Пиперонилбутоксид
Пиперонилбутоксид
Пиперонилбутоксид 2D
Пиперонилбутоксид 2D
Пиперонилбутоксид 3D
Пиперонилбутоксид 3D
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
5-{[2-(2-Бутоксиэтокси)этокси]метил}-6-пропил-2 H -1,3-бензодиоксол
Идентификаторы
  • 51-03-6 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
ChEMBL
  • ChEMBL1201131 ☒Н
ChemSpider
  • 5590 ☒Н
Информационная карта ECHA100.000.070
Номер ЕС
  • 200-076-7
КЕГГ
  • С18880 ☒Н
CID PubChem
  • 5794
УНИИ
  • LWK91TU9AH проверятьИ
  • DTXSID1021166
  • ИнЧИ=1S/C19H30O5/c1-3-5-7-20-8-9-21-10-11-22-14-17-13-19-18(23-15-24-19)12-16( 17)6-4-2/ч12-13Н,3-11,14-15Н2,1-2Н3 ☒Н
    Ключ: FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N ☒Н
  • ИнЧИ=1/C19H30O5/c1-3-5-7-20-8-9-21-10-11-22-14-17-13-19-18(23-15-24-19)12-16( 17)6-4-2/ч12-13Н,3-11,14-15Н2,1-2Н3
    Ключ: FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYAD
  • CCCCOCCOCCOCC1=CC2=C(C=C1CCC)OCO2
Характеристики
С19Н30О5​​​​​
Молярная масса338,438 г/моль
Плотность1,05 г/см 3
Температура плавления21 °C (70 °F; 294 К)
Точка кипения180 °C (356 °F; 453 K) при 1 мм рт. ст.
Опасности
точка возгорания170 °C (338 °F; 443 К)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Пиперонилбутоксид ( PBO ) — это бледно-желтая или светло-коричневая жидкость [1], органическое соединение, используемое в качестве вспомогательного компонента пестицидных формул для синергии . То есть, несмотря на отсутствие собственной пестицидной активности, он усиливает эффективность некоторых пестицидов, таких как карбаматы, пиретрины , пиретроиды и ротенон . [2] Это полусинтетическое производное сафрола , которое получают путем конденсации натриевой соли 2-(2-бутоксиэтокси)этанола и хлорметильного производного гидрогенизированного сафрола (дигидросафрола); [3] [4] или через 1,2-метилендиоксибензол .

История

PBO был разработан в конце 1930-х и начале 1940-х годов для повышения эффективности инсектицида природного происхождения пиретрума . Пиретрум — это тип сильнодействующего инсектицида, который убивает комаров и других переносчиков болезней, тем самым обеспечивая преимущества для общественного здравоохранения, такие как профилактика малярии. Несмотря на то, что PBO сам по себе обладает незначительной инсектицидной активностью, он повышает эффективность пиретринов, поэтому его называют синергистом. Впервые PBO был запатентован в 1947 году в США Германом Ваксом. [5]

В мире известно 3 производителя PBO: Endura, [6] Tagros и Catasynth (Anthea), которые производят PBO по маршруту MDB.

Использует

PBO был впервые зарегистрирован в Соединенных Штатах в 1950-х годах. PBO в основном используется в сочетании с инсектицидами, такими как натуральные пиретрины или синтетические пиретроиды, в соотношениях (PBO: пиретрины) от 3:1 до 20:1. Появляясь в более чем 1500 продуктах, зарегистрированных EPA США, PBO является одним из наиболее часто регистрируемых синергистов, если судить по количеству формул, в которых он присутствует. Он одобрен для пред- и послеуборочного применения для широкого спектра сельскохозяйственных культур и товаров, включая зерно, фрукты и овощи. Нормы применения низкие; самая высокая разовая норма составляет 0,5 фунта PBO/акр.

Он широко используется в качестве ингредиента с инсектицидами для борьбы с насекомыми-вредителями в доме и вокруг него, в заведениях по обработке пищевых продуктов, таких как рестораны, а также для людей и ветеринарных целей против эктопаразитов ( головных вшей , клещей , блох ). [7] [8] Широкий спектр продуктов на водной основе, содержащих PBO, таких как спреи для трещин и щелей, туманообразователи полного высвобождения и спреи от летающих насекомых, производится и продается потребителям для домашнего использования. PBO играет важную роль в общественном здравоохранении как синергист, используемый в пиретринах и пиретроидных составах, используемых для борьбы с комарами (например, космические спреи, поверхностные спреи и надкроватные сетки). [9] Из-за своих ограниченных, если таковые имеются, инсектицидных свойств PBO никогда не используется отдельно. [10]

