stringtranslate.com

Цианазин

Цианазин — гербицид , относящийся к группе триазинов . Цианазин подавляет фотосинтез и поэтому используется в качестве гербицида . [1]

История

Цианазин используется в качестве гербицида для борьбы с однолетними травами и широколиственными сорняками. Он относится к группе триазиновых гербицидов , как и атразин . Эти пестициды работают путем ингибирования фотосинтеза . Большая часть используемого цианазина используется для кукурузы . В 1985 году это было 96% используемого цианазина. [2] Агентство по охране окружающей среды ( EPA ) составило профиль воздействия цианазина на здоровье и окружающую среду в 1984 году. [3] В 1971 году цианазин был выведен на рынок под названиями «Bladex» и «Fortol» компанией Shell. Цианазин и другие триазины были среди группы наиболее часто используемых гербицидов на Среднем Западе и в Соединенных Штатах Америки . [4] В 2002 году база данных пестицидов Европейского союза не одобрила использование цианазина в качестве гербицида. Он классифицирован как тератоген в Списке опасных веществ еще в 1986 году.

Структура и реакционная способность

Цианазин — это общее название 2-хлор-4-(1-циано-1-метилэтил-амино)-6-этиламин-1,3,5-триазина. Молекулярная формула этого соединения — C
9ЧАС
13КлН
6, молекулярная масса 240,695 г/моль. Цианазин — белое или бесцветное кристаллическое вещество. Температура плавления около 166,5-167,0 °C. LogP равен 2,22. [ необходимо уточнение ]

Структура цианазина

Цианазин не очень реактивен в нейтральных и слабокислых/щелочных средах, он гидролизуется сильными кислотами и основаниями. Он устойчив к нагреванию , свету и гидролизу . Он также устойчив к УФ-излучению в практических условиях. [3] Цианазин может разлагаться при нагревании. Это приводит к образованию едких паров хлористого водорода , оксидов азота и цианидов . [5]

Цианазин имеет одну из самых низких констант скорости реакции с озоном среди различных пестицидов . [6] Среди четырех различных групп гербицидов цианазин разлагается в почве быстрее всего. [7]

Синтез

Цианазин — это хлор-1,3,5-триазин, замещенный в положениях 6 и 4 этиламино- и аминогруппой соответственно . [8] Его можно получить путем реакции цианурхлорида с этиламином и 2-амино-2-метилпропионитрилом. [9]

Доступные формы

Цианазин выпускается в виде растворимого концентрата, текучего концентрата, эмульгируемого концентрата, смачиваемого порошка и гранулированного продукта [10].

Механизмы действия

Цианазин ингибирует фотосинтез и поэтому используется в качестве гербицида . Он уничтожает нежелательную растительность , особенно различные виды сорняков, злаков и древесных растений . Первичный участок ингибирования находится на восстанавливающей стороне фотосистемы II . Они ингибируют этап переноса электронов между первичным акцептором электронов (Q) и пулом пластохинона цепи переноса электронов . [8] Цианазин является наиболее токсичным триазиновым гербицидом и может вызывать врожденные дефекты , мутации и в конечном итоге рак . [ требуется ссылка ]

Метаболизм

Пути метаболизма цианазина были описаны для различных видов животных и растений . Различные исследования показали, что в моделях животных ( крысы , собаки и коровы ) цианазин быстро всасывается в кишечнике . Для деградации всосавшегося цианазина задействованы следующие метаболические пути: деалкилирование и конъюгация с глутатионом , что приводит к образованию различных метаболитов . После прохождения этих метаболических путей метаболиты покидают организм с мочой и калом . Например, у крыс было обнаружено семь метаболитов в моче и кале после перорального приема цианазина. Другим основным путем деградации цианазина у млекопитающих является N-деэтилирование , которое приводит к образованию этильной группы . Свободная этильная группа затем выводится с дыханием. [11] [12] В растениях задействованы следующие метаболические пути: гидролиз , N-деалкилирование и конъюгация с глутатионом , в результате чего образуются различные метаболиты (показано на рисунке ниже). [13]

Деградация цианазина в растениях [14]

Показания

Цианазин используется в качестве гербицида для борьбы с однолетними злаковыми и широколиственными сорняками на кукурузных , зерновых , сорго , хлопчатниковых и пшеничных полях.

