Этион - Ethion
|
|
|
|
| Имена | |
|---|---|
|
Название ИЮПАК
O, O, O ', O' -тетраэтил S, S ' -метилен-бис (фосфородитиоат)
|
|
| Другие имена
Диэтион; [(детоксифосфинотиоилтио) метилтио] диэтокситиоксофосфоран
|
|
| Идентификаторы | |
|
3D модель ( JSmol )
|
|
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.008.403 
|
| КЕГГ | |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Характеристики | |
| С 9 Н 22 О 4 П 2 С 4 | |
| Молярная масса | 384,48 г / моль |
| Появление | Жидкость от бесцветного до янтарного цвета, без запаха |
| Плотность | 1,22 г / см 3 |
| Температура плавления | -12,2 ° С (10,0 ° F, 260,9 К) |
| Точка кипения | 150 ° С (302 ° F, 423 К) (разлагается) |
| 0,0001% (20 ° С) | |
| Давление газа | 0,0000015 мм рт. Ст. (20 ° C) |
| Опасности | |
| Основные опасности | Горючие |
| точка возгорания | 176,1 ° С (349,0 ° F, 449,2 К) |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
|
PEL (Допустимо)
|
никто |
|
REL (рекомендуется)
|
TWA 0,4 мг / м 3 [кожа] |
|
IDLH (Непосредственная опасность)
|
ND |
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
 проверить ( что есть ?)
  |
|
| Ссылки на инфобоксы | |
Этион (C 9 H 22 O 4 P 2 S 4 ) представляет собой фосфорорганический инсектицид . Этион, как известно, влияет на нервный фермент, называемый ацетилхолинэстеразой, и препятствует его работе.
Рассмотрение
Этион был одним из многих веществ, которые были одобрены для использования на основе данных Промышленных биотестовых лабораторий , что побудило Продовольственную и сельскохозяйственную организацию и Всемирную организацию здравоохранения рекомендовать его повторный анализ в 1982 году.
История
В 1950-х годах этион был впервые зарегистрирован в США как инсектицид. Однако использование этиона менялось в течение многих лет из-за общей ценности урожая и погодных условий. Например, 1999 год был очень засушливым; засуха снизила урожайность, и использование этиона стало менее экономически выгодным. С 1998 года серьезные исследования по оценке этического риска проводились (среди прочего) Агентством по охране окружающей среды США . Оценка этического риска была представлена 14 июля 1999 г. на брифинге с заинтересованными сторонами во Флориде, после чего была предоставлена возможность для общественного обсуждения управления рисками, связанными с этим пестицидом.
Синтез
Этион получают в условиях контролируемого pH путем взаимодействия дибромметана с диэтилдитиофосфорной кислотой в этаноле . Другие способы производства - это реакция метиленбромида и диэтилфосфородитиоата натрия , а также реакция диэтилдитиофосфорной кислоты и формальдегида .
Реакционная способность и механизм
Известно, что этион представляет собой небольшую липофильную молекулу, и, поскольку он обладает этими характеристиками, ожидается быстрое всасывание через клеточные мембраны . Это всасывание из кожи, легких и кишечника в кровь будет происходить посредством пассивной диффузии . Кроме того, в печени путем десульфурации этион превращается в его активный метаболит: моноксон этиона. В связи с этим изменением, происходящим в печени, предполагается, что основным местом повреждения будет печень. Этион monoxon является ингибитором из нейро фермента холинэстеразы (ХЭ). ХЭ способствует передаче нервных импульсов , поэтому вторичным повреждением является мозг. Поскольку моноксон этиона является органофосфатом, его механизм действия считается таким же. Этот механизм работает следующим образом (см рисунка «Ингибирование холинэстеразы по этионому monoxon.»): А гидроксильная группа из остатка серина в активном участке от Чё фосфорилируется с помощью фосфорорганического, тем самого ингибируя фермент . Ингибирование является результатом неспособности гидроксильной группы серина участвовать в гидролизе другого фермента, называемого ацетилхолином (Ach). На рисунке показано, что реакция ингибирования представляет собой двухстадийный процесс. Фосфорилированная форма фермента очень стабильна, и в зависимости от групп R и R ', присоединенных к фосфору, это ингибирование обратимо или необратимо.
