Demeton-S-methyl - Demeton-S-methyl

DémonS-methyl[1]
Demeton-S-methyl.png
Jména
Název IUPAC
Ó,Ó-Dimethyl S-2- (ethylsulfanyl) ethylfosforothioát
Ostatní jména
1- (Dimethoxyfosforylthio) -2- (ethylthio) etan
S- [2- (ethylthio) ethyl] 0,0, O-dimethylfosforothioát, demeton methyl; O, O-dimethyl-2-ethylmerkaptoethylthiofosfát; Metasystox; Methylmerkaptophos; Methyl systox
Identifikátory
3D model (JSmol )
1707311
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.011.866 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 213-052-6
KEGG
Číslo RTECS
  • TG1750000
UNII
UN číslo3018
Vlastnosti
C6H15Ó3PS2
Molární hmotnost230,28 g / mol
VzhledOlejová, bezbarvá až světle žlutá kapalina[2]
Hustota1,2 g / cm3
Bod varu 118 ° C (244 ° F; 391 K)
0,33 g / 100 ml (20 ° C)
Tlak páry0,0004 mmHg (20 ° C)[2]
Nebezpečí
Piktogramy GHSGHS06: ToxickýGHS09: Nebezpečnost pro životní prostředí
Signální slovo GHSNebezpečí
H301, H311, H411
P264, P270, P273, P280, P301 + 310, P302 + 352, P312, P321, P322, P330, P361, P363, P391, P405, P501
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
N.D.[2]
REL (Doporučeno)
PEL 0,5 mg / m3 [kůže][2]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
N.D.[2]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Demeton-S-methyl je organická sloučenina s molekulární vzorec C6H15Ó3PS2. Byl použit jako organothiofosfát akaricid a organothiofosfát insekticid. Je hořlavý. Při delším skladování se Demeton-S-methyl stává toxičtějším v důsledku tvorby a sulfonium derivát, který má větší afinitu k lidské formě acetylcholinesteráza enzym, což může představovat riziko při zemědělském použití.[3]

Dějiny

Demeton-S-methyl byl poprvé popsán v roce 1950 Schraderem a byl široce přijat jako pesticid kvůli nižší toxicitě pro člověka než dříve používaný demeton.[4][5] V počátečních dnech se většinou používal společně s demeton-O-methylem v poměru O: S 70:30. Od roku 1957 se používal pouze čistý demeton-S-methyl.[6] Vzhledem ke své vysoké toxicitě a závažným toxickým účinkům na člověka je nyní demeton-s-methyl podle Světové zdravotnické organizace klasifikován jako vysoce toxická látka a celosvětově je zakázáno jej používat v zemědělství.[7][8]

Struktura a reaktivita

Demeton-S-Methyl je sloučenina, která má z hlediska struktury úzký vztah k VX. Struktura je C6H15O3PS2. Demeton-S-methyl má molekulovou hmotnost 230,28 g / mol.[9] Vypadá jako bezbarvá až slabě nažloutlá olejovitá kapalina s vůní česneku.[10] Jeho hustota je 1,2 g / cm3, což je o něco těžší než voda. Teploty tání a teploty varu jsou <25 ° C (<77 ° F) a 118 ° C (244 ° F), v uvedeném pořadí,[11] i když se sloučenina rozkládá před dosažením bodu varu. Relativně nízká 0,0004 mmHg (při 20 ° C)[12] znamená, že Demeton-S-Methyl se odpařuje velmi pomalu a většinou zůstává jako kapalina. Demeton-S-Methyl je méně stabilní než jeho předchůdce Demeton, ale místo toho se používá kvůli nižší toxicitě pro člověka. Demeton-S-methyl se rychle hydrolyzuje v alkalickém prostředí.[13] Demeton-S-methyl je snadno rozpustný ve vodě a většině organických sloučenin.

