Сульфотеп
Сульфотеп
Шаростержневая модель молекулы сульфотепа
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
O 1 , O 1 , O 3 , O 3 -Тетраэтил 1,3-дитиодифосфат
Другие имена
Сульфотеп, Дитиофос, Дитион, Бладафум, Дитиофос, Дитион, Дитиотеп, Пирофос, ТЭДП [1] [2]
Идентификаторы
  • 3689-24-5
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
Информационная карта ECHA100.020.905
Номер ЕС
  • 222-995-2
CID PubChem
  • 19395
Номер RTECS
  • XN4375000
УНИИ
  • V41BK2EE8X
Номер ООН1704
  • DTXSID7024328
  • CCOP(=S)(OCC)OP(=S)(OCC)OCC
Характеристики
С8Н20О5П2С2​​​​​​​​​
Молярная масса322,31  г·моль −1
ПоявлениеБледно-желтая жидкость [3]
ЗапахПохож на чеснок [3]
Плотность1,196 г/см 3
Точка кипенияот 136 до 139 °C (от 277 до 282 °F; от 409 до 412 K) при 2 мм рт. ст.
30 мг/л
Давление пара0,0002 мм рт. ст. (20°С) [3]
Опасности [6] [7]
Охрана труда и техника безопасности (OHS/OSH):
Основные опасности
Яд [4]
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasFlammability 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oilInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
4
1
0
точка возгорания−18 °C (0 °F; 255 K)
Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК):
22 мг/кг (мышь, перорально)
25 мг/кг (кролик, перорально)
5 мг/кг (собака, перорально)
5 мг/кг (крыса, перорально) [5]
38 мг/м 3 (крыса, 4 часа)
40 мг/м 3 (мышь, 4 часа) [5]
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (допустимый)
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 стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение

Сульфотеп (также известный как тетраэтилдитиопирофосфат и TEDP [8] ) — пестицид, обычно используемый в теплицах в качестве фумиганта . Вещество также известно как дитион, дитиофос и под многими другими названиями. Сульфотеп имеет молекулярную формулу C 8 H 20 O 5 P 2 S 2 и принадлежит к классу фосфорорганических химических веществ. Он оказывает холинергическое действие, включая угнетение активности холинэстеразы периферической и центральной нервной системы насекомых. [7] Трансдукция сигналов нарушается в синапсах, которые используют ацетилхолин . Сульфотеп — это подвижное масло бледно-желтого цвета с запахом чеснока . [8] [9] Он в основном используется как инсектицид .

История

Sulfotep был впервые запущен в коммерческую эксплуатацию компанией Bayer в 1946 году. Впервые тетраэтилдитиопирофосфат был зарегистрирован для использования в Соединенных Штатах в 1951 году. Стандарт регистрации для этого химического вещества был выпущен Агентством по охране окружающей среды в сентябре 1988 года. В 1999 году Агентство по охране окружающей среды разработало планы прекратить его производство к 30 сентября 2002 года и запретить использование и распространение продуктов, содержащих его, к 30 сентября 2004 года. [10]

Химия

Синтез

Sulfotep синтезируется путем реакции тетраэтилпирофосфата (TEPP) с серой. Сам TEPP был впервые синтезирован Владимиром Мощниным [11] и Филиппом де Клермоном в 1854 году. [12] TEPP производится путем реакции диэтилхлорфосфата с водой для замены хлорной группы на гидроксильную группу. Продукт может реагировать с другой молекулой диэтилхлорфосфата с образованием эфира, TEPP. В этой реакции пиридин часто используется для нейтрализации побочного продукта соляной кислоты . [13]

Синтез сульфотепа

Альтернативным путем TEPP может быть реакция диэтилхлортиофосфата с водным раствором бикарбоната натрия ( Na2CO3 ) .

Характеристики

При нагревании до температуры, достаточно высокой для разложения сульфотепа , он выделяет пары фосфора и оксидов серы , которые очень токсичны. [8] [9] Он может взорваться , если контейнеры с ним нагреть, и он может гореть, хотя это не так легко. Химикат также может полимеризоваться со взрывом. [14] Химикат также реагирует с образованием токсичных и легковоспламеняющихся газов в присутствии гидридов и других восстановителей . Он способен вызывать коррозию железа . [9] Когда он это делает, он может выделять газообразный водород. [14] Химикат имеет удельный вес 1,196 при 77 °F (25 °C), а его плотность паров составляет 13,17 грамма на литр при 25 °C (77 °F). [9] [15] Его температура плавления составляет 88 °C (190 °F), а температура кипения — от 272 °F (133 °C) до 282 °F (139 °C) при 2 мм рт. ст. [8] [9] Коэффициент сорбции этого химического вещества составляет 2,87 Log L/кг. Его константа закона Генри составляет 0,000175 при 20 °C (68 °F). Его коэффициент распределения октанол-вода составляет 3,9804 Log L/кг. Коэффициент диффузии тетраэтилдитиопирофосфата в воздухе составляет 0,015 см 2 в секунду, а коэффициент диффузии в воде — 0,0000055 см 2 . [16]