Эффективность

Цианазин применяют в следующих дозах: для профилактики сорняков используют дозу 0,14 кг/км2 – 0,54 кг/км2. Для обработки имеющихся сорняков используют дозу 0,136 кг/км2 – 0,23 кг/км2. [15]

У животных и водорослей LD50 / LC50 / EC50 следующие: [16 ]

После повторных доз цианазина в концентрации 25 ppm, смешанных с рационом крыс , никаких токсических эффектов не наблюдалось. [17]

Побочные эффекты

Было обнаружено, что цианазин загрязняет поверхностные воды и питьевую воду во многих странах Северной Америки и в грунтовых водах в Нидерландах . Однако цианазин или продукты распада цианазина не были обнаружены в пище . На основании данных из Канады и Нидерландов , потребление с питьевой водой составляет около 0,2-0,3 мкг/день. Поэтому организация ВОЗ установила максимальное значение 0,198 мкг/кг массы тела из-за возможных токсических эффектов для человека . [18] Кроме того, как видно из таблицы выше, водные формы жизни страдают от гораздо более низкой концентрации цианазина, чем наземные животные . Это, в сочетании с тем фактом, что цианазин быстро вымывается из почвы в окружающие воды, делает водные экосистемы наиболее уязвимыми для цианазина.

Токсичность

Триазиновые гербициды, такие как цианазин, чрезвычайно токсичны для определенных типов растений . Вот почему они так эффективны в уничтожении определенных видов широколиственных сорняков. Цианазин приведет к дисфункции фотосистемы II , связывая важные белки, необходимые для этого процесса. Когда этот важный этап фотосинтеза не выполняется, растение не может производить сахара, которые имеют решающее значение для его роста и метаболизма .

Токсичность для человека

Контакт с цианазином может вызвать дерматит в зависимости от тяжести контакта. Кроме того, при попадании внутрь высоких концентраций цианазина может возникнуть острая токсичность . Вдыхание паров цианазина может привести к раздражению дыхательных путей.

Канцерогенные эффекты цианазина долгое время оставались неясными. Однако маловероятно, что этот гербицид будет иметь какие-либо канцерогенные эффекты для людей. [19] Для полного подтверждения того, что цианазин не является канцерогеном , необходимы дополнительные исследования . Вот почему USEPA отнесла цианазин к химикатам группы C ; это означает, что он может быть канцерогенным .

Токсичность для животных

Исследования показали, что атразин способен влиять на секрецию ЛГ и пролактина у самок крыс . Эти гормональные изменения, по-видимому, вызваны измененной функцией гипофиза . [ 20] Поскольку цианазин относится к тому же классу гербицидов, что и атразин , воздействие цианазина на гормональный статус крыс может быть таким же. Цианазин также может влиять на ГАМК-рецепторы в мозге крыс , в зависимости от дозировки. Это может вызвать нарушения высвобождения ГнРГ . [21]

Цианазин может вызывать пороки развития эмбрионального развития некоторых видов . У Silurana tropicalis воздействие триазиновых гербицидов, таких как цианазин, может вызывать серьезные аномалии. [22] Неясно, могут ли эти эффекты наблюдаться и у людей. Кроме того, дефекты глаз у плодов крыс могут быть следствием токсических свойств цианазина. [23]

Различные триазиновые гербициды , по-видимому, оказывают синергическое действие на определенные виды животных . В случае цианазина атразин может оказывать воздействие на нецелевые виды, такие как Chironomus tentans. Атразин способен влиять на активность ферментов P450 у мошек и, следовательно, вызывать повышенную токсичность этих гербицидов . [24]