Syntéza

Existují tři způsoby syntézy Demeton-S-methylu. To lze provést reakcí mezi Thiodiglykol a dimethylthiofosfát.[14] Zde síra v dimethylthiofosfátu útočí na jeden z kyslíků thiodiglykolu. Jeden z kyslíků dimethylthiofosfátu zase vytváří dvojnou vazbu s fosfátem a ztrácí svůj vodík, který vytváří vodu s hydroxylem na druhé straně thiodiglykolu. Druhá cesta syntézy je alkylací Kyselina dimethyl-dithiofosforečná s 2- (ethylmerkapto) -etylchloridem.[15] Třetím způsobem je reakce 2- (ethylthio) -ethanolu, který je podobný thiodiglykolu bez jedné z hydroxylových skupin, a O, O-dimethylfosfochlorothioátu. K tomu dochází chlorací alkoholu, hydrolýzou a dehydrochlorací.[16]

Dostupné formuláře

Demeton-S-methyl je stále k dispozici jako roztok, ale jeho použití je ve většině zemí zakázáno kvůli silné toxicitě.

Mechanismus účinku

Demeton-S-methyl inhibuje cholinesterázu, která se stará o štěpení acetylcholinu (AChE). V přítomnosti Demeton-S-methylu dochází k akumulaci AChE, což může vést k omezené neurotransmisi.[17] To může vést ke zhoršení funkce svalů a dokonce k sufixaci s následkem smrti.[18]

Metabolismus

Pokusy na zvířatech ukazují, že téměř všechny deriváty demeton-S-methylu se vylučují močí. Většina demeton-S-methylu se převede na demeton-S-methylsulfoxid, kde se k síře v postranním řetězci přidá kyslíková skupina. Tento sulfoxid pak může být dále metabolizován přidáním další kyslíkové skupiny za vzniku demeton-S-methylsulfonu. Další cestou metabolizace demeton-S-methylu je demetylace kyslíkové skupiny (skupin) demetonu. Tato demethylovaná forma se opět může vyskytovat ve formě sulfoxidu a sulfonu. Nakonec může dojít k deesterifikaci O-methylfosforečné esterové skupiny, po které bude následovat methylace a sulfoxidace. To povede k tvorbě methylsulfinyl-2-ethylsulfinyletanu a methylsulfinyl-2-ethylsulfonyletanu.[19]

Použití

Demeton-S-Methyl je organická sloučenina fosforu, která se používá jako účinný insekticid a akaricid v zemědělství, zejména proti škůdcům členovců sajících rostliny.[20][21] Aplikoval se na kontrolu mšic, roztočů a molic na ovoci, zelenině, bramborách, řepě a chmelu.[22] Demeton-S-Methyl je absorbován a distribuován v rostlině, což umožňuje, aby koncentrace dosáhly dostatečně vysokých úrovní, aby zabily hmyz, který se živí rostlinou, sáním šťáv.

V zemědělství byl použit methyl demeton ve směsi O-isomeru a S-izomeru v přibližném poměru 70:30.[23] Bylo však zjištěno, že S-izomer je vůči hmyzu toxičtější než O-izomer.[24] Když byla zavedena vyčištěná forma S-izomeru a vzrostla dostupnost, nahradila směs v zemědělství.

Účinky na lidské zdraví

Mnoho údajů o toxicitě methyl-S-demetonu pochází z případových studií, často s osobami, které byly chemickým látkám vystaveny na pracovišti. Methyl-S-demeton byl na rostliny nastříkán postřikovači, kteří byli často dočasně zaměstnáni. Ve studii s postřikovači, kteří pracovně používali methyl-S-demeton, byly hodnoceny zdravotní důsledky.[25] Postřikovače fungovaly 8 hodin denně a příznaky intoxikace se objevily po jednom až 18 dnech expozice. Mezi hlavní příznaky toxicity patřila ospalost, zvracení, bolesti břicha, průjem, nevolnost, únava, bolesti hlavy, dýchací potíže, slinění a slzení. Hladiny sérové ​​cholinesterázy byly sníženy o 64% u 25 postřikovačů ve srovnání s kontrolními osobami.

