Диносеб - Dinoseb

Не путать с Dinoterb.
Диносеб
Dinoseb Grundstruktur V1-Seite001.svg
Имена
Предпочтительное название IUPAC
2- (Бутан-2-ил) -4,6-динитрофенол
Другие имена
2-(сек-Бутил) -4,6-динитрофенол
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.001.692 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
UNII
Характеристики
C10ЧАС12N2О5
Молярная масса240.215 г · моль−1
Плотность1,35 г / см3
Температура плавления 38–42 ° С (100–108 ° F, 311–315 К)
Кислотность (пKа)4.4[1]
Опасности
Паспорт безопасности[2]
Пиктограммы GHSGHS06: ТоксичноGHS08: Опасность для здоровьяGHS09: Опасность для окружающей средыGHS05: Коррозийный
Сигнальное слово GHSОпасность
H300, H311, H315, H317, H318, H360, H410[2]
P201, P273, P280, P310, P305 + 351 + 338, P302 + 352, P305 + 351 + 338[2]
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Диносеб общепринятое промышленное название 6-втор-бутил-2,4-динитрофенола, гербицид в динитрофенол семья. Это кристаллическое твердое вещество оранжевого цвета, которое плохо растворяется в воде. Диносеб запрещен как гербицид в Евросоюз (ЕС) и США из-за его токсичности.

Он также находит применение в качестве ингибитор полимеризации, где его часто называют DNBP. Он используется для предотвращения термической полимеризации стирол и другие ненасыщенные мономеры когда они очищаются дистилляцией.

История

В 1892 году динитро-орто-крезол (2,4-динитро-6-метилфенол), химическое соединение, тесно связанное с диносебом, было обнаружено в Германии и впервые использовалось в качестве инсектицид. Позже он также использовался как гербицид, а также фунгицид характеристики были обнаружены. В 1945 г. орто-метильная группа заменена на сек-бутильная группа, дающая диносеб. Это соединение имело превосходную контактную и желудочную активность по отношению к насекомым и клещам.[3] Диносеб стал коммерчески доступным в 1945 году и был одобрен для использования в Соединенных Штатах на основании данных по безопасности от Industrial Bio-Test Laboratories.[4] 13 января 1984 г. датское судно Dana Optima потеряло 80 барабанов Dinoseb во время плавания из North Shields Из Англии в Эсбьерг, Дания. Через четыре месяца было найдено и извлечено 72 барабана.[5] Диносеб был снят с продажи в 1986 году из-за возросшей угрозы врожденных дефектов после воздействия этого химического вещества на полевые работницы. Это также могло вызвать бесплодие у мужчин, подвергшихся воздействию химического вещества.[6]

Использует

Диносеб - это 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, например, диносеб все еще используется 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 как инсектицид для защиты винограда. В интернете диносеб и другие динитрофенолы покупаются как таблетки для похудания. Однако это очень опасно, и многие люди умерли от случайной передозировки.[8]

Механизм действия

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

Диносеб метаболизм.png

Он использует это свойство для переноса протонов через внутренняя митохондриальная мембрана (IMM).[9] Протоны забираются из межмембранного пространства и после транспортировки через IMM снова высвобождаются в митохондриальный матрикс. Диносеб в диссоциированной форме заряжен отрицательно, что заставляет его перемещаться в межмембранное пространство из-за электрохимический градиент который существует в IMM.

Уменьшая протонный градиент, диносеб лишает клетки способности производить АТФ, что приводит к гибели клетки.

У растений диносеб также подавляет фотосинтез путем подавления потока электронов из фотокомплекс II к пластохинон.[10] В результате пластохинон не может создавать протонный градиент, и АТФ не производится АТФ-синтаза. Также, НАДФ не может быть сведен к образованию НАДФН, который лишает возможности создавать глюкоза из углекислый газ. Это также приводит к гибели клеток.

Метаболизм и биотрансформация

Механизм растений по производству АТФ. Фотокомплекс II ингибируется диносебом, поэтому NADP не может быть восстановлен до NADPH, и способность создавать глюкозу из диоксида углерода устраняется.

После перорального приема диносеба, меченного 14C крысам и мышам оказалось, что от 40 до 65% 14C выводился с мочой, а от 30 до 40% попало с калом. TLC данные показали присутствие различных метаболитов диносеба, хотя они не были идентифицированы.[11] Это открытие было подтверждено различными исследованиями in vitro и in vivo.

Во время одного исследования 14С-диносеб вводили беременным мышам. Данные показали, что скорость абсорбции после внутрибрюшинное введение был намного выше, чем после перорального приема. Кроме того, молекулы, содержащие 14C были обнаружены во всех тканях матери и эмбриона, хотя в тканях эмбриона их концентрация была ниже.