Метаболизм
Козы, подвергшиеся воздействию этиона, показали четкие различия в экскреции , периоде полувыведения и биодоступности . Эти различия зависят от метода введения . При внутривенной инъекции время полужизни составляло 2 часа, а при пероральном введении время полужизни составляло 10 часов. При введении через кожу период полувыведения составляет даже 85 часов. Эти различия во времени полужизни могут быть дополнены разницей в биодоступности. Биодоступность этиона при пероральном введении составляла менее 5%, в то время как биодоступность этиона через кожу при введении этиона составляла 20%.
В исследовании, проведенном на крысах, после перорального приема было обнаружено, что этион довольно легко метаболизируется . Продукты метаболизма, обнаруженные в моче, представляют собой четыре-шесть полярных водорастворимых продуктов.
Исследование, проведенное среди цыплят, раскрывает больше информации о распределении этиона в организме. После 10 дней воздействия этиона исследовали печень, мышцы и жировые ткани. Во всех трех случаях присутствовали этион или производные этиона, что указывает на их широкое распространение в организме. Также были исследованы куриные яйца. Было обнаружено, что яичный белок достигает стабильной концентрации производного этиона через четыре дня, в то время как концентрация в желтке все еще возрастает через десять дней. Также у исследуемой курицы было обнаружено около шести полярных водорастворимых метаболитов.
В исследовании на козах также исследовали сердце в ткани почек после периода воздействия этиона, и в этих тканях были обнаружены производные этиона. Это исследование также показывает, что самый высокий уровень был обнаружен в печени и почках, а самый низкий - в жире. В козьем молоке также присутствовали производные.
Биотрансформация
Этион может подвергаться биотрансформации в организме человека, это происходит в печени. Здесь этион подвергается десульфуризации и тем самым превращается в свой активный метаболит : моноксон этиона. Этот фермент цитохром P-450 катализирует эту стадию. Моноксон этиона является ингибитором нейрофермента холинэстеразы (ХЭ), поскольку он содержит активный кислород . Поскольку ХЭ может дефосфорилировать органофосфат, на следующем этапе биотрансформации моноксон этиона дефосфорилируется, а ХЭ фосфорилируется. Следующий этап биотрансформации еще полностью не известен, и что это происходит через эстеразы в крови и печени (1). Помимо дефосфорилирования моноксона этиона ХЭ, вероятно, что моноксон этиона частично окисляется до диоксона этиона.
После разделения мочи на растворитель у крыс, которым давали этион, стало ясно, что метаболиты, обнаруженные в моче, на 99% растворены в водной фазе. Это означает, что в органической фазе присутствовали только незначительные уровни (<1%) и что метаболиты очень гидрофильны .
В параллельном исследовании у коз, радиоактивного меченого этион с встроенным 14 C был использован. После идентификации остатков 14 C в органах коз, таких как печень, сердце, почки, мышцы и жировая ткань, оказалось, что 0,03 ppm или менее присутствующих соединений 14 C представляют собой неметаболизированный этион. Метаболиты этион-моноксон и этион-диоксон также не были обнаружены ни в каких образцах со значительным порогом (0,005-0,01 ppm). От 64 до 75% метаболитов из тканей растворились в метаноле. После добавления протеазы солюбилизировалось еще от 17 до 32%. В водной фазе было обнаружено по крайней мере четыре различных радиоактивных метаболита. Однако характеристики этих соединений неоднократно оказывались безуспешными из-за их высокой летучести . Одно соединение было извлечено из почек и было идентифицировано как формальдегид. Это показатель того, что этион 14 C используется при образовании натуральных продуктов.