Ссылки

  1. ^ "Химический паспорт: Цианазин". CAMEO Chemicals . NOAA .
  2. ^ «Информационный профиль пестицида Цианазин».
  3. ^ ab US EPA. ПРОФИЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЦИАНАЗИНА НА ЗДОРОВЬЕ И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, EPA/600/X-84/243 (NTIS PB88162409), 1984.
  4. ^ Джанесси, Леонард П. (1992). Тенденции использования пестицидов в США: 1966-1989 . Вашингтон, округ Колумбия: Ресурсы для будущего, Отдел качества окружающей среды.
  5. ^ МОТ и ВОЗ , 1999; Международная карта безопасности Цианазин.
  6. ^ Ху, Дж. Й., Морита, Т., Магара, И. и Айзава, Т. (2000). Оценка реакционной способности пестицидов с озоном в воде с использованием энергий граничных молекулярных орбиталей. Water Research, 34(8), 2215-2222.
  7. ^ Бейнон, КИ, Стойдин, Г. и Райт, А. Н. (1972). Сравнение распада триазиновых гербицидов цианазина, атразина и симазина в почвах и кукурузе. Биохимия и физиология пестицидов, 2(2), 153-161.
  8. ^ ab PubChem. "Цианазин". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 22.03.2019 .
  9. ^ SRI (Стэнфордский научно-исследовательский институт). 1976. Справочник по химической энэкономике. SRI, Менло-Парк, Калифорния. стр. 573.7003 JL; 573.7008 IJ
  10. ^ Брюэр, П., Арнтцен, К. и Слайф, Ф. (1979). Влияние атразина, цианазина и проциазина на фотохимические реакции изолированных хлоропластов. Weed Science, 27 (3), 300-308. doi:10.1017/S0043174500044064
  11. ^ Crayford JV, Hutson DH (1972) Метаболизм гербицида 2-хлор-4-(этиламино)-6-(1-циано-1-метилэтиламино)-s-триазина у крыс [MRID № 00022856]. Биохимия и физиология пестицидов, 2:295–307.
  12. ^ Shell Chemical Company (1969) Метаболизм цианазина. Неопубликованное исследование, представленное в Агентство по охране окружающей среды США компанией Shell Chemical Company (MRID № 00032348).
  13. ^ Керн, А.Д.; Меггитт, У.Ф.; Пеннер, Дональд (апрель 1976 г.). «Метаболизм цианазина в кукурузе, осенней простреле и зеленом лисохвосте*». Weed Research . 16 (2): 119–124. Bibcode :1976WeedR..16..119K. doi :10.1111/j.1365-3180.1976.tb00389.x. ISSN  0043-1737.
  14. ^ Турман, Э. Майкл; Скрибнер, Элизабет А. (2008). «Десятилетие измерения, мониторинга и изучения судьбы и переноса триазиновых гербицидов и продуктов их распада в грунтовых водах, поверхностных водах, водохранилищах и осадках Геологической службой США». Триазиновые гербициды . стр. 451–475. doi :10.1016/b978-044451167-6.50033-7. ISBN 9780444511676.
  15. ^ Информационный бюллетень о пестициде цианазин, подготовленный Агентством по охране окружающей среды США (USEPA)
  16. ^ "TOXNET". toxnet.nlm.nih.gov . Получено 22.03.2019 .
  17. ^ Уэйленд Дж., Хейс-младший (1991). Справочник по токсикологии пестицидов. Том 3: Классы пестицидов . Academic Press Inc., стр. Глава 20, стр. 1384. ISBN 0-12-334163-9.
  18. ^ "Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) о цианазине" (PDF) .
  19. ^ SM Lynch et al. , «Заболеваемость раком среди лиц, применяющих пестициды и подвергавшихся воздействию цианазина в исследовании здоровья в сельском хозяйстве», Environ. Health Perspect. , т. 114, № 8, стр. 1248–1252, август 2006 г.
  20. ^ RL Cooper, «Атразин нарушает гипоталамический контроль гипофизарно-яичниковой функции», Toxicol. Sci. , т. 53, № 2, стр. 297–307, февраль 2000 г.
  21. ^ TJ Shafer, TR Ward, CA Meacham и RL Cooper, «Влияние гербицида хлортриазина, цианазина, на рецепторы ГАМКA в корковой ткани мозга крыс», Toxicology , т. 142, № 1, стр. 57–68, декабрь 1999 г.
  22. ^ М. Сака, Н. Тада и Й. Камата, «Хроническая токсичность 1,3,5-триазиновых гербицидов в постэмбриональном развитии западной шпорцевой лягушки Silurana tropicalis», Ecotoxicol. Environ. Saf. , т. 147, стр. 373–381, 2018.
  23. ^ П. Айер, Д. Гэммон, Дж. Джи и К. Пфайфер, «Характеристика материнского влияния на тератогенность: оценка исследований токсичности для развития гербицида цианазина1,2», Regul. Toxicol. Pharmacol. , т. 29, № 1, стр. 88–95, 1999.
  24. ^ Y. Jin-Clark, MJ Lydy и KY Zhu, «Влияние атразина и цианазина на токсичность хлорпирифоса у Chironomus tentans (Diptera: Chironomidae)», Environ. Toxicol. , т. 21, стр. 598–603, 2002.