Метиокарб - Methiocarb

Метиокарб
Methiocarb.svg
Имена
Предпочтительное название IUPAC
3,5-диметил-4- (метилтио) фенилметилкарбамат
Систематическое название ИЮПАК
3,5-диметил-4- (метилсульфанил) фенил N-метилкарбамат
Другие имена
Меркаптодиметур
Мезурол
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
1881431
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.016.357 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 217-991-2
КЕГГ
MeSHМетиокарб
UNII
Характеристики
C11ЧАС15NО2S
Молярная масса225.312
ВнешностьБесцветные кристаллы
Плотность1,25 г см−3
Температура плавления 118,5 ° С (245,3 ° F, 391,6 К)
Точка кипения 311 ° C (592 ° F, 584 K) (деградирует при 300 ° C, 572 ° F или 573 K)
0,027 г л−1
Растворимость в Ксилол20 г л−1
Растворимость в Ацетон144 г л−1
Растворимость в Этилацетат87 г л−1
Растворимость в 1-октанол31 г л−1
бревно п3.18
Давление газа0,015 мПа
0,12 МПа м3 моль−1
Опасности
Главный опасностиРаздражитель кожи, нейротоксин
точка возгоранияНе легко воспламеняется
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверятьY проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Метиокарб это карбамат пестицид который используется как репеллент для птиц,[1] инсектицид,[2] акарицид[2] и моллюскицид[2] с 1960-х гг. Карбаматы широко используются в сельское хозяйство как инсектициды и гербициды. Они предпочтительнее, чем хлорорганические соединения потому что хлорорганические соединения являются стойкими в сельскохозяйственных культурах. Метиокарб оказывает контактное и желудочное действие на клещей и нейротоксичный влияние на моллюски. Семена, обработанные метиокарбом, также поражают птиц. Другие названия метиокарба: мезурол[3] и меркаптодиметур.

Структура и реакционная способность

Карбаматная функциональная группа в метиокарбе может быть отщеплена холинэстеразой с образованием карбамата, который связывается с холинэстеразой, и ароматическим спиртом.

Синтез

Methiocarb Synthesis.png

Метиокарб (3) синтезируется Байер из 4-метилтио-3,5-ксиленола (1) и метилизоцианат (2).[4] Ксиленол (1) будет действовать как нуклеофил в этой реакции атакует частично положительно заряженный углерод в изоцианате (2).

Механизм действия

Продуктом расщепления карбаматной группы метиокарба является метилкарбаминовая кислота, которая после реакции связывается с холинэстеразой. Нормальная функция холинэстеразы - расщепление ацетилхолиновой связи, что приводит к связыванию уксусной кислоты с холинстеразой, что является быстрой обратимой реакцией. Карбаминовая кислота также обратимо связывается, но гидролиз связи происходит медленнее, и поэтому кислота подавляет функцию холиностеразы, что приводит к повышению уровня холинэстеразы. В сравнении: органофосфаты подавляют необратимо и, следовательно, еще больше подавляют ацетилхолинэстеразу.

В дополнение к его холинергический эффекты, метиокарб оказался эндокринный разрушитель, действуя как эстроген, антиандроген, и ингибитор ароматазы.[5]

Метаболизм

Метиокарб биотрансформируется в печени главным образом за счет сульфоксидирование. Это может произойти как с самим метиокарбом, так и с фенольной группой, которая отщепляется от метиокарба холинэстеразой. В некоторых случаях ту же самую серу можно окислить еще раз, чтобы получить сульфон. Незначительный путь, который происходит, - это гидроксилирование N-метил.[6][7]

Methiocarb Metabolism.png

Абсорбция

Метиокарб можно принимать разными путями. Чаще всего у людей возникает проникновение через кожу или как аэрозоль, из-за его использования в качестве пестицида в сельском хозяйстве. Для насекомых и птиц это будет оральным путем. В NOAEL из этих путей были определены следующим образом: для перорального приема NOAEL установлен на уровне 3,3 мг / кг в день для крыс на основе двухлетнего исследования. Для всасывания через кожу NOAEL установлен на уровне 150 мг / кг в день для кроликов, исходя из сокращения потребления пищи.[6]

При скармливании метиокарба крысам в дозе 50 промилле, он дает снижение холинэстеразы головного мозга на 14% и 5% у мужчин и женщин соответственно. Когда метиокарб вводился крысам в виде аэрозоля, самая высокая концентрация (96 мг / м3 в растворителе) показывала признаки непроизвольного сокращения мышц (тремор ). В остальных группах этих признаков не наблюдалось. Ацетилхолинэстераза головного мозга снижена по сравнению с контрольными растворами до 61% и 74% для мужчин и женщин соответственно. В массе органа изменений не было. УННВВ составил 6 мг / м3 на основании снижения активности ацетилхолинэстеразы мозга.[6]

