 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена МИД, ТЛ-551 | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100,006,563  |
| Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
| UNII | |
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| С 3 Н 5 F O 2 | |
| Молярная масса | 92,069 г · моль -1 |
| Внешность | Бесцветная жидкость |
| Температура плавления | -40 ° С (-40 ° F, 233 К) |
| Точка кипения | 104 ° С (219 ° F, 377 К) |
| Опасности | |
| Основные опасности | Чрезвычайно токсичный |
| Пиктограммы GHS |     |
| Сигнальное слово GHS | Опасность |
| H226 , H300 , H315 , H319 , H335 , H400 | |
| P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P301 + 310 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P370 + 378 , P391 | |
| точка возгорания | -32 ° С (-26 ° F, 241 К) |
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 6 мг / кг (мыши) |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Фторуксусная кислота Фторацетат натрия Фторацетамид |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Метилфторацетат ( MFA ) - чрезвычайно токсичный метиловый эфир фторуксусной кислоты . Это бесцветная жидкость без запаха при комнатной температуре. Он используется как лабораторный химикат и как средство от родентицидов . Из-за своей чрезвычайной токсичности MFA исследовали на предмет потенциального использования в качестве химического оружия . [1] Маловероятно, что население в целом будет подвергаться воздействию метилфторацетата. Однако люди, использующие MFA для работы, могут дышать или иметь прямой контакт кожи с веществом. [2]
История [ править ]
MFA был впервые синтезирован в 1896 году бельгийским химиком Свартом в результате реакции метилиодацетата с фторидом серебра . Он также может быть синтезирован путем реакции метилхлорацетата с фторидом калия [1]. Из-за его токсичности MFA исследовали на предмет потенциального использования в качестве химического оружия во время Второй мировой войны. Он считался хорошим водным ядом, так как он не имеет цвета и запаха и, следовательно, может отравить воду и убить большую часть населения. К концу войны несколько стран начали производить метилфторацетат, чтобы ослабить или убить врага. [2]
Синтез [ править ]
Синтез метилфторацетата состоит из двухстадийного процесса: [3]
- Фторид калия и катализатор добавляют в растворитель внутри реактора, затем его перемешивают и нагревают. Катализатор упоминается в этой стадии представляет собой катализатор фазового переноса и могут быть химические вещества , додецил триметил аммоний хлорид , хлорид тетрабутиламмони , бромид тетрабутиламмони или хлорид тетраметиламмония . Массовое соотношение фторида калия и катализатора на этой стадии составляет 0,5 ~ 1: 0,02 ~ 0,03. С растворителем, упомянутым на этой стадии, является смесь диметилформамида и ацетамида с массовым соотношением 1,4 ~ 1,6: 1. Массовое соотношение растворителя и фторида калия составляет 1,1 ~ 2,0: 0,5 ~ 1.
- Когда достигается температура реакции 100 ~ 160 ° C, метилхлорацетат непрерывно добавляют в реактор со скоростью 5 ~ 10 кг / мин с массовым соотношением метилхлорацетата и фторида калия 1: 0,5 1. В результате реакции между этими химическими веществами образуется газовая смесь, причем газы в этой смеси затем разделяются между двумя конденсаторами в соответствии с их температурой конденсации. Метилхлорацетат конденсируется в конденсаторе, установленном на 100 ~ 105 ° C, затем возвращается в реактор для продолжения участия в химической реакции. Затем метилфторацетат в другом конденсаторе вступает в двухступенчатую нитрационную конденсацию при температуре 20 ~ 25 ° C, которая затем обеспечивает конденсацию метилфторацетата в жидкость, которая является продуктом этой реакции. [3]
Структура и реакционная способность [ править ]
Метилфторацетат представляет собой метиловый эфир . Структура состоит из карбоновой кислоты в качестве функциональной группы и атома фтора. MFA представляет собой жидкость без запаха или может иметь слабый фруктовый запах. Температура кипения MFA составляет 104,5 ° C, а температура плавления -35,0 ° C. Он растворим в воде (1,17X10 + 5 мг / л при 25 ° C) и мало растворим в петролейном эфире. [2]
MFA устойчив к замещению фтора нуклеофилами, поэтому связь CF выше по сравнению с другими галогенами (Cl, Br). Другие галоацетаты являются более мощными алкилирующими агентами, которые реагируют с группой -SH белков. Однако этого не происходит с MFA и придает ему уникальное токсическое действие. [2] Кроме того, MFA представляет собой производное фторацетатного соединения (FA), которое является столь же токсичным и имеет биотрансформацию, аналогичную MFA.