V jednom případě otravy mělo požití 50 až 500 mg methyl-S-demetonu / kg tělesné hmotnosti za následek akutní kardiovaskulární kolaps a smrt 83 po expozici.[23] Druhá případová studie zahrnuje farmáře, který byl chemikálii vystaven nejméně 23krát po dobu od 20 minut do6 3⁄4 hodin, většinou během jeho práce jako značkovače ve vzdušném postřiku, ale také během přípravy chemikálie.[26] Během pracovního týdne se u něj objevily bolesti hlavy, nevolnost a závratě, které během víkendu ustoupily. Později se u něj vyvinula anorexie a měl potíže s prováděním jednoduchých kognitivních úkolů. Byl přijat do nemocnice, kde bylo zjištěno, že jeho hladina sérové ​​cholinesterázy byla velmi nízká. Když tyto hladiny vzrostly na přijatelné úrovně, byl propuštěn. V jiném případě byl dvouletý chlapec přijat do nemocnice po požití 10 ml (0,35 imp fl oz; 0,34 US fl oz) demeton-S-methylu. Mezi příznaky patřilo nadměrné slinění, zvracení, bronchiální hypersekrece, muskarinové účinky na tepovou frekvenci a velikost zornice a mírná bradykardie.[27] I v tomto případě byly hladiny cholinesterázy v séru významně sníženy, ale po přijetí do nemocnice se vrátily na výchozí hodnotu. Nakonec byl hlášen jeden případ smrtelné intoxikace sebevraždou demeton-S-methylem.[28]

Toxicita

Společné zasedání FAO / WHO o reziduích pesticidů (JMPR) dospělo k závěru, že demeton-S-methyl je vysoce toxický organofosforový insekticid. Účinky způsobené chronickou expozicí se pravděpodobně neobjeví. Demeton-S-methyl dále nepřetrvává v životním prostředí a nehromadí se v organismech. Demeton-S-methyl má však vysokou akutní toxicitu pro vodní bezobratlé a je toxický také pro ptáky a ryby.[17] ADI doporučená JMPR (přijatelný denní příjem) je 0,0003 mg / kg tělesné hmotnosti. LD50 hodnoty demeton-S-methylu pro savce se pohybují od 7 do 100 mg / kg tělesné hmotnosti, v závislosti na způsobu podání a druhu.[17]

Orální LD50 hodnoty demeton-S-methylu u potkanů ​​byly mezi 33 a 129 mg / kg tělesné hmotnosti.[17] Když byl toxin inhalován, LC50 se 4 hodinami expozice u potkanů ​​Wistar bylo zjištěno 310 mg / m3 vzduch pro muže a 210 mg / m3 vzduch pro ženy.[17] V dietních studiích na psech, myších a potkanech byly zjištěny hodnoty NOAEL (úroveň bez pozorovaných nežádoucích účinků) 1 mg / kg stravy. Tyto hodnoty se rovnají rozmezí NOAEL od 0,036 do 0,24 mg / kg tělesné hmotnosti za den.