Распределение

Для определения распределения метиокарба в организме углерод-14 ([14C]) исследования меченого метиокарба были выполнены на крысах. Примерно через 8 часов после IP-инъекция из [14C] более 20 метиокарба присутствует в почках, 14 - в легких, 14 - в сердце, 6 - в жировой ткани и 26 - в красных кровяных тельцах. Все числа являются мерой радиоактивности в dpm x 103 / г высушенной ткани. Через 30 минут после лечения для всех тканей, за исключением жира, были получены гораздо более высокие значения, свидетельствующие о том, что выведение происходит вскоре после инъекции. Кроме того, через 2–4 часа после инъекции наблюдалось увеличение во всех тканях, за исключением красных кровяных телец. Это указывает на то, что через два часа происходит перераспределение, за которым следует исключение. Это исследование радиоактивности измеряло только [14C], так что соединение уже может метаболизироваться до различных соединений с разной токсичностью, что не указано в этом исследовании.[8]

Токсичность

ВоздействиеОстрая токсичность
Кожный LD50(мг / кг массы тела)
Кролик>2000[6]
Крыса>200[6]
Вдыхание (1 час) LC50(мг / м3)
Крыса1200[6]
Внутрибрюшинная ЛД50(мг / кг массы тела)
Мышь6[6]
Оральный LD50(мг / кг массы тела)
Собака10[6]
Морская свинка40[6]
Мышь25[6]
Крыса30[6]

Кратковременная токсичность

У крыс активность холинэстеразы упала до 50 процентов от контрольных значений за 27 дней, когда доза, применяемая в их рационе, составляла 2 мг / кг. чб в первые три дня и 4 мг / кг м.т. в течение следующих 24 дней. Никаких аномальных клинических признаков не наблюдалось.[6][9] У кроликов метиокарб наносили на кожу группе из десяти человек в дозах 0, 60, 150 или 375 мг / кг м.т. в день в течение 6 ч / день. Двое из десяти кроликов, получавших низкую дозу, не выжили, а при высокой дозе потребляли меньше пищи. Активность холинэстеразы снижалась у мужчин с высокой дозой на 14 и 21 день лечения. Не наблюдалось межгрупповых различий в активности холинэстеразы среди женщин. В эритроцит Активность ацетилхолинэстеразы, по-видимому, не ингибируется дозозависимым образом. Продолжительность исследования 24 дня.[6][10]

Долгосрочная токсичность

На мышах было проведено однолетнее исследование 50 самцов и 50 самок. Мыши получали рацион, содержащий метиокарб в дозах 0, 15, 43 и 130 мг / кг веса тела в день для самцов и 0, 20, 57 и 170 мг / кг веса тела в день для самок. Ни одна из доз не повлияла на потребление пищи, поведение и уровень смертности. Через один месяц снижение активности ацетилхолинэстеразы в плазме было максимальным, а наименьшее снижение наблюдалось через 24 месяца. Активность ацетилхолинэстеразы головного мозга также была снижена, в большей степени у мужчин, чем у женщин.[6][11][12]На крысах было проведено двухлетнее исследование с участием 60 крыс. Крысы получали рацион, содержащий 0, 3,3, 9,3 и 29 мг / кг веса тела в день для самцов и 0, 5, 14 и 42 мг / кг веса тела в день для самок. Ни одна из доз не повлияла на потребление пищи, поведение и уровень смертности. Концентрация общего белка повышалась при более высоких дозах метиокарба. Активность ацетилхолинэстеразы в плазме снижалась при высокой дозе в первый день и с восьми недель и далее у мужчин и в первый день и 1, 2, 4 и 13 недель у женщин. Активности ацетилхолинэстеразы мозга не наблюдалось.[6][13][14]

Экологическая токсичность

Поскольку метиокарб широко используется в качестве инсектицида для сельскохозяйственных культур, экологические риски также были изучены, чтобы установить риски для здоровья человека. Метиокарб метаболизм в растениях, почве и воде был предложен радиоактивно меченными [14C] Метиокарб исследования. В растениях основными метаболитами были сульфоксид метиокарба и фенол сульфоксид метиокарба. Экологическая судьба в воде и почве была определена на основе метаболитов, образующихся анаэробный так как аэробный деградация фотолиз, адсорбция и выщелачивание метиокарба. В почве период полураспада Метиокарбсульфонфенол составляет 20 дней, метиокарб сульфоксид фенол - 2 дня, метиокарб 1,5 дня и метиокарб сульфоксид - 6 дней. Метиокарб в основном метаболизируется до метиокарбфенола и незначительно до метиокарбсульфоксида и метиокарбсульфоксида фенола. Также через 217 дней в почве больше нет метиокарба или метаболитов. Это потому, что большая часть метаболизируется до CO.2. В воде метиокарб отсутствовал уже через 32 дня. Период полураспада метиокарба в воде сильно зависит от pH, но при pH 7 период полураспада составляет около 28 дней.[15]