Токсичность
Резюме токсичности
Воздействие этиона может происходить при проглатывании, всасывании через кожу или при вдыхании. Воздействие может вызвать рвоту, диарею, головную боль, потоотделение и спутанность сознания. Тяжелое отравление может привести к утомляемости, непроизвольным сокращениям мышц, потере рефлексов и невнятной речи. В еще более тяжелых случаях смерть наступит в результате дыхательной недостаточности или остановки сердца .
При воздействии через кожу наименьшая доза, убивающая крысу, составила 150 мг / кг для мужчин и 50 мг / кг для женщин. Минимальное время выживания составляло 6 часов для самок крыс и 3 часа для самцов крыс, максимальное время смерти составляло 3 дня для самок и 7 дней для самцов. LD50 составляла 245 мг / кг для самцов крыс и 62 мг / кг для самок крыс.
При проглатывании 10 мг / кг / день и 2 мг / кг / день не показали гистопатологического действия на дыхательный путь крыс, как и 13-недельное тестирование на собаках (8,25 мг / кг / день).
Значения LD50 для чистого этиона у крыс составляют 208 мг / кг, а для технического этиона от 21 до 191 мг / кг. Другие зарегистрированные пероральные значения LD50 составляют 40 мг / кг для мышей и морских свинок. Кроме того, вдыхание этиона очень токсично. Во время одного исследования, посвященного этионам технического уровня , у самцов крыс была обнаружена ЛК50 2,31 мг / м ^ 3, а у самок крыс - 0,45 мг / м ^ 3. По другим данным, 4-часовая ЛК50 у крыс составила 0,864 мг / л.
Острая токсичность
Этион вызывает токсические эффекты при всасывании через кожу, при приеме внутрь и при вдыхании. Открытая кожа может вызвать ожоги. Согласно Extoxnet, любая форма воздействия приводит к следующим неудобствам: бледность, тошнота, рвота, диарея, спазмы в животе, головная боль, головокружение, боль в глазах, помутнение зрения, сужение или расширение зрачков, слезы, слюноотделение, потливость и т. Д. спутанность сознания может развиться в течение 12 часов. Тяжелое отравление может привести к нарушению координации, потере рефлексов, невнятной речи, утомляемости и слабости, тремору языка и век, непроизвольным мышечным сокращениям, а также может привести к параличу и респираторным проблемам. В более тяжелых случаях отравление этионом может привести к непроизвольному отхождению мочи или кала, нерегулярному сердцебиению, психозу, потере сознания и коме или смерти. Смерть наступит в результате дыхательной недостаточности или остановки сердца. Также обнаружено, что возможными последствиями отравления этионом могут быть гипотермия, блокада переменного тока и аритмия. Этион также может вызывать отсроченные симптомы других органофосфатов.
Воздействие на кожу
У кроликов, получавших 250 мг / кг этиона технического класса в течение 21 дня, воздействие на кожу приводило к учащению случаев эритемы и шелушения . Это также привело к ингибированию ацетилхолинэстеразы мозга при дозе 1 мг / кг / день, и было установлено, что NOAEL составляет 0,8 мг / кг / день. У морских свинок этионы вызывают легкую эритему, которая проходит через 48 часов, и было определено, что соединение не является сенсибилизатором кожи .
В исследовании определения LD50 этиона 80 самцов и 60 самок взрослых крыс подвергались кожному воздействию этиона, растворенного в ксилоле . Самая низкая доза, убивающая крысу, составила 150 мг / кг для самцов и 50 мг / кг для самок. Минимальное время выживания составляло 6 часов для самок и 3 часа для самцов, максимальное время смерти составляло 3 дня для самок и 7 дней для самцов. LD50 составляла 245 мг / кг для мужчин и 62 мг / кг для женщин. Контакт кожи с органофосфатами в целом может вызвать локальное потоотделение и непроизвольные сокращения мышц. Другие исследования показали, что LC50 через кожный путь составляет 915 мг / кг у морских свинок и 890 мг / кг у кроликов.
Этион также может вызвать легкое покраснение и воспаление глаз и кожи, которые исчезнут в течение 48 часов. Также известно, что он вызывает помутнение зрения, сужение зрачка и боль.
Проглатывание
У шестимесячного мальчика наблюдались неглубокие экскурсии и втягивание межреберных промежутков после случайного приема этиона 15,7 мг / кг. Симптомы начались через час после приема пищи и были устранены. Через пять часов после приема внутрь произошла остановка дыхания, и потребовалась искусственная вентиляция легких в течение трех часов. После обследования, проведенного через неделю, один месяц и один год, было сделано заключение о полном выздоровлении. У того же мальчика также были выявлены тахикардия , пенистая слюна (через 1 час после приема пищи), водянистый стул (через 90 минут после приема пищи), повышенное количество лейкоцитов в моче , неспособность контролировать голову и конечности, периодические подергивания, зрачки не реагируют на свет. , бесцельные движения глаз, пальпация печени и селезенки и некоторые симптомы паралича.
Тестирование на крысах с дозами 10 мг / кг / день и 2 мг / кг / день не показало гистопатологического воздействия на дыхательные пути , равно как и 13-недельное тестирование на собаках (8,25 мг / кг / день). Значения LD 50 для чистого этиона у крыс составляют 208 мг / кг, а для этиона технической чистоты от 21 до 191 мг / кг. Другие зарегистрированные пероральные значения LD50 (для технического продукта) составляют 40 мг / кг для мышей и морских свинок. В группе из шести добровольцев мужского пола не было отмечено различий в артериальном давлении или частоте пульса ни у мышей, ни у собак. Диарея действительно наблюдалась у мышей, перорально подвергавшихся воздействию этиона, также присутствовали серьезные признаки нейротоксичности. Эффекты соответствовали холинергической гиперстимуляции желудочно-кишечного тракта.
Ни в одном эксперименте с шестью самцами-добровольцами, ни на крысах, ни на собаках гематологические эффекты не наблюдались. У добровольцев не было различий в мышечном тонусе после перорального воздействия средней продолжительности, как и у испытуемых животных при разном воздействии. Однако известно, что этион может вызывать мышечный тремор и фасцикуляции . Исследования на животных на крысах и собаках не показали никакого воздействия на почки и печень, но другое исследование показало повышенную заболеваемость в моче оранжевого цвета. Исследования на животных на крысах и собаках также не показали кожных или глазных эффектов.
У кроликов, получавших 2,5 мг / кг / день этиона, наблюдалось снижение массы тела, при дозе 0,6 мг / кг / день никаких эффектов не наблюдалось. Уменьшение массы тела в сочетании с уменьшением потребления корма наблюдалось у кроликов, получавших 9,6 мг / кг / день. Самцы и суки собак, получавших 0,71 мг / кг / день, не показали изменений в массе тела, но собаки, получавшие 6,9 и 8,25 мг / кг / день, показали снижение потребления пищи и снижение массы тела.