Механизм действия и метаболизм [ править ]
Как правило, fluoroacetates являются токсичными , так как они будут преобразованы в fluorocitrate из фторацетил коэнзима А . Фторцитрат может ингибировать аконитатгидратазу, которая необходима для превращения цитрата, путем конкурентного ингибирования. [4]Это прерывает цикл лимонной кислоты, а также вызывает накопление цитрата в тканях и, в конечном итоге, в плазме. MFA в основном биотрансформируется ферментом глутатионтрансферазой в процессе биотрансформации фазы 2. GSH-зависимый фермент связывает глутатион с MFA и, таким образом, дефторирует MFA. В результате образуются фторид-анион и S-карбоксиметилглутатион. Отделение фторида опосредуется фторацетат-специфической дефлуориназой. Дефторирующая активность в основном присутствует в печени, но также проявляется активность в почках, легких, сердце и яичках. В мозге признаков дефторирования нет. В конечном итоге фторцитрат(FC), который является основным токсичным соединением. Он связывает фермент аконитазу с очень высоким сродством и, следовательно, вмешивается в цикл TCA. Цитрат в нормальных условиях превращается в сукцинат, но процесс замедляется. Цикл останавливается, и окислительное фосфорилирование предотвращается, поскольку для цикла TCA требуются НАДН, ФАДН2 и сукцинат. Дыхание ненадолго прекращается, и яд действует очень быстро, противоядия не существует. Следовательно, млекопитающие не переносят MFA. Однако несколько австралийских видов (например, опоссум с щеткохвостым хвостом) демонстрируют определенный уровень толерантности к фторацетату, метаболизируя его с помощью глутатион-s-трансферазы. [5]Фторид можно удалить из фторацетата или фторцитрата. Он участвует в детоксикации арильной и алкильной групп, превращая их в конъюгаты глутатиона. Связь CF разрывается из-за нуклеофильной атаки углерода, приводящей к образованию S-карбоксиметилглутатиона. Впоследствии он может выводиться в виде S-карбоксиметилцистеина. [5] Период полувыведения биотрансформированных MFA составляет около 2 дней. При введении MFA в основном находится в плазме крови, но также может быть обнаружен в печени, почках и мышечной ткани. [6]
Токсичность [ править ]
MFA - это судорожный яд. У отравленных вызывает сильные судороги . [7] Смерть наступает в результате дыхательной недостаточности . [6] Для различных животных токсичность метилфторацетата была определена перорально и путем подкожной инъекции. Дозировка колеблется от 0,1 мг / кг у собак до 10-12 мг / кг у обезьян, что указывает на значительные различия. У этих животных был определен порядок уменьшения восприимчивости: собака, морская свинка, кошка, кролик, коза, затем, вероятно, лошадь, крыса, мышь и обезьяна. Для крыс и мышей токсичность при вдыхании исследована более полно, чем для других животных. LD50для крысы и мыши - 450 мг / куб. м. и более 1000 мг / куб.м. на 5 минут соответственно. У собак, морских свинок, кошек, кроликов, коз, лошадей, крыс, мышей и обезьян фармакологические эффекты этого вещества были исследованы при приеме внутрь и путем инъекций. Метилфторацетат вызывает прогрессирующее угнетение дыхания и является судорожным ядом у большинства животных. При нанесении на кожу он не токсичен, но при вдыхании, инъекции и пероральном введении. Для крыс, кошек и макак-резусов было установлено, что эффекты метилфторацетата аналогичны эффектам никотина, стрихнина, лептазола, пикротоксина и судорог, вызванных электрическим током. Считается, что судороги аналогичны таковой у лептазола. Мало, кроме признаков асфиксииобнаруживается после смерти у этих животных. Были сделаны оценки сахара в крови, гемоглобина, белков плазмы, небелкового азота и сывороточного калия, кальция, хлорида и неорганического фосфата у небольшого числа кроликов, собак и коз. Изменения в крови включают повышение гемоглобина на 20–60%, повышение уровня сахара в крови до 90%, повышение уровня неорганического фосфата на 70–130% и менее значительное повышение уровня калия в сыворотке с окончательным повышением небелковых веществ. азот и калий. На всю центральную нервную систему действует метилфторацетат, как и на лептазол, причем более высокие центры более чувствительны, чем нижние. Небольшие дозы метилфторацетата слабо влияют на артериальное давление, но в больших дозах он действует аналогично никотину.Это дополнительно стимулирует частоту и объем дыхания, а затем вызывает остановку дыхания, вероятно, центрального происхождения, как видно из графических записей. Реакция коленного рефлекса, по-видимому, усиливается за счет метилфторацетата до тех пор, пока не возникают судороги из-за воздействия стимулов, которые так облегчаются. В рефлекторной дуге спинномозговой кошки усиливается нервная проводимость и снижается пороговый стимул. Метилфторацетат снижает порог электрической судорожности у крыс примерно в 10 раз. Подчеркиваются трудности лечения, так как метилфторацетат является одновременно мощным судорожным средством и респираторным депрессантом, тем не менее, предлагаются варианты лечения для человека. Метилфторацетат представляет серьезную опасность как загрязнитель пищи и воды в случае, если он используется в качестве яда против грызунов и других паразитов,поскольку его нелегко обнаружить или разрушить, и он одинаково токсичен при приеме внутрь и при инъекции.[6]
Воздействие окружающей среды [ править ]
Метилфторацетат производится и используется в качестве химического реагента, и он может попадать в окружающую среду через несколько потоков отходов. Когда он использовался в качестве родентицида, он был выпущен прямо в окружающую среду, где он будет разрушен в воздухе. При попадании в воздух расчетное давление пара 31 мм рт. Ст. При 25 ℃ указывает на то, что метилфторацетат будет существовать исключительно в виде пара в атмосфере. [2] Парообразный метилфторацетат будет разлагаться в атмосфере в результате реакции с гидроксильными радикалами, полученными фотохимическим путем. Период полураспада этой реакции на воздухе оценивается в 98 дней. MFA не содержит хромофоров, которые поглощают на длинах волн> 290 нм, и поэтому не ожидается, что он будет подвержен прямому фотолизу солнечным светом. [2]
Воздействие на животных [ править ]
Воздействие на животных происходит очень быстро и сильно и все приводит к смерти. Воздействие высокой концентрации паров MFA не вызывает никаких симптомов у животных до 30-60 минут. [6] Согласно исследованиям, через несколько часов наступили жестокие реакции и смерть. После внутривенной инъекции у мышей, крыс и морских свинок симптомы проявляются через 15 мин - 2 часа. Животные становятся тихими и вялыми. У кроликов такой же скрытый период времени и мышечная слабость. [6] У собак проявляются симптомы гиперактивности. Они более чувствительны из-за более высокой скорости метаболизма и, в конечном итоге, также перестают дышать. Рыбы более устойчивы из-за медленного метаболизма [4]и поэтому не ожидается, что это вещество будет накапливаться в рыбе. Кроме того, австралийские травоядные (например, опоссум и птица, питающаяся семенами), которые живут в среде обитания, состоящей из растений со следами фторацетата, обладают некоторой толерантностью. Это может произойти за счет детоксикации фторацетата или повышения резистентности аконитазы к фторцитрату в присутствии GSH. Некоторые насекомые могут хранить токсин в вакуолях и использовать его позже. [4] Кроме того, стоит отметить, что особо опасные MFA нельзя использовать для отравления животных без риска для жизни человека.