Эффективность

Метиокарб используется как токсин для разных целей. Он варьируется от улиток, насекомых, грызунов и даже как средство от птиц. В качестве инсектицида он эффективен для трипсы и имеет низкую дозу, смертельную для этих животных. LC99,99 для концентрата суспензии - 0,34 г / л, а для смачиваемого порошка - 2,30, что слишком много для эффективного использования10.[16]

Для использования в качестве моллюскицида эффективен метиокарб, но в высокой дозе. В исследовании с E. vermiculata, метиокарб оказался наиболее эффективным в качестве местного заявителя (хотя ДМСО использовался как растворитель). LD50 составляет 414 мкг на улитку, а LD99,99 составляет примерно 1400 мкг на улитку метиокарба. По сравнению с метомил который был более эффективным, с его LD50 составляла 90 мкг на улитку. Что намного ниже, чем LD50 метиокарба.[17]

Метиокарб в качестве приманки для улиток имеет ту же эффективность, что и метомил, для 1% (массовых процентов) и 2%. но LC50 метиокарба выше, чем метомила. 0,93: 0,31. Они оба достигли средней смертности 85% при использовании 2% метиокарб / метомиловой приманки.[17]

В другом сравнительном исследовании (с M. obstructa ) между метиокарбом и метомилом. Метомил снова оказался более эффективным. LD50 в этом исследовании было 12 мкг на улитку метомила и 27 мкг на улитку метиокарба. Эти соединения наносили местно на улиток, и эти соединения сначала растворяли в 95% этаноле и разбавляли водой для получения концентраций.[18]

В одном исследовании метиокарб оказался неэффективным, поскольку птицу отталкивали, чтобы защитить фрукты. Птицы по-прежнему повредили инжир. Это произошло из-за того, что на плод распыляли метиокарб. Птицы щипали плоды или очищали их от кожуры и ели мясо инжира. Таким образом, эти птицы очень мало или вообще не подвергаются воздействию репеллента.[19]

В другом исследовании с келеа изучали, оказывает ли метиокарб неблагоприятное влияние на выбор пищи. Это показало, что когда келеа ели семена с метиокарбом, в следующий раз они выбирали другую пищу. Это показывает, что метиокарб может быть эффективным средством от птиц.[20]

В одном исследовании было показано, что метиокарб не очень эффективен против мышей в качестве родентицида. В первом полевом испытании гранулы метиокарба улиток были разбросаны по земле и убили почти 23% исходной популяции мышей за одну ночь, но популяция не уменьшилась (вероятно, из-за повторного вторжения в соседнюю землю). После этого поиск трупов не проводился, но были замечены птицы, собирающие туши. Во втором полевом испытании зерно было покрыто метиокарбом и стрихнин и он показал уровень смертности 40% для метиокарба и 90% для стрихнина. Хотя метиокарб сначала кажется эффективным. Мыши испытывают отвращение к метиокарбу, что делает его не очень эффективным в качестве родентицида.[21]

Суицидное отравление

Метиокарб является средством защиты растений, и хотя самоубийства с помощью этих токсинов случаются редко, сообщается об одном случае самоубийства с помощью метиокарба. 80-летняя женщина из Германии покончила с собой, выпив бутылку мезурола. Красно-розовая жидкость была на ее одежде, лице и руках (вероятно, из-за рвоты) и в области тела. желудочно-кишечный тракт как в дыхательные пути. Токсикологическое исследование показало, что усвоение метиокарба не было завершено, а концентрация метиокарба и его метаболита в моче была низкой. Это связано с небольшой продолжительностью воздействия. Повышенная концентрация метиокарба может быть результатом вскрытие Поглощение, но это также могло быть посмертное перераспределение метиокарба и метаболитов из желудочно-кишечного тракта. Заключением токсикологического исследования было смерть от острого отравления метиокарбом.[22]