Температура вспышки Sulfotep составляет 178 °C (352 °F), а его энтальпия испарения составляет 59,4 килоджоулей на моль . Его поверхностное натяжение составляет 423 дин на сантиметр. [ требуется ссылка ] Химическое вещество не имеет нарушений Правила 5. [17] Его коэффициент диффузии в воде составляет 0,63 × 10−5 см2 в секунду . Он смешивается с большим количеством органических растворителей , включая метилхлорид и ацетон [18] , а его растворимость в воде составляет 30 миллиграммов на литр при 20 °C (68 °F). [15]

Щелочной и нейтральный гидролиз сульфотепа приводит к выделению этанола , фосфорной кислоты и сероводорода . [19]

Приложения

Сульфотеп применяется в качестве инсектицида , митицида и акарицида . [9] Однако, поскольку он не оставляет после себя остатков, он менее эффективен в этих ролях, чем ДДТ . [20] Однако он примерно так же эффективен, как инсектицид паратион . [21] Его использование ограничено теплицами и декоративными растениями . Когда химикат используется в качестве инсектицида, он находится в форме пропитанного дымового фумиганта. [10] Сульфотеп используется в теплицах в качестве фумиганта для борьбы с тлей, паутинными клещами, белокрылками и трипсами. Он изготавливается в виде пропитанного материала в дымогенераторах, содержащих от 14 до 15% активного ингредиента. Дымогенераторы размещаются в теплицах, а затем поджигаются с помощью вставленных бенгальских огней для получения густого белого дыма для фумигации.

Сульфотеп убивает паутинных клещей , мучнистых червецов , белокрылок и тлей . Однако, это химическое вещество не является фитотоксичным , в отличие от тетраэтилпирофосфата . [22] Однако иногда оно наносит незначительный вред растениям, например, слегка сморщивает и коробит листья. [23] В ходе нескольких испытаний в конце 1940-х годов было обнаружено, что оно является наиболее токсичным из нескольких химикатов для белокрылок на овощах , двупятнистых паутинных клещей на розах и мучнистых червецов на многочисленных растениях. [22]

Смесь, содержащая 5% сульфотепа в концентрации 0,5 грамма фосфата на 1000 кубических футов, была обнаружена в испытаниях в конце 1940-х годов для уничтожения 100% неустойчивых двухпятнистых паутинных клещей и 68-97% устойчивых двухпятнистых паутинных клещей. Аэрозоли сульфотепа убили 100% популяций большого количества насекомых, но убили только 98% мучнистых червецов в тех же испытаниях. [20] 88% неустойчивых паутинных клещей можно убить за две минуты воздействия смеси, содержащей 5% химиката, 98-99% можно убить за пять-десять минут, и все могут быть убиты за 15 минут. [23]

Механизм действия

Сульфотеп, как и все фосфорорганические пестициды, необратимо инактивирует ацетилхолинэстеразу , которая необходима для нервной функции насекомых, людей и многих других животных. Ацетилхолинэстераза обычно гидролизует ацетилхолин после его высвобождения в синапсе. Когда ацетилхолин не расщепляется, он накапливается в синаптической щели. Таким образом, он продолжает стимулировать нерв. [24]

Метаболизм

Метаболизм сульфотепа

Поглощение

Сульфотеп хорошо всасывается как через рот, так и через кожу, а также через ингаляции. Несколько различных организаций определили максимальную концентрацию сульфотепа в воздухе. Максимально допустимая концентрация составляет 0,2 мг/м 3 .

Фаза 1

Сульфотеп десульфируется либо цитохромом P450 , либо монооксигеназами, содержащими FAD. В этой реакции сера заменяется кислородом, как показано на рисунке 2. Образующиеся метаболиты — моносульфотеп и тетраэтилпирофосфат (TEPP). Для осуществления этих реакций образуется фосфоокситирановое кольцо, которое является высокореактивным. Считается, что это кольцо связывается с ацетилхолинэстеразой и вызывает токсичность. [25]

Фаза 2

Два метаболита фазы I далее трансформируются посредством реакции гидролиза, опосредованной эстеразой типа А. Образующиеся продукты — O , O -диэтилдитиофосфат и O , O -диэтилфосфат. [25]

Выделение

Эксперимент на крысах, которым однажды дали 0,4 мг радиоактивного фосфора, меченного сульфотепом, перорально, показал, что сульфотеп выводится как почками (моча), так и печенью (желчь). Вещество полностью метаболизируется. Два метаболита обