Сульфотеп (также известный как тетраэтилдитиопирофосфат и TEDP [7] ) - пестицид, обычно используемый в теплицах в качестве фумиганта . Вещество также известно как Дитион, Дитиофос и многие другие названия. Сульфотеп имеет молекулярную формулу C 8 H 20 O 5 P 2 S 2 и относится к классу фосфорорганических химикатов. Обладает холинергическим действием, включая угнетение активности холинэстеразы периферической и центральной нервной системы насекомых. [6]Передача сигналов нарушается в синапсах, которые используют ацетилхолин . Сульфотеп - подвижное масло бледно-желтого цвета с запахом чеснока . [7] [8] Он в основном используется как инсектицид .
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC O 1 , O 1 , O 3 , O 3 -тетраметил-1,3-дитиодифосфат | |
Другие названия | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ECHA InfoCard | 100.020.905 |
Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
Номер RTECS |
|
UNII | |
Номер ООН | 1704 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
Характеристики | |
C 8 H 20 O 5 P 2 S 2 | |
Молярная масса | 322,31 г · моль -1 |
Появление | Бледно-желтая жидкость [3] |
Запах | Как чеснок [3] |
Плотность | 1,196 г / см 3 |
Точка кипения | От 136 до 139 ° C (от 277 до 282 ° F; от 409 до 412 K) при 2 мм рт. |
30 мг / л | |
Давление газа | 0,0002 мм рт. Ст. (20 ° C) [3] |
Опасности [5] [6] | |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
точка возгорания | -18 ° С (0 ° F, 255 К) |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 22 мг / кг (мышь, перорально) 25 мг / кг (кролик, перорально) 5 мг / кг (собака, перорально) 5 мг / кг (крыса, перорально) [4] |
ЛК 50 ( средняя концентрация ) | 38 мг / м 3 (крыса, 4 часа) 40 мг / м 3 (мышь, 4 часа) [4] |
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо) | TWA 0,2 мг / м 3 [кожа] [3] |
IDLH (Непосредственная опасность) | 10 мг / м 3 [3] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки на инфобоксы | |
История
Сульфотеп был впервые коммерчески запущен компанией Bayer в 1946 году. Первый раз, когда тетраэтилдитиопирофосфат был зарегистрирован для использования в Соединенных Штатах, был в 1951 году. Стандарт регистрации для химического вещества был выпущен Агентством по охране окружающей среды в сентябре 1988 года. 1999 Агентством по охране окружающей среды, чтобы остановить его производство к 30 сентября 2002 года и объявить вне закона использование и распространение продуктов, содержащих его, к 30 сентября 2004 года. [9]
Химия
Синтез
Сульфотеп синтезируется реакцией тетраэтилпирофосфата (ТЭПП) с серой. Сам ТЕРР был впервые синтезирован Филип де Клермон в 1854. [10] ТЕРРЫ производятся с помощью реакции диэтилхлорфосфата с водой , чтобы заменить группу хлора с гидроксильной группой. Продукт может реагировать с другой молекулой диэтилхлорфосфата с образованием сложного эфира TEPP. В этой реакции пиридин часто используется для нейтрализации побочного продукта соляной кислоты . [11]
Альтернативным путем TEPP может быть реакция диэтилхлортиофосфата с водным раствором бикарбоната натрия (Na 2 CO 3 ).
Характеристики
При нагревании до температуры , которая является достаточно высокой для sulfotep к разлагаются , он испускает газы из фосфора и оксидов серы , которые являются очень токсичными. [7] [8] Он может взорваться, если контейнеры с ним нагреть, и он может гореть, хотя сделать это не так-то просто. Химическое вещество также может взрывоопасно полимеризоваться . [12] Химическое вещество также реагирует с образованием токсичных и легковоспламеняющихся газов в присутствии гидридов и других восстановителей . Он способен разъедать железо . [8] Когда он это делает, он может выделять водород. [12] Химическое вещество имеет удельный вес 1,196 при 77 ° F (25 ° C), а его плотность пара составляет 13,17 грамма на литр при 25 ° C (77 ° F). [8] [13] Его температура плавления составляет 88 ° C (190 ° F), а температура кипения составляет от 272 ° F (133 ° C) до 282 ° F (139 ° C) при 2 мм рт. [7] [8] Коэффициент сорбции химического вещества составляет 2,87 Log л / кг. Его постоянный закон Генри является 0.000175 при 20 ° C (68 ° F). Его коэффициент разделения октанол-вода составляет 3,9804 Log л / кг. Коэффициент диффузии тетраэтилдитиопирофосфата в воздухе составляет 0,015 см 2 в секунду, а его коэффициент диффузии в воде составляет 0,0000055 см 2 . [14]
Температура вспышки Sulfotep составляет 178 ° C (352 ° F), а его энтальпия испарения составляет 59,4 килоджоулей на моль . Его поверхностное натяжение составляет 423 дина на сантиметр. [ Требуется цитата ] У химического вещества нет Правил 5 нарушений. [15] Его коэффициент диффузии в воде составляет 0,63 × 10 -5 см 2 в секунду. Он смешивается с большим количеством органических растворителей , включая метилхлорид и ацетон [16], и его растворимость в воде составляет 30 миллиграммов на литр при 20 ° C (68 ° F). [13]
Щелочной и нейтральный гидролиз сульфотепа приводит к высвобождению этанола , фосфорной кислоты и сероводорода . [17]
Приложения
Sulfotep имеет применение в качестве инсектицида , майтицида и акарицидов . [8] Однако, поскольку он не оставляет следов, он менее эффективен в этих ролях, чем ДДТ . [18] Тем не менее, он примерно так же эффективен, как инсектицид паратион . [19] Его использование ограничено теплицами и декоративными растениями . Когда химическое вещество используется в качестве инсектицида, оно находится в форме пропитанного дымового фумиганта. [9] Сульфотеп используется в теплицах в качестве фумиганта для борьбы с тлей, паутинным клещом, белокрылкой и трипсом. Он сформулирован как пропитанный материал в дымогенераторах, содержащий от 14 до 15% активного ингредиента. Генераторы дыма помещаются в теплицы, а затем зажигаются с помощью вставленных бенгальских огней для образования густого белого дыма для окуривания.
Сульфотеп убивает паутинного клеща , мучнистого червеца , белокрылки и тли . Однако это химическое вещество не является фитотоксичным , в отличие от тетраэтилпирофосфата . [20] Тем не менее, он иногда вызывает незначительные повреждения растений, такие как легкое сморщивание и купирование листьев. [21] В ходе нескольких испытаний в конце 1940-х годов было обнаружено, что он является наиболее токсичным из нескольких химических веществ для белокрылки на овощах , двухпочечных паутинных клещей на розах и мучнистых червецов на многих растениях. [20]
В ходе испытаний в конце 1940-х годов было обнаружено, что смесь, содержащая 5% сульфотепа в концентрации 0,5 грамма фосфата на 1000 кубических футов, убивает 100% неустойчивых двупятнистых паутинных клещей и 68-97% устойчивых двупятнистых паутинных клещей. Аэрозоли Sulfotep убили 100% популяций большого количества насекомых, но убили только 98% мучнистых червецов в тех же испытаниях. [18] 88% неустойчивых паутинных клещей можно убить за две минуты воздействия смеси, содержащей 5% химического вещества, 98-99% можно убить через пять-десять минут, и всех можно убить через 15 минут. [21]
Механизм действия
Сульфотеп, как и все фосфорорганические пестициды, необратимо инактивирует ацетилхолинэстеразу , которая необходима для нервной функции у насекомых, людей и многих других животных. Ацетилхолинэстераза обычно гидролизует ацетилхолин после того, как он высвобождается в синапсах. Когда ацетилхолин не разлагается, он накапливается в синаптической щели. Таким образом, он продолжает стимулировать нерв. [22]
Метаболизм
Поглощение
Сульфотеп хорошо принимается как перорально, так и через кожу, а также через ингаляцию. Несколько различных организаций определили максимальную концентрацию сульфотепа в воздухе. Максимально допустимая концентрация - 0,2 мг / м 3 .
Фаза I
Сульфотеп десульфурируется либо цитохромом P450, либо монооксигеназами, содержащими FAD. В этой реакции сера заменяется кислородом, как показано на рисунке 2. Образующиеся метаболиты представляют собой моносульфотеп и тетраэтилпирофосфат (TEPP). Для осуществления этих реакций образуется фосфоокситирановое кольцо, обладающее высокой реакционной способностью. Считается, что это кольцо связывается с ацетилхолинэстеразой и вызывает токсичность. [23]
Фаза II
Два метаболита фазы I далее трансформируются посредством реакции гидролиза, опосредованной эстеразой типа А. Образующиеся продукты представляют собой O , O -диэтилдитиофосфат и O , O -диэтилфосфат. [23]
Экскреция
Эксперимент на крысах, которым однажды перорально дали 0,4 мг меченного радиоактивным фосфором сульфотепа, показал, что сульфотеп выводится как почками (моча), так и печенью (желчью). Вещество полностью метаболизируется. Два метаболита обнаруживаются в моче и фекалиях. Радиоактивность показала, что 85-91% выводится с мочой и 5-6% с фекалиями. [22]
- 88-96% метаболит 1: O , O -диэтилдитиофосфат
- 4-12% метаболит 2: O , O -диэтилфосфат [2]
Токсичность
Острое токсическое воздействие на животных
Сульфотеп токсичен для некоторых диких животных, включая рыб и водных беспозвоночных . Агентство по охране окружающей среды также считает, что он токсичен для птиц . [9]
Экспозиция | Уровень токсичности |
---|---|
Вдыхание | мг / м 3 |
Мышь 1 час | 155 [2] [24] |
Мышь 4 часа | 40 [2] [24] |
Крыса 1 час | 160–330 [2] [24] |
Крыса 4 ч. | 38–59 [2] [24] |
Оральный LD 50 | мг / кг |
Кот | 3 [2] [24] [25] |
Собака | 5 [2] [24] [25] |
Мышь | 21,5–29,4 [2] [24] [25] |
Кролик | 25 [2] [24] [25] |
Крыса | 5–13,8 [2] [24] [25] |
Кожный LD 50 | мг / кг |
Крыса 4 ч. | 262 [2] |
Крыса 7 d | 65 [2] |
Внутривенный LD 50 | мкг / кг |
Мышь | 300 [2] [25] |
Внутримышечно LD 50 | мкг / кг |
Мышь | 500 [2] [25] |
Крыса | 55 [2] [25] |
Внутрибрюшинная ЛД 50 | мкг / кг |
Мышь | 940 [2] [25] |
Крыса | 6600 [2] [25] |
Подкожно ЛД 50 | мг / кг |
Мышь | 8 [2] [25] |
Выжившие животные полностью выздоравливали за 1–4 дня.
Хроническая и субхроническая токсичность
Длительное воздействие низкой концентрации не показало токсичности. Это было проверено на крысах. Они подвергались воздействию сульфотепа различной концентрации. Воздействие наивысшей концентрации 2,83 мг / м 3 в течение шести часов в день, пять дней в неделю в течение 12 недель не привело к изменению внешнего вида, поведения или массы тела. У самок крыс снизилась активность холинэстеразы плазмы и увеличилась масса легких. Активность ацетилхолинэстеразы красных кровяных телец не изменилась. При более низких концентрациях никаких изменений не было.
Крысам перорально вводили сульфотеп в концентрации 0, 5, 10, 20 или 50 частей на миллион в течение трех месяцев. Снижались только их активность холинэстеразы плазмы и активность ацетилхолинэстеразы эритроцитов. Дальнейших симптомов не наблюдалось. Собаки, которые перорально подвергались воздействию 0, 0,5, 3, 5, 15 или 75 частей на миллион (эквивалент 0–3,07 мг / кг / день) в течение 13 недель, ели меньше и теряли вес. На активность холинэстеразы плазмы уже влияла концентрация сульфотепа 3 ppm (или выше). Ацетилхолинэстераза красных кровяных телец снизилась до 75 частей на миллион. Диарея и рвота иногда возникали при 15 промилле, но были обычным явлением при 75 промилле. Активность холинэстеразы мозга не изменилась. [24]
Симптомы отравления и лечение
Согласно Управлению по охране труда и здоровья , верхний предел воздействия сульфотепа на кожу человека составляет 0,2 миллиграмма на кубический метр. [12]
Сульфотеп вызывает отравление фосфорорганическими соединениями. Это означает, что он повлиял на активность холинэстеразы. Существуют различия в показаниях отравления сульфотепом при вдыхании, проглатывании, попадании через кожу и попадании в глаза. Однако примеры отравленных тепличных рабочих показывают нам общий путь появления симптомов отравления сульфотеппом. В течение первого часа после ядовитого приема сульфотепа люди часто страдают тошнотой или головными болями. Через несколько часов может возникнуть диарея и рвота. Люди, которые вдыхали сульфотеп, часто теряют ориентацию и испытывают затруднения с дыханием. Ядовитая доза может привести к коме или смерти через 24 часа. Очень важна точка через 24 часа после отравления. Если доза не смертельна, симптомы постепенно исчезнут через 24 часа. [26] [27]
Тесты не выявили эмбриотоксических или тератогенных эффектов. Также не было никаких признаков канцерогенного воздействия. Он был мутагенным только в одном штамме S. typhimurium . У четырех других бактериальных штаммов, а также у крыс и мышей он вообще не был мутагенным.