Антидотная терапия [ править ]
Существует не антидот присутствует против МИД, но есть некоторые предложения по поводу лечения отравлений МИД. Рекомендуется использовать внутривенные инъекции анестетиков быстрого действия сразу после отравления. Анестетик должен представлять собой пентотал натрия или эвипан натрия с последующей внутримышечной инъекцией кортикальных депрессантов длительного действия, таких как фенобарбитон натрия или ректальный авертин. После этого необходим тщательный контроль подачи кислорода вместе с маской BLB и использованием искусственного дыхания. Возможно, потребуется внутривенное введение гипертонической глюкозы, как при эпилептическом статусе. Наконец, следует осторожно применять тубокурарина хлорид , чтобы контролировать любые судороги. [6]В случае рвоты наклоните пациента вперед, чтобы дыхательные пути оставались открытыми. В качестве альтернативы существует терапия, направленная на предотвращение синтеза фторцитрата, блокирование аконитазы в митохондриях и обеспечение оттока цитрата из митохондрий для поддержания цикла TCA. На данный момент этанол оказался наиболее эффективным против образования FC. Когда этанол окисляется, он увеличивает уровень ацетата в крови, что препятствует выработке FC. У людей рекомендуется пероральная доза 40-60 мл 96% этанола, затем 1,0-1,5 г / кг 5-10% этанола внутривенно в течение первого часа и 0,1 г / кг в течение следующих 6-8 часов. Эта терапия предназначена для отравления фторацетатом (FA), который является сильно родственным соединением с MFA, поэтому эта терапия, направленная на MFA, может привести к другим результатам. [8]Кроме того, лечение моноацетином помогло от отравления ЖК. Он помогает повысить уровень ацетата в крови и снижает уровень цитрата в сердце, мозге и почках. Однако это проверено только экспериментально. У обезьян моноацетин даже обращает действие ЖК: все биологические эффекты нормализуются. [8] Как и этанол, моноацетин эффективен против отравления ЖК. До сих пор не существует доказанного лечения MFA. Однако вышеупомянутые методы лечения могут стать отправной точкой для терапии, направленной на MFA, поскольку FA и MFA являются тесно связанными соединениями. [8]
См. Также [ править ]
- Химическое оружие
- Список особо опасных веществ
- Высоко опасное химическое вещество
Ссылки [ править ]
- ^ a b Gribble, Gordon W. (июль 1973). «Фторацетатная токсичность» (PDF) . Журнал химического образования . 50 (7): 460–2. Bibcode : 1973JChEd..50..460G . DOI : 10.1021 / ed050p460 . PMID 4711243 .
- ^ a b c d e f Национальный центр биотехнологической информации. База данных PubChem. Метилфторацетат, CID = 9959, https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methyl-fluoroacetate (по состоянию на 20 марта 2020 г.)
- ^ а б 侯红军 杨华春 司 腾飞 薛 旭 金 杨明霞 师 玉萍 邹英武 贺志荣 姚 超 (2015). Патентный идентификатор № CN104292104B. Местоположение: патенты Google
- ^ a b c Леонг, Л., Хан, С., Дэвис, С. К., Денман, С. Е., и МакСвини, К. С. (2017). Фторацетат в растениях - обзор его распределения, токсичности для домашнего скота и микробной детоксикации. Журнал зоотехники и биотехнологии, 8, 55.
- ^ a b Мид, Р.Дж., Оливер, Эй-Джей, и Кинг, Д.Р. (1979). Метаболизм и дефторирование фторацетата у щеткохвостого опоссума (Trichosurus vulpecula). Австралийский журнал биологических наук, 32 (1), 15-26.
- ^ Б с д е е Foss, GL (июнь 1948). «Токсикология и фармакология метилфторацетата (МФА) у животных, с некоторыми замечаниями по экспериментальной терапии» . Британский журнал фармакологии и химиотерапии . 3 (2): 118–127. DOI : 10.1111 / j.1476-5381.1948.tb00362.x . PMC 1509813 . PMID 18866990 .
- ^ Сондерс, Британская Колумбия; Стейси, GJ (1948). «358. Токсичные соединения фтора, содержащие связь C – F. Часть I. Метилфторацетат и родственные соединения». J. Chem. Soc . 0 : 1773–1779. DOI : 10.1039 / jr9480001773 . PMID 18106001 .
- ^ a b c Гончаров, Н.В., Дженкинс, Р.О., и Радилов, А.С. (2006). Токсикология фторацетата: обзор с возможными направлениями терапевтических исследований. Журнал прикладной токсикологии: Международный журнал, 26 (2), 148-161.