Через три часа после перорального или внутрибрюшинного введения 14C в почках и печени матери было около 50% диносеба и 50% метаболитов. Тем не менее 14C в почках и печени эмбриона составлял 85% диносеба после перорального приема и 57% после внутрибрюшинного введения.

Токсичность

Диносеб очень токсичен, когда глотание, вдыхая или при контакте с кожей. Симптомы включают усталость, потливость, головные боли, тошноту, боли в животе и лихорадку.[12] Это также раздражитель для глаз. Попадание на кожу вызывает ожоги, и она становится желтой. Для беременных это вещество особенно опасно, так как может вызвать дефекты роста у будущего ребенка (это тератогенный ).

Диносеб мешает окислительного фосфорилирования действуя как разобщитель, что является производством АТФ в митохондрии. Это достигается за счет того, что внутренняя мембрана митохондрий становится более проницаемой для протонов. Протоны могут легче возвращаться в митохондриальный матрикс, что приводит к меньшей разнице в концентрации протонов по обе стороны от внутренней митохондриальной мембраны. Другими словами: чем ниже протонный градиент, тем ниже будет мембранный потенциал. Поскольку мембранный потенциал является движущей силой производства АТФ, клетка не может производить энергию.[13]

Воздействие диносеба также вызывает ER-опосредованное высвобождение кальция, что приводит к увеличению внутриклеточного уровня кальция. Далее следует активация каспаза, которая является протеазой, участвующей в апоптоз клеток. Выжившие клетки увеличиваются на альфа-синуклеин уровни, которые приводят к дофаминергическая нейродегенерация.[7]

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

Устный LD50 Значения диносеба колеблются от 14 до 114 мг / кг у крыс, мышей, кроликов и морских свинок.[8] Для человека это 5–50 мг / кг.[14]

Воздействие на животных

Диносеб является токсичным веществом 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 при пероральном введении 25–28 мг / кг диносеба. Когда крысы контактируют с диносебом через кожу, требуется гораздо больше. В этом случае 50% крыс умирают, когда крысы подвергаются воздействию 80 мг / кг. Когда диносеб вводится в дозе 20 мг / кг, это приводит к гибели 50% крыс.[14] Но и для крыс выяснилось, что диносеб способен проходить через плаценту и, следовательно, вызывает эмбриотоксичность и тератогенный последствия.[12]

Рыба: Диносеб также очень токсичен для рыб, потому что рыба очень быстро поглощает динозеб. Для такой мелкой рыбы, как золотая рыбка, необходимо всего 0,4 ppm, чтобы убить всю рыбу в воде. Когда рыба живет в кислой водной среде, динозеб более токсичен, чем когда рыба живет в нейтральной или щелочной водной среде. Это потому, что диносеб слабокислый.[15]

Птицы: было обнаружено, что диносеб также очень токсичен для птиц. Когда птицам вводят однократную дозу 7–9 мг / кг, около 50% птиц умирают. Большинство птиц подвергаются воздействию диносеба через небольшие потоки воды.[16]

Исследования также показали, что диносеб канцерогенный для мышей-самок, но не для мышей-самцов.[16]

Меры первой помощи

В настоящее время диносеб запрещен во многих странах мира из-за высокой частоты врожденных дефектов. Из-за этого запрета диносебу подвергается не так много людей. Но когда кто-то подвергается воздействию, можно предпринять несколько действий в качестве первой помощи. Пострадавший может подвергнуться воздействию четырьмя способами: вдыхание, кожа, глаза, проглатывание. Это меры первой помощи при четырех способах воздействия:

Вдыхание: Пострадавший должен выйти на свежий воздух. При необходимости пострадавшему могут вводить кислород и вспомогательную вентиляцию легких. Бронхоспазм можно лечить бета2-агонист и кортикостероид аэрозоли.

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

Глаза: Глаза пострадавшего следует немедленно промыть проточной водой. Это нужно не менее 20 минут. По возможности следует снять контактные линзы.

Проглатывание: Сначала следует прополоскать рот пострадавшего. Жертве следует дать уголь в виде кашицы (240 мл воды / 30 г древесного угля). Это возможно только тогда, когда жертва находится в сознании.

Во всех четырех случаях пострадавший должен обратиться к врачу.[17]

Химия

Синтез

Первым шагом в синтезе диносеба является синтез 2- (1-метилпропил) фенола из 1-бутен и фенол.[18] Первый, 1-бутен протонируется так, что вторичный карбокатион сформирован. Это может произойти только в кислой среде. Образовавшийся карбокатион может подвергаться электрофильное ароматическое замещение с фенол. Продукт этой реакции - 2- (1-метилпропил) фенол.