В исследовании с участием людей-добровольцев снижение холинэстеразы плазмы наблюдалось при дозах 0,075 мг / кг / день (снижение на 16%), 0,1 мг / кг / день (снижение на 23%) и 0,15 мг / кг / день (снижение на 31%). периоды лечения. Это было частично вылечено через 7 дней и полностью восстановлено через 12 дней. Не наблюдалось влияния на ацетилхолинэстеразу эритроцитов , а также признаков неблагоприятных неврологических эффектов. Другое исследование показало серьезные неврологические эффекты после однократного перорального воздействия на крыс. У самцов крыс слюноотделение, тремор, кровотечение из носа, мочеиспускание, диарея и судороги возникали при дозе 100 мг / кг, а у самок крыс - при 10 мг / кг. В исследовании на крысах-альбиносах было обнаружено, что ацетилхолинэстераза мозга ингибировалась на 22%, ацетилхолинэстераза эритроцитов на 87% и холинэстераза плазмы на 100% у самцов крыс после кормления этионом в дозе 9 мг / кг / день в течение 93 дней. После 14 дней выздоровления холинэстераза плазмы полностью восстановилась, а ацетилхолинэстераза эритроцитов восстановилась на 63%. Никаких эффектов не наблюдалось при дозе 1 мг / кг / день. В исследовании с различными крысами не наблюдалось никакого воздействия на ацетилхолинэстеразу эритроцитов при 0, 0,1, 0,2 и 2 мг / кг / день этиона. В 90-дневном исследовании на собаках, в котором самцы получали 6,9 мг / кг / день, а самки 8,25 мг / кг / день, наблюдались атаксия, рвота, миоз и тремор. Ацетилхолинэстераза мозга и эритроцитов ингибировалась (61-64% и 93-04% соответственно). При дозе 0,71 мг / кг / день у кобелей снижение ацетилхолинэстеразы головного мозга составило 23%. Никаких эффектов не наблюдалось при дозах 0,06 и 0,01 мг / кг / день. На основании этих результатов был установлен минимальный уровень риска 0,002 мг / кг / день при пероральном воздействии для острой и средней продолжительности. Также был рассчитан минимальный уровень риска хронической продолжительности в 0,0004 мг / кг / день.
В одном исследовании, в котором крысы получали максимум 1,25 мг / кг / день, никакого воздействия на репродуктивную функцию не наблюдалось. В исследовании на беременных речных крысах, потреблявших 2,5 мг / кг / день, было замечено, что у плодов увеличилась частота отложенного окостенения лобка. Другое исследование показало, что у плодов беременных кроликов, потребляющих 9,6 мг / кг / день, увеличивалась частота сращения центров грудины.
Вдыхание
Этион довольно токсичен для смертельного исхода при вдыхании. Одно исследование, посвященное технической этике, показало, что ЛК50 составляет 2,31 мг / м3 у самцов крыс и 0,45 мг / м3 у самок крыс. По другим данным, 4-часовая ЛК50 у крыс составила 0,864 мг / л. Как было сказано выше, этион также может привести к сужению зрачков, мышечным спазмам, чрезмерному слюноотделению. Потливость. Тошнота. Головокружение. Затрудненное дыхание. Судороги. бессознательное состояние. Помимо ранее упомянутых симптомов, после вдыхания часто возникает ощущение стеснения в груди и ринорея.
Канцерогенные эффекты
Нет никаких указаний на канцерогенность этиона у крыс и мышей. Были проведены исследования, в которых крыс и мышей кормили этионом в течение двух лет. Однако у этих животных рак не развивался быстрее, чем у животных, которым не давали этион. Этион не квалифицируется для канцерогенности по США Департамент здравоохранения и социальных служб (DHHS), в Международное агентство по исследованию рака (IARC) или EPA.
Уход
При пероральном воздействии промывание желудка вскоре после воздействия можно использовать для уменьшения пикового всасывания. Также есть подозрения, что лечение активным углем может быть эффективным для снижения пикового поглощения. Руководства по безопасности также рекомендуют вызывать рвоту, чтобы уменьшить оральное воздействие, если пострадавший все еще находится в сознании.
В случае контакта с кожей рекомендуется вымыть и ополоснуть большим количеством воды с мылом, чтобы уменьшить воздействие. В случае вдыхания рекомендуется свежий воздух для уменьшения воздействия.
Обработка самого воздействия этиона осуществляется так же, как и воздействие других органофосфатов. Основная опасность заключается в респираторных заболеваниях, при наличии симптомов в качестве лечения используется искусственное дыхание с помощью эндотрахеальной трубки . Воздействию этиона на мышцы или нервы нейтрализует атропин . Пралидоксим можно использовать для борьбы с отравлением фосфорорганическими соединениями, его следует вводить как можно быстрее после отравления этионом, поскольку его эффективность подавляется химическим изменением этион-фермента в организме, которое происходит с течением времени.