Viz také

Reference

  1. ^ Demeton-S-methyl ve společnosti INCHEM
  2. ^ A b C d E NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0410". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  3. ^ Black RM, Harrison JM. Chemie organofosforových chemických bojových látek. Kapitola 10 Chemie sloučenin organofosforu. Svazek 4, Ter- a quinque-valentní kyseliny fosforové a jejich deriváty. (1996) ISBN  0-471-95706-2
  4. ^ Fest, Christa; Schmidt, Karl-Julius (1973). Chemie organofosforových pesticidů. doi:10.1007/978-3-642-97876-0. ISBN  978-3-642-97878-4.
  5. ^ Matolcsy, G., Nádasy, M., & Andriska, V. (1989). Chemie pesticidů. Elsevier.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  6. ^ „https://www.healthcouncil.nl/binaries/healthcouncil/documents/advisory-reports/2003/09/22/methyl-s-demeton/advisory-report-health-based-reassessment-of-administrative-occupational-exposure -limits-methyl-s-demeton.pdf " (PDF). Externí odkaz v | název = (Pomoc)
  7. ^ „https://www.who.int/ipcs/publications/pesticides_hazard_2009.pdf“ (PDF). Externí odkaz v | název = (Pomoc)
  8. ^ „Omezení pesticidů“.
  9. ^ „CDC - Kapesní průvodce chemickými riziky NIOSH - Demeton“.
  10. ^ „Databáze nebezpečných látek (HSDB)“.
  11. ^ „https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_US_CB9294147.aspx“. Externí odkaz v | název = (Pomoc)
  12. ^ „NOAA Office of Response. Search Chemicals“.
  13. ^ Tomlin, C.D.S., „Demeton-S-Methyl 919-86-8“, Příručka k elektronickému pesticidu, 13. vydání, verze 3.1Britská rada pro ochranu rostlin
  14. ^ Koch, R. (1982). „Sittig, M., Encyklopedie výroby pesticidů a toxických materiálů. Park Ridge, N. J., Noyes Data Corporation, 1980, 810 S., 96. - $“. Acta Hydrochimica et Hydrobiologica. 10 (4): 338. doi:10,1002 / aheh.19820100405. ISSN  0323-4320.
  15. ^ Spencer, E.Y. (1982). Průvodce chemickými látkami používanými při ochraně plodin. 7. vydání. Výzkumný ústav, Zemědělství Kanada, Ottawa, Kanada: Information Canada. p. 169.
  16. ^ Ashford, R.D. (1994). Ashfordův slovník průmyslových chemikálií. Benezitův slovník umělců. Wavelength Publications Ltd.
  17. ^ A b C d E Světová zdravotnická organizace (WHO) / ​​Mezinárodní program pro chemickou bezpečnost (IPCS). DemetonS-methyl. Ženeva, Švýcarsko: WHO, 1997; Kritéria pro ochranu životního prostředí 197.
  18. ^ „http://npic.orst.edu/factsheets/diazinontech.pdf“ (PDF). Externí odkaz v | název = (Pomoc)
  19. ^ „http://www.inchem.org/documents/jmpr/jmpmono/v84pr51.htm“. Externí odkaz v | název = (Pomoc)
  20. ^ Bishop, AL; McKenzie, HJ; Barchia, IM; Spohr, LJ (duben 1998). „Účinnost insekticidů proti blechám lucerny, Sminthurus viridis (L.) (Collembola: Sminthuridae) a dalším členovcům v lucerně“. Australian Journal of Entomology. 37 (1): 40–48. doi:10.1111 / j.1440-6055.1998.00019.x. ISSN  1326-6756.
  21. ^ Ziegler, Walter; Engelhardt, Gabriele; Wallnoefer, Peter R .; Oehlmann, Linthard; Wagner, Klaus (listopad 1980). „Degradace demeton S-methylsulfoxidu (Metasystox R) půdními mikroorganismy“. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 28 (6): 1102–1106. doi:10.1021 / jf60232a003. ISSN  0021-8561.
  22. ^ Spencer, E.Y. (Prosinec 1984). „Manuál k pesticidům - světový kompendium. 7. vydání“. Biochemie a fyziologie pesticidů. 22 (3): 369. doi:10.1016/0048-3575(84)90030-0. ISSN  0048-3575.
  23. ^ A b „Nizozemská rada pro zdraví: Výbor pro aktualizaci limitů expozice na pracovišti. Methyl-S-demeton; Přehodnocení správních limitů expozice na pracovišti z hlediska zdraví“. Rada pro zdraví Nizozemska. 2003.
  24. ^ Chambers, Janice E. (1992), „Shrnutí a závěry“, Organophosphates Chemistry, Fate, and Effects, Elsevier, str. 435–440, doi:10.1016 / b978-0-08-091726-9.50026-4, ISBN  9780080917269
  25. ^ Hegazy, M. R. (01.07.1965). „Otrava Meta-Isosystoxem u sprejerů a náhodně exponovaných pacientů“. Pracovní a environmentální medicína. 22 (3): 230–235. doi:10.1136 / oem.22.3.230. ISSN  1351-0711. PMC  1008302.
  26. ^ Zrzka, I.H. (Březen 1968). „Otrava na farmě“. Lancet. 291 (7544): 686–688. doi:10.1016 / s0140-6736 (68) 92117-x. ISSN  0140-6736.
  27. ^ Rolfsjord, L. B., Fjaerli, H. O., Meidel, N., Stromme, J. H., Kowalczyk, M., & Jacobsen, D. (1998). „Těžká otrava organofosfáty (demeton-S-methyl) u dvouletého dítěte“. Veterinární a humánní toxikologie. 40 (4): 222–224.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  28. ^ Schludecker, D .; Aderjan, R. (srpen 1988). „Chemisch-Toxikologische Befunde bei einer tödlich verlaufenen suicidalen Vergiftung mit Demeton-S-Methyl“. Zeitschrift für Rechtsmedizin. 101 (1). doi:10.1007 / bf00205326. ISSN  0044-3433.