Синтез диносеба шаг 1.jpg

Второй этап синтеза диносеба - это нитрование 2- (1-метилпропил) фенола. Во-первых, ион нитрония сформирован из азотная кислота и серная кислота.[19]

Синтез диносеба шаг 2.jpg

2- (1-метилпропил) фенол поглощает ион нитрония сформировать арений ион, который имеет три резонансные структуры. Вода может отщеплять дополнительный протон с образованием нейтрального соединения.[19]

Синтез диносеба шаг 3.jpg

Продукт этой реакции может подвергнуться второму нитрование образовать диносеб.

Синтез диносеба шаг 4.jpg

Стереоизомерия

Диносеб - это рацемический смесь двух энантиомеры.

Диносеб
(2 стереоизомера)
(S) -Динозеб
(S) -конфигурация		(R) -Динозеб
(р) -конфигурация

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Szeto, Sunny Y .; 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. ^ а б c Сигма-Олдрич Ко., Диносеб. Проверено 24 марта 2020.
  3. ^ Топлисс, Джон (2012-12-02). Количественные отношения структура-активность лекарств. Эльзевир. п. 427. ISBN  9780323146876.
  4. ^ Мейер, Карл (1998-12-29). Свидетельствование экспертов: объяснение и понимание науки. CRC Press. п. 149. ISBN  9780849311970.
  5. ^ Bockholts, P .; Хайдебринк, И. (2012-12-06). 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. С. 325–328. ISBN  9789400908871.
  6. ^ Times, Филип Шабеков, Специально для Нью-Йорка (1986-10-08). «СРОЧНЫЙ ЗАПРЕТ НА БОЛЬШОЕ ПЕСТИЦИД». Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2017-03-13.
  7. ^ а б c Heusinkveld, Harm J .; van Vliet, Arie C .; Nijssen, Peter C.G .; Вестеринк, Ремко Х. С. (11.06.2016). «Определение нейротоксической опасности динитрофенольных гербицидов in vitro». Письма токсикологии. 252: 62–69. Дои:10.1016 / j.toxlet.2016.04.014. ISSN  1879-3169. PMID  27106277.
  8. ^ а б Захария, М .; Tudorachi, L .; Pintilie, O .; Drochioi, C .; Gradinaru, R .; Мурариу, М. (2016). «Запрещенные динитрофенолы по-прежнему вызывают как юридические, так и судебные проблемы». Экологическая экспертиза. 17 (1): 120–130. Дои:10.1080/15275922.2015.1133735. S2CID  112923764.
  9. ^ Уокер, К. Х. (26 апреля 2001 г.). Органические загрязнители: экотоксикологическая перспектива. CRC Press. ISBN  9780748409617.
  10. ^ Matsunaka, S .; Hutson, D. H .; Мерфи, С. Д. (2013-10-22). Способ действия, метаболизм и токсикология: химия пестицидов: благополучие человека и окружающая среда. Эльзевир. ISBN  9781483150451.
  11. ^ Gunther, Francis A .; Гюнтер, Джейн Дэвис (2012-12-06). Анализ остатков: остатки пестицидов и других загрязнителей в окружающей среде в целом. Springer Science & Business Media. ISBN  9781461393948.
  12. ^ а б «Диносеб - Токсипедия». www.toxipedia.org. Получено 2017-03-13.
  13. ^ Palmeira, C.M .; Moreno, A.J .; Мадейра, V.M.C. (1994). «Взаимодействие гербицидов 2,4-D и диносеба с митохондриальной биоэнергетикой печени». Токсикология и прикладная фармакология. 127 (1): 50–57. Дои:10.1006 / taap.1994.1138. PMID  8048053.
  14. ^ а б Копиус Перебум, Дж. (1991). Hoe gevaarlijk zijn milieugevaarlijke stoffen?. С. 179–183. ISBN  978-90-6009-477-8.
  15. ^ "EXTOXNET PIP - ДИНОСЕБ". extoxnet.orst.edu. Получено 2017-03-13.
  16. ^ а б «Диносеб». pmep.cce.cornell.edu. Получено 2017-03-13.
  17. ^ «Паспорт безопасности материала 222: Диносеб» (PDF). Центральный совет по контролю за загрязнением окружающей среды. Получено 2017-03-16.
  18. ^ Эшфорд, Р. Д. (1994). Словарь промышленных химикатов Эшфорда. Лондон, Англия: Wavelength Publications Ltd. стр. 159. ISBN  978-0-9522674-3-0.
  19. ^ а б «Глава 21: Реакции ароматических углеводородов». research.cm.utexas.edu. Получено 2017-03-13.

внешняя ссылка