Воздействие на животных
Этион оказывает влияние на окружающую среду, поскольку он устойчив и может накапливаться через растения и животных. Если смотреть на певчих птиц, этион очень токсичен. LD50 у краснокрылых дроздов составляет 45 мг / кг. Тем не менее, он умеренно токсичен для птиц, таких как перепел боб-белый (LD50 составляет 128,8 мг / кг) и скворцы (LD50 превышает 304 мг / кг). Этих птиц можно отнести к «птицам среднего размера». Если посмотреть на еще более крупных горных птиц (таких как фазан с кольцевой шеей и водоплавающих птиц, таких как утка), этион едва ли токсичен или нетоксичен. Это хороший пример того, как токсичность для животных может сильно зависеть от вида. Кроме того, этион очень токсичен для водных организмов, таких как пресноводные и морские рыбы. Кроме того, он очень токсичен для пресноводных беспозвоночных: его LD50 составляет от 0,056 мкг / л до 0,0077 мг / л. LD50 для морских и устьевых беспозвоночных составляет от 0,04 до 0,05. мг / л. Этион практически не токсичен для пчел, его LD50 составляет 50,55 мкг на пчелу.
В исследовании хронической токсичности крыс кормили этионом 0, 0,1, 0,2 или 2 мг / кг / день в течение 18 месяцев. Однако серьезных токсических эффектов не наблюдалось. Единственным значительным изменением было снижение уровня холинэстеразы в группе с самой высокой дозой. Следовательно, УНВЭ этого исследования составлял 0,2 мг / кг. Оральная LD50 чистого этиона для крыс составляет 208 мг / кг. Кожная LD50 у крыс составляет 62 мг / кг, 890 мг / кг у кроликов и 915 мг / кг у морских свинок. Для крыс 4-часовая ЛД50 составляет 0,864 мг / л этиона.
Способы обнаружения
Инсектициды, такие как этион, можно обнаружить с помощью различных общих химических способов обнаружения, но в большинстве случаев необходимо подготовить образцы. А из-за того, что методы не являются конкретными, может быть довольно сложно определить, действительно ли присутствует конкретное вещество. Но был разработан новый, новый и простой способ обнаружения. В этом способе взаимодействия наночастиц серебра (AgNPs) с этион и закалкой от резонансного рассеяния реле (РРП) интенсивности используются. RRS можно использовать, поскольку его изменение линейно коррелировало с концентрацией этиона (диапазон: 10,0–900,0 мг / л). Кроме того, его преимущества перед обычными методами обнаружения заключаются в том, что этион можно измерить всего за 3 минуты и что перед измерением не требуется предварительной обработки образца. Из тестов на интерференцию стало ясно, что метод имеет очень хорошую селективность по этиону. Предел обнаружения (LOD) составила 3,7 мг / л и предел количественного определения (ПКО) было 11,0 мг / л. Относительные стандартные отклонения (RSD) для 15,0 и 60,0 мг / л концентрации примера этиона в воде составляли 4,1 и 0,2 мг / л соответственно.
Микробная деградация
Этион остается основным загрязнителем окружающей среды, в частности, в Австралии из-за (бывшего) использования в сельском хозяйстве. Однако есть некоторые микробы, которые могут преобразовывать этион. В Pseudomonas и Azospirillum видов были в состоянии переварить этион при культивировании в минимальной соли среды . Наблюдалось значительное снижение концентрации этиона. Вдобавок ко всему этион был единственным доступным источником углерода . После анализа соединений, присутствующих в среде после переваривания этиона бактериями, выяснилось, что продукты абиотического гидролитического разложения этиона (например, диоксон этиона и моноксон этиона) отсутствуют. Biodigestion из этион, вероятно , используется для поддержки быстрого роста.