Механизм действия

PBO действует как синергист инсектицидов, подавляя естественные защитные механизмы насекомых, наиболее важным из которых является система оксидазы со смешанной функцией (MFOs), также известная как система цитохрома P-450 . Система MFO является основным путем детоксикации у насекомых и вызывает окислительное расщепление инсектицидов, таких как пиретрины и синтетические пиретроиды [11] – таким образом, при добавлении PBO более высокие уровни инсектицидов остаются в насекомом, чтобы проявить свой летальный эффект. [12] Важным следствием этого свойства является то, что за счет усиления активности данного инсектицида можно использовать меньшее его количество для достижения того же результата. [5]

PBO, по-видимому, не оказывает существенного влияния на систему MFO у людей. [13] PBO оказался эффективным, слабоактивным, нейтральным антагонистом рецепторов CB1 , связанных с G-белком . [14]

Другие синергисты пиретроидных инсектицидов включают Sesamex и «Sulfoxide» (не путать с функциональной группой). [3]

Нормативный

PBO регулируется в Соединенных Штатах и ​​некоторых других странах как пестицид, хотя PBO не обладает этим свойством. Федеральный закон США об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах (FIFRA), закон, который дает Агентству по охране окружающей среды США полномочия регулировать пестициды, включает некоторые синергисты в свое определение «пестицида» и, таким образом, подлежит такому же одобрению и регистрации, как и продукты, убивающие вредителей, такие как инсектициды, с которыми составлен PBO. [15] Регистрация пестицидов — это процесс, посредством которого Агентство по охране окружающей среды США проверяет ингредиенты пестицида, где и как используется пестицид (например, распылитель для всего помещения, распыление в щелях и т. д.), а также конкретный характер использования (количество и частота его использования). Агентство по охране окружающей среды США также оценивает пестицид, чтобы убедиться, что он не окажет необоснованного неблагоприятного воздействия на людей, окружающую среду и нецелевые виды. Агентство по охране окружающей среды США должно регистрировать пестициды, прежде чем они могут быть проданы или распространены в Соединенных Штатах. Регистрация требуется для самого пестицида, а также для всех продуктов, его содержащих. Всемирная организация здравоохранения признает ценность PBO для общественного здравоохранения при использовании в сочетании с синтетическими пиретроидами дельтаметрином или перметрином, используемыми в противомоскитных сетках.

Оценка опасности

За последние 40 лет было проведено множество токсикологических исследований PBO, изучающих весь спектр потенциальных токсических эффектов. [16] Эти исследования проводились в соответствии с нормативными требованиями, установленными Агентством по охране окружающей среды США или другими международными агентствами. Многие из них проводились в соответствии с Надлежащей лабораторной практикой (GLP) Агентства по охране окружающей среды США, системой процессов и контроля для обеспечения согласованности, целостности, качества и воспроизводимости лабораторных исследований, проводимых в поддержку регистрации пестицидов. В поддержку регистрации PBO были проведены следующие типы исследований:

Исследования острой токсичности

Исследования острой токсичности предназначены для выявления потенциальных опасностей от острых воздействий. Исследования обычно используют одну или несколько высоких доз в течение короткого периода времени. Данные используются для разработки соответствующих мер предосторожности для этикеток пестицидных продуктов. Исследования острой токсичности выявляют:

  • Кожная токсичность
  • Раздражение глаз
  • Ингаляционная токсичность
  • Пероральная токсичность
  • Раздражение кожи
  • Сенсибилизация кожи [17]

PBO имеет низкую острую токсичность при пероральном, ингаляционном и дермальном пути у взрослых. Он минимально раздражает глаза и кожу. Он не является кожным сенсибилизатором.

Всасывание через кожу

Имеющиеся данные указывают на то, что менее 3% количества на коже (предплечье) впитывается в течение 8-часового периода. [18] Другие исследования с педикулицидной формулой показывают, что около 2% проникает через кожу и около 8% проникает через кожу головы. [19]