Количество метиокарба в желудке рассчитывается для сравнения с LD.50 крыс. Количество метиокарба оценивается в 6,1 грамма (при объеме желудка 1 л). Вес этой женщины составлял 53 кг. Это составит 115 мг / кг массы тела. По сравнению с LD50 для крыс - 30 мг / кг, разумно сказать, что эта женщина умерла от отравления метиокарбом. Имейте в виду, что это только количество метиокарба, обнаруженного в желудке, а остальная часть уже была метиокарбом, распределенным по организму. .[22]

МатрицаКонцентрация метиокарбаПолуколичественное определение метаболита метиокарба†Соотношение концентраций метиокарб / метаболит
Желудок6100 мкг / мл65 мкг / мл94:1
Печень25 мкг / г10 мкг / г2.5:1
Почки11 мкг / гНе обнаружен-
Кровь сердца4,0 мкг / мл3,6 мкг / г1.1:1
Кровь из бедренной веныНе обнаружен12 мкг / мл-
Мозг2,5 мкг / гНе обнаружен-
Желчь2,0 мкг / гНе обнаружен-
Моча1,9 мкг / мл1,5 мкг / мл1.3:1

† Полуколичественный анализ был выполнен путем аппроксимации аналогичных коэффициентов экстинкции меркаптодиметура и его метаболита дескарбамоилмеркаптодиметура при длине волны 200 нм.[22]

Смотрите также

  • Метиокарб в базе данных о свойствах пестицидов (PPDB)