Известно два случая острой токсичности у человека. Активность холинэстеразы у этих людей была снижена. На выздоровление им потребовалось 20, соответственно, 28 дней. [24] Наиболее важные симптомы отравления показаны в следующей таблице. [28]
Экспозиция | Симптомы | Первая помощь | Другие методы лечения |
---|---|---|---|
Вдыхание | посинение кожи, судороги, головокружение, сонливость, головная боль, потливость, затрудненное дыхание, тошнота, потеря сознания, слабость | Свежий воздух или искусственное дыхание. Отдых важен для предотвращения остановки дыхания. | |
Проглатывание | спазмы в кишечнике, диарея, рвота, спутанность сознания | Рвота может быть вызвана только у людей в сознании. | Активный уголь для впитывания соединения. Атропин как противоядие |
Глаза | раздражение, покраснение, сужение зрачка, потеря внимания | Ополаскивание большим количеством воды приведет к восстановлению зрения в течение 24 часов. | |
Кожа (может впитаться) | покраснение, раздражение, потливость, подергивание области | Сначала смойте большим количеством воды. Затем промойте кожу водой с мылом. |
Рекомендации
- ^ Eula Bingham, Барбара Cohrssen, и Чарльз Х. Пауэлл. Токсикология Пэтти . 7 (5-е изд.). Джон Вили и сыновья.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s CID 19395 от PubChem
- ^ а б в г д Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0586» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ а б «ТЭДП» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ http://www.chemkoo.com/en/ProductDetail.aspx?ck=CK00174335
- ^ a b Георг Киммерле и Отто Р. Климмер, «Острая и субхроническая токсичность сульфотепа», Arch. Toxicol. 33, 1-16 (1974)
- ^ а б в г Тетраэтилсвинец dithiopyrophosphate , извлекаться 30 Июля, +2013
- ^ а б в г д е ТЕТРАЭТИЛ ДИТИОПИРОФОСФАТ , получено 29 июля 2013 г.
- ^ а б в Сульфотепп (PDF) , октябрь 1999 г. , дата обращения 31 июля 2013 г.
- ^ Игрушка, ADF (1948). «Получение тетраэтилпирофосфата и других тетраалкилпирофосфатов». Журнал Американского химического общества . 70 (11): 3882–3886. DOI : 10.1021 / ja01191a104 . PMID 18102975 .
- ↑ Томас А. Унгер, Справочник по синтезу пестицидов - стр. 387
- ^ а б в База данных OSHA / EPA по профессиональной химии , получено 15 февраля 2017 г.
- ^ а б Джон Х. Монтгомери (12 декабря 2010 г.), Справочник по химическим веществам подземных вод, четвертое издание , ISBN 9781420009132
- ^ Тетраэтилсвинец dithiopyrophosphate , извлекаться 30 Июля, +2013
- ^ ТЕТРАЭТИЛ ДИТИОПИРОФОСФАТ , получено 31 июля 2013 г.
- ^ Кейт, Лоуренс Х .; Уолтерс, Дуглас Б. (1992), Сборник химической растворимости Национальной токсикологической программы , ISBN 9780873716536
- ^ Дональд Маккей, Роберт С. Ботлинг (редакторы) (2000), Справочник по методам оценки свойств химических веществ: гигиена окружающей среды , ISBN 9781420026283CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
- ^ а б Флойд Ф. Смит, Р. А. Фултон (июнь 1950 г.), Тетраэтилдитиофосфат в аэрозолях для борьбы с парниковыми насекомыми , Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США, Управление сельскохозяйственных исследований, Бюро энтомологии и карантина растений.
- ^ Haz-Map , апрель 2013 г. , получено 31 июля 2013 г.
- ^ а б Флойд Ф. Смит, Р. А. Фултон (июнь 1950 г.), Тетраэтилдитиофосфат в аэрозолях для борьбы с парниковыми насекомыми , Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США, Управление сельскохозяйственных исследований, Бюро энтомологии и карантина растений.
- ^ а б Флойд Ф. Смит, Р. А. Фултон (июнь 1950 г.), Тетраэтилдитиофосфат в аэрозолях для борьбы с парниковыми насекомыми , Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США, Управление сельскохозяйственных исследований, Бюро энтомологии и карантина растений.
- ^ a b Sulfotep, Bayer MAK 24, Lieferung 1997
- ^ a b Тимбрелл Джон А., Принципы биохимической токсикологии, 4-е издание, 2009 г. Informa Healthcare New York. стр.91 и 99
- ^ a b c d e f g h i j k Юла Бингхэм, Барбара Корссен и Чарльз Х. Пауэлл. Токсикология Пэтти (5-е издание. Том 7. John Wiley and sons inc.)
- ^ a b c d e f g h i j k Опасные свойства промышленных материалов Ричарда Дж. Льюиса-старшего Сакса (10-е издание. Том 3. John Wiley and sons inc.)
- ^ https://www.cdc.gov/niosh/ipcsndut/ndut0985.html
- ^ Chemwatch, Sulfotep sc-251093. Паспорт безопасности материала. https://datasheets.scbt.com/sc-251093.pdf
- ^ Международные карты химической безопасности, ICSC: 0985, https://www.cdc.gov/niosh/ipcsndut/ndut0985.html
Внешние ссылки
- Sulfotep в базе данных о свойствах пестицидов (PPDB)