Эндокринные нарушения

Закон о защите качества пищевых продуктов (FQPA) 1996 года потребовал от Агентства по охране окружающей среды США рассмотреть вопрос эндокринных нарушений. После принятия FQPA Агентство по охране окружающей среды США разработало двухуровневую программу скрининга эндокринных разрушителей (EDSP), предназначенную для изучения потенциального воздействия веществ на гормональные системы эстрогена, андрогена и щитовидной железы (EAT) как у людей, так и у диких животных. Уровень 1 состоит из 11 анализов и предназначен для определения того, имеет ли вещество потенциал взаимодействия с гормональными системами EAT. Если результаты указывают на связь, химическое вещество переходит на уровень 2. Целью уровня 2 является определение того, оказывает ли вещество, взаимодействующее с гормональной системой EAT, неблагоприятное воздействие на людей или диких животных, и разработка дозозависимой зависимости, которая в сочетании с данными о воздействии может использоваться для оценки риска. PBO является одним из химических веществ, выбранных Агентством по охране окружающей среды для участия в первоначальных усилиях в рамках EDSP. EPA выпустило свой первый список химикатов для тестирования EDSP в 2009 году, состоящий из более чем 60 пестицидных химикатов, включая синергист инсектицидов PBO. Первый список химикатов для скрининга EDSP не основан на потенциале эндокринной активности или потенциале неблагоприятных эффектов. Скорее, список основан на приоритетах EPA относительно потенциала воздействия. PBO был добавлен в этот список из-за его широкого применения (1500 продуктов, зарегистрированных в US EPA), и люди могут подвергаться воздействию низких уровней PBO в своем рационе, от обработанных поверхностей в своих домах (например, ковер) и в определенных профессиях (например, операторы по борьбе с вредителями).

Нет доказательств, указывающих на то, что PBO нарушает нормальное функционирование эндокринной системы . Это включает недавно разработанные данные для оценки возможного взаимодействия PBO с эндокринной системой. Piperonyl Butoxide Task Force II, группа компаний, которая производит или продает продукты, содержащие PBO, провела все 11 скринингов EDSP Tier 1 и представила всю необходимую документацию и отчеты об исследованиях.

Агентство по охране окружающей среды США намерено использовать подход на основе совокупности доказательств (WoE) для оценки результатов EDSP Tier 1. Хотя агентство выпустило руководящие принципы WOE, фактические оценки WOE еще не проводились и не были предоставлены регистрантам. PBTFII провел анализ WoE для PBO, который соответствует руководящим принципам EPA. Анализ WoE для PBO изучает каждый анализ EDSP Tier 1, проведенный для PBO. В нем обсуждается цель анализа, обобщается дизайн и результаты исследования, а также дается общее заключение по каждому анализу. Затем все 11 отдельных анализов рассматриваются вместе, чтобы прийти к общему заключению по результату батареи Tier 1. Для некоторых анализов другая научно значимая информация также рассматривается как часть оценки. Цель анализа WoE — определить, имеет ли PBO потенциал взаимодействия с эндокринной системой, как это определено с помощью анализов EDSP Tier 1, батареи Tier 1 в целом и OSRI. Определение того, что химическое вещество имеет потенциал взаимодействия с эндокринной системой, вызовет необходимость проведения испытаний EDSP Tier 2. EPA планирует выпустить свою оценку WOE в конце 2014 или начале 2015 года.

Исследования субхронических и хронических/канцерогенных свойств

Субхронические и хронические исследования изучают токсичность долгосрочного, многократного воздействия химических веществ. Они могут варьироваться от 90 дней для субхронических исследований до 12–24 месяцев для хронических исследований на всю жизнь, разработанных для определения потенциала канцерогенеза . Они также предназначены для выявления любых нераковых эффектов, а также четкого уровня ненаблюдаемого неблагоприятного эффекта (NOAEL), который используется для оценки риска. Исследования, проведенные на PBO, включают:

  • 90-дневное исследование ингаляционной токсикологии
  • 18-месячное исследование хронической токсичности/канцерогенности на мышах
  • 24-месячное исследование хронической токсичности/канцерогенности на крысах

NOAELs были получены для PBO из субхронических и хронических исследований. Эти NOAELs используются EPA для проведения оценок риска для всех индивидуальных применений PBO, чтобы гарантировать, что все зарегистрированные продукты с PBO представляют собой разумную уверенность в отсутствии вреда при использовании в соответствии с указаниями на этикетке.

PBO вызвал рост опухолей печени у мышей, которые потребляли высокие уровни PBO в рационе в течение всей своей жизни. Научное выявление и анализ ключевых событий, ведущих к образованию опухолей печени у мышей, позволяют предположить, что эти события вряд ли произойдут у людей.