Рекомендации

  1. ^ Bailey, PT; Смит, Г. (1 января 1979 г.). «Метиокарб как средство от птиц на винном винограде». Австралийский журнал экспериментального сельского хозяйства. 19 (97): 247. Дои:10.1071 / EA9790247.
  2. ^ а б c «Профилактика, пестициды и токсичные вещества: ФАКТЫ ОБ РЕЗУЛЬТАТАХ: метиокарб» (PDF). Агентство по охране окружающей среды США (EPA). EPA. Получено 28 марта 2013.
  3. ^ Озден, Сибель; Каталгол, Бетул; Гезгинчи-Октайоглу, Сельда; Арда-Пиринччи, Пелин; Болкент, Сехназ; Альпертунга, Букет (30 июня 2009 г.). «Метиокарб-индуцированное окислительное повреждение после подострого воздействия и защитные эффекты витамина Е и таурина у крыс». Пищевая и химическая токсикология. 47 (7): 1676–1684. Дои:10.1016 / j.fct.2009.04.018. PMID  19394395.
  4. ^ Унгер, Томас А. (1996). Справочник по синтезу пестицидов. Парк Ридж, Нью-Джерси: Публикации Нойеса. п. 86. ISBN  978-0-8155-1401-5.
  5. ^ Раун Андерсен, Хелле; Вингаард, Энн Мари; Хой Расмуссен, Томас; Гьермандсен, Ирен Марианна; Сесили Бонефельд-Йоргенсен, Ева (2002). «Влияние пестицидов, используемых в настоящее время в анализах на эстрогенность, андрогенность и активность ароматазы in vitro». Токсикология и прикладная фармакология. 179 (1): 1–12. Дои:10.1006 / taap.2001.9347. ISSN  0041-008X. PMID  11884232.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Маррс, Т. "METHIOCARB JMPR 1998". Департамент здравоохранения.
  7. ^ Уиллер, L; Стротер, А. (август 1971 г.). «Метаболизм N-метилкарбаматов, зектрана и мезурола in vitro в печени, почках и крови собак и крыс». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии. 178 (2): 371–82. PMID  5570461.
  8. ^ Wheeler, L .; Стротер, А. (1 ноября 1974 г.). «Плацентарный перенос, экскреция и размещение [14C] Zectran и [14C] Mesurol в тканях матери и плода крысы». Токсикология и прикладная фармакология. 30 (2): 163–174. Дои:10.1016 / 0041-008X (74) 90088-X.
  9. ^ Киммерл, Г. (25 марта 1960 г.). «Продукт Dr Wedemeyer H 321 (E 37 344) Производство № 2410. Неопубликованный отчет Bayer AG, Институт токсикологии, Вупперталь-Эльберфельд, Германия, 25 марта 1960 г. Представлен в ВОЗ компанией Bayer AG, Леверкузен, Германия». Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  10. ^ Проктер Б. (23 ноября 1988 г.). «21-дневное исследование кожной токсичности мезурола технического на кроликах-альбиносах. Неопубликованный отчет № 1084 от Bio-Research Laboratories Ltd, Сенневиль, Квебек, Канада, 23 ноября 1988 года. Представлено в ВОЗ компанией Bayer AG, Леверкузен, Германия». Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  11. ^ Krötlinger, F (15 августа 1989 г.). "H 321 (меркаптодиметур, активный ингредиент мезурола) хроническое токсикологическое исследование на мышах (исследование кормления в течение 2 лет). Неопубликованное приложение № 11908A к отчету № 11908 от Bayer AG, Институт токсикологии, Вупперталь-Эльберфельд, Германия, 15 августа 1989 г. Представлено в ВОЗ компанией Bayer AG, Леверкузен, Германия ". Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  12. ^ Krötlinger, F .; Янда, Б. (4 июля 1983 г.). "Исследование хронической токсичности H 321 (меркаптодиметур, активный ингредиент мезурола (R)) на мышах (двухлетний эксперимент по кормлению). Неопубликованный отчет № 11908 от Bayer AG, Институт токсикологии, Вупперталь-Эльберфельд, Германия, 4 июля 1983 г. . Представлено в ВОЗ компанией Bayer AG, Леверкузен, Германия ". Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  13. ^ Krötlinger, F (16 февраля 1990 г.). «Исследование хронической токсичности H 321 (меркаптодиметур, активный ингредиент мезурола) на крысах (двухлетний эксперимент по кормлению). Неопубликованное приложение № 10039A к отчету № 10039 от Bayer AG, Институт токсикологии, Вупперталь-Эльберфельд, Германия, 16 Февраль 1990 г. Представлено в ВОЗ компанией Bayer AG, Леверкузен, Германия ". Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  14. ^ Krötlinger, F; Löser, E .; Vogel, O. "H 321 (меркаптодиметур, активный ингредиент мезурола), исследование хронической токсичности на крысах (двухлетний эксперимент по кормлению). Неопубликованный отчет № 10039 от Bayer AG, Институт токсикологии, Вупперталь-Эльберфельд, Германия, 2 июля 1981. Представлено в ВОЗ компанией Bayer AG, Леверкузен, Германия ". Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  15. ^ «Остаточные количества пестицидов в пищевых продуктах - 1999. Отчет совместного заседания Группы экспертов ФАО по остаточным количествам пестицидов в продуктах питания и окружающей среде и Основной оценочной группы ВОЗ. Документ ФАО по производству и защите растений» (PDF) (153). 1999: 531–602. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  16. ^ Herron, G.A .; Rophail J .; Гуллик Г. (2007). «Лабораторные исследования эффективности инсектицидов в отношении собранных в полевых условиях Frankliniella occidentalis (Pergande) (Thysanoptera: Thripidae) и их значение для борьбы с ними в Австралии». Австралийский журнал энтомологии. 35 (2): 161–164. Дои:10.1111 / j.1440-6055.1996.tb01382.x.
  17. ^ а б Radwan, M.A .; Essawy A.E .; Abdelmequied N.E .; Хамед С.С .; Ахмед А.Е. (2008). «Биохимические и гистохимические исследования пищеварительной железы улиток Eobania vermiculata, обработанных карбаматными пестицидами». Биохимия и физиология пестицидов. 90 (3): 154–167. Дои:10.1016 / j.pestbp.2007.11.011.
  18. ^ Hussein, H.I .; Фикры Д.А; Эль-Шахави I .; Хашем С.М. (1999). «Моллюскоцидная активность Pergularia tomentosa (L.), метомила и метиокарба против наземных улиток». Международный журнал борьбы с вредителями. 45 (3): 211–213. Дои:10.1080/096708799227815.
  19. ^ Крабб, A.C. (1 ноября 1979 г.). «Отчет об эффективности метиокарба как репеллента от птиц в инжир и результаты отраслевых оценок ущерба, наносимого птицами». Труды семинаров по борьбе с птицами.
  20. ^ Шумаке, Стивен А .; Gaddis, Stanley E .; Шафер, Эдвард В. мл. (6 ноября 1976 г.). «Поведенческий ответ Quelea на метиокарб (MCSUROL)». Труды семинаров по борьбе с птицами.
  21. ^ Mutze, G.J .; Хаббард, Д. (2000). «Влияние моллюскицидных приманок на полевые популяции домашних мышей». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда. 80 (3): 205–211. Дои:10.1016 / s0167-8809 (00) 00147-x.
  22. ^ а б c Thierauf, A .; Gnann, H .; Bohnert, M .; Vennemann, B .; Auwärter, V .; Вайнманн, В. (15 января 2009 г.). «Суицидное отравление меркаптодиметуром - морфологические данные и токсикологический анализ». Международный журнал судебной медицины. 123 (4): 327–331. Дои:10.1007 / s00414-008-0313-8. PMID  19148665.