвобождаются в митохондриальном матриксе . Диносеб в диссоциированной форме заряжен отрицательно, что заставляет его перемещаться в межмембранное пространство из-за электрохимического градиента , существующего через ВММ. Отрицательный заряд делокализован по кольцу, увеличивая проницаемость мембраны аниона.
Снижая 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]
В растениях диносеб также подавляет фотосинтез , подавляя поток электронов от фотокомплекса II к пластохинону . [12] В результате пластохинон не может создать протонный градиент, и АТФ -синтаза не производит АТФ . Кроме того, НАДФ не может быть восстановлен до НАДФН, что исключает возможность создания глюкозы из углекислого газа . Это также приводит к гибели клетки.
После перорального введения диносеба, меченного 14 C , крысам и мышам, оказалось, что от 40 до 65% 14 C выводилось с мочой, а от 30 до 40% оказывалось в фекалиях. Данные ТСХ показали наличие различных метаболитов диносеба, хотя они не были идентифицированы. [13] Это открытие было подтверждено различными исследованиями in vitro и in vivo.
В ходе одного исследования беременным мышам вводили 14 C-диносеб. Данные показали, что скорость абсорбции после внутрибрюшинного введения была намного выше, чем после перорального. Кроме того, молекулы, содержащие 14 C, были обнаружены во всех тканях матери и эмбриона, хотя эмбриональные ткани содержали более низкую концентрацию.
Через три часа после перорального или внутрибрюшинного введения 14 C в почках и печени матери составлял около 50% диносеба и 50% метаболитов. Однако 14 C в почках и печени эмбриона составлял 85% диносеба после перорального введения и 57% после внутрибрюшинного введения.
Диносеб очень токсичен при приеме внутрь , вдыхании или при контакте с кожей. Симптомы включают усталость, потоотделение, головные боли, тошноту, боли в животе и лихорадку. [14] Он также является раздражителем для глаз. Контакт с кожей вызывает ожоги, и она желтеет. Для беременных женщин это вещество особенно опасно, так как может вызывать дефекты роста у нерожденных детей (оно тератогенно ).
Диносеб препятствует окислительному фосфорилированию , действуя как разобщитель , который является производством АТФ в митохондриях . Это достигается путем повышения проницаемости внутренней мембраны митохондрий для протонов. Протоны могут легче возвращаться 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 для производства АТФ, клетка не может производить энергию. [15]
Воздействие диносеба также вызывает опосредованное ЭР высвобождение кальция, что приводит к повышению внутриклеточного уровня кальция. За этим следует активация каспазы , которая является протеазой, участвующей в апоптозе клеток . Выжившие клетки имеют повышенный уровень альфа-синуклеина , что приводит к дофаминергической нейродегенерации . [7]
Диносеб может пересекать биологические мембраны, такие как гематоэнцефалический барьер и плацентарный барьер . Это объясняет, почему диносеб особенно опасен для беременных женщин. Если соединение может преодолеть плацентарный барьер, нерожденный ребенок будет подвергаться 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 людей этот показатель составляет 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 однократной дозы примерно через четырнадцать дней. Около 50% крыс умирают, когда им дают 25–28 мг/кг диносеба перорально. Гораздо больше требуется, когда крысы подвергаются воздействию диносеба через кожу. В этом случае 50% умирают, когда крысы подвергаются воздействию 80 мг/кг. Когда диносеб вводится инъекцией, доза 20 мг/кг вызовет смерть 50% крыс. [16] Но также оказалось, что у крыс диносеб способен проходить через плаценту и, следовательно, вызывает эмбриотоксические и тератогенные эффекты. [14]
Рыба: Диносеб также очень токсичен для рыб, потому что рыбы способны очень быстро поглощать диносеб. Для маленьких рыб, таких как золотые рыбки, 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 был высокотоксичен для птиц. Когда птицам давали однократную дозу от 7 до 9 мг/кг, около 50% птиц умирали. Большинство птиц подвергались воздействию диносеба через небольшие ручьи воды. [18]
Исследования также показали, что диносеб является канцерогенным для самок мышей, но не для самцов. [18]
В настоящее время диносеб запрещен во многих местах в мире из-за высокой частоты врожденных дефектов. Из-за этого запрета не так много людей подвергаются воздействию диносеба. Но когда кто-то подвергается воздействию, можно сделать несколько вещей в качестве первой помощи. Пострадавший может подвергнуться воздействию четырьмя путями: вдыхание, кожа, глаза, проглатывание. Вот меры первой помощи при четырех путях воздействия:
Вдыхание: пострадавшему следует дать немного свежего воздуха. При необходимости пострадавшему можно дать кислород и провести вспомогательную вентиляцию легких. Бронхоспазм можно лечить с помощью бета2-агонистов и аэрозолей кортикостероидов .
Кожа: С пострадавшего следует снять загрязненную одежду и украшения. Кожу, волосы и ногти пострадавшего следует тщательно вымыть с мылом несколько раз.
Глаза: Глаза пострадавшего следует немедленно промыть проточной водой. Это необходимо делать в течение не менее 20 минут. Контактные линзы следует снять, если это возможно.
При проглатывании: Сначала следует прополоскать рот пострадавшего. Пострадавшему следует дать 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 шагом в синтезе 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 кислых условиях. Образованный карбокатион может подвергаться электрофильному ароматическому замещению с фенолом . Продуктом этой реакции является 2-(1-метилпропил)фенол.
Вторым шагом в синтезе диносеба является нитрация 2-(1-метилпропил)фенола. Сначала из азотной кислоты и серной кислоты образуется ион нитрония . [21]
2-(1-метилпропил)фенол принимает ион нитрония , образуя ион арениума , который имеет три резонансные структуры . Вода может отщепить дополнительный протон, образуя нейтральное соединение. [21]
Продукт этой реакции может подвергаться 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 )