EPA классифицирует PBO как канцероген группы C – «возможно канцерогенный для человека». Под эгидой Организации Объединенных Наций Совместное совещание Продовольственной и сельскохозяйственной организации/Всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ) по остаткам пестицидов несколько раз с 1965 года оценивало всю токсикологию PBO. Они пришли к выводу, что в дозах, соответствующих принятым на международном уровне стандартам максимально переносимой дозы, PBO не считается канцерогенным для мышей или крыс, что привело к выводу, что PBO не является канцерогенным для человека. [20]

Исследования токсичности для развития

Было обнаружено, что PBO ингибирует сигнальный путь Hedgehog , критический регулятор развития мозга и лица у всех позвоночных, посредством антагонизма с белком Smoothened (SMO). [21] Было обнаружено, что PBO способен вызывать дозозависимые пороки развития мозга и лица у мышей, подвергшихся воздействию на ранних стадиях развития, включая редкий врожденный дефект человека — голопрозэнцефалию . [22] Было обнаружено, что даже дозы PBO, которые не вызывали явных аномалий лица, связанных с голопрозэнцефалией, вызывали тонкие нейроанатомические дефекты, [22] для которых когнитивные или поведенческие последствия неизвестны.

Эпидемиологическое исследование показало, что воздействие ПБО коррелировало с дозозависимым снижением нейрокогнитивного развития у 3-летних детей. [ 23]

Воздействие животных

PBO умеренно или высоко токсичен для водных беспозвоночных, таких как водяные блохи и креветки. При более низких, долгосрочных дозах было затронуто размножение водяных блох. PBO высоко токсичен для амфибий на стадии головастика. [24]

Оценка воздействия

Учитывая обширное недиетическое использование PBO, производители PBO и продавцы продуктов, содержащих PBO, сформировали в 1996 году Целевую группу по недиетическому воздействию (NDETF) для разработки долгосрочной исследовательской программы с целью более полного понимания феномена воздействия на человека инсектицидов, используемых в домашних условиях. Большинство исследований проводились с использованием составов пиретринов/PBO и синтетических пиретроидов/PBO и были сосредоточены на использовании туманообразователей и аэрозольных продуктов в помещениях. Ковровые и виниловые напольные покрытия были выбраны из-за их различных физических и химических свойств, а также потому, что они представляют собой значительный процент напольных покрытий, используемых в домах в Северной Америке. В то время как усилия NDETF были сосредоточены на туманообразователях полного высвобождения, также было проведено исследование для определения как дисперсии (уровня в воздухе), так и осаждения (на полу) пиретринов/PBO в результате использования ручного аэрозольного баллончика. Также измерялось потенциальное прямое воздействие на пользователя. Был проведен отбор проб воздуха из зоны дыхания аппликатора и анализ остатков на хлопчатобумажных перчатках. Эти данные были представлены в Агентство по охране окружающей среды США и стали ключевыми для комплексной оценки риска агентства для PBO.

Оценка риска

Агентство по охране окружающей среды США в своем решении о праве на повторную регистрацию определило, что «никаких рисков, вызывающих беспокойство», не существует для домовладельцев, смешивающих, загружающих, обрабатывающих или применяющих продукты, содержащие ПБО. [16]

Ссылки

  1. ^ Национальная токсикологическая программа, Институт наук об окружающей среде и здоровье, Национальные институты здравоохранения (NTP). 1992. База данных химического хранилища Национальной токсикологической программы. Research Triangle Park, Северная Каролина. [ нужна страница ]
  2. ^ Национальный центр информации о пестицидах – Пиперонилбутоксид. Общий информационный листок
  3. ^ ab Меткалф, Роберт Л. (2000). "Борьба с насекомыми". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . doi :10.1002/14356007.a14_263. ISBN 978-3-527-30385-4.
  4. ^ Осимиц, Томас Г. (2010). «Оценка безопасности пиперонилбутоксида». Справочник Хейса по токсикологии пестицидов . С.  2127– 2151. doi :10.1016/B978-0-12-374367-1.00099-9. ISBN 978-0-12-374367-1.
  5. ^ ab Glynne-Jones, D. (1998). История PBO в "PBO—The Insecticide Synergist" (ред. D. Glynne Jones). Academic Press, Сан-Диего. [ нужная страница ]
  6. ^ "ENDURA". INCITE . Получено 2024-08-20 .
  7. ^ "Пиретрин и пиперонилбутоксид местно: информация о препаратах MedlinePlus". medlineplus.gov . Получено 2024-04-03 .
  8. ^ «Экстракт пиретрума и пиперонила бутоксид (местный путь) Описание и торговые марки — Mayo Clinic». www.mayoclinic.org . Получено 2024-04-03 .
  9. ^ Агентство по охране окружающей среды США. Решение о праве на повторную регистрацию для PBO, июнь 2006 г.
  10. ^ Devine, GJ; Denholm, I. (декабрь 1998 г.). «Нетрадиционное использование пиперонилбутоксида для борьбы с хлопковой белокрылкой Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)». Бюллетень энтомологических исследований . 88 (6): 601– 610. doi :10.1017/S0007485300054262.
  11. ^ Касида, Джон Э. (май 1970 г.). «Участие оксидазы со смешанной функцией в биохимии синергистов инсектицидов». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 18 (5): 753–772 . Bibcode : 1970JAFC...18..753C. doi : 10.1021/jf60171a013. PMID  4919838.
  12. ^ Moores, GD, Philippou, D., Borzatta, V., Trincia, P., Jewess, P., Gunning, R., Bingham, G. (2009). «Аналог пиперонилбутоксида облегчает характеристику метаболической резистентности». Pest Manag. Sci . 65 (2): 150– 154. doi :10.1002/ps.1661. PMID  18951417.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Конни, Аллан Х.; Чанг, Ричард; Левин, Уэйн М.; Гарбут, Арнольд; Манро-Фор, А. Дуглас; Пек, Энтони У.; Бекенхэм, Алан Бай (февраль 1972 г.). «Влияние пиперонилбутоксида на метаболизм лекарств у грызунов и человека». Архивы охраны окружающей среды . 24 (2): 97– 106. doi :10.1080/00039896.1972.10666058. PMID  5007655.
  14. ^ Dhopeshwarkar, Amey S.; Jain, Saurabh; Liao, Chengyong; Ghose, Sudip K.; Bisset, Kathleen M.; Nicholson, Russell A. (2011-03-01). «Действия бензофенантридиновых алкалоидов, пиперонилбутоксида и (S)-метопрена на связанный с G-белком каннабиноидный рецептор CB₁ in vitro». European Journal of Pharmacology . 654 (1): 26– 32. doi :10.1016/j.ejphar.2010.11.033. ISSN  1879-0712. PMID  21172340.
  15. ^ Федеральный закон об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах7 USC §136 и далее (1996)
  16. ^ ab Агентство по охране окружающей среды США. Решение о перерегистрации права на PBO, июнь 2006 г.
  17. ^ Дети, Национальный исследовательский совет (США), Комитет по пестицидам в рационе младенцев и (1993), «Методы тестирования токсичности», Пестициды в рационе младенцев и детей , National Academies Press (США) , получено 2023-10-07
  18. ^ (Селим, 1995)
  19. ^ Wester, RC; Bucks, DA; Maibach, HI (1994). «Чрезкожная абсорбция пиретрина и пиперонилбутоксида у человека in vivo». Пищевая и химическая токсикология . 32 (1): 51– 53. doi :10.1016/0278-6915(84)90036-x. PMID  8132164.
  20. ^ JMPR (1995) PBO Монография, подготовленная Совместным совещанием ФАО/ВОЗ по остаткам пестицидов, Женева.)
  21. ^ Ван, Дж.; Лу, Дж.; Мук-младший, РА; Чжан, М.; Чжао, С.; Барак, Л.С.; Фридман, Дж.Х.; Лайерли, Х.К.; Чен, В. (2012). «Синергист инсектицидов пиперонилбутоксид ингибирует сигнализацию Hedgehog: оценка химических рисков». Токсикологические науки . 128 (2). Tox Sci: 517– 523. doi : 10.1093/toxsci/kfs165. PMC 3493191. PMID  22552772 . 
  22. ^ ab Everson, Joshua L.; Sun, Miranda R.; Fink, Dustin M.; Heyne, Galen W.; Melberg, Cal G.; Nelson, Kia F.; Doroodchi, Padydeh; Colopy, Lydia J.; Ulschmid, Caden M.; Martin, Alexander A.; McLaughlin, Matthew T.; Lipinski, Robert J. (2019). «Оценка токсичности для развития при воздействии пиперонилбутоксида, направленного на сигнализацию Sonic Hedgehog и морфогенез переднего мозга и лица у мышей: исследование in vitro и in vivo». Перспективы охраны окружающей среды . 127 (10). EHP: 107006. Bibcode : 2019EnvHP.127j7006E. doi : 10.1289/EHP5260. PMC 6867268. PMID  31642701 . 
  23. ^ Хортон, МК; Рандл, А.; Каманн, Д.Э.; Бойд Барр, Д.; Раух, В.А.; Уайатт, Р.М. (2011). «Влияние пренатального воздействия пиперонилбутоксида и перметрина на 36-месячное нейроразвитие». Педиатрия . 127 (3): e699-706. doi :10.1542/peds.2010-0133. PMC 3065142. PMID  21300677 . 
  24. ^ "Piperonyl Butoxide (PBO) General Fact Sheet". Национальный центр информации о пестицидах . Университет штата Орегон. 2017. Получено 13 октября 2020 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Пиперонил_бутоксид&oldid=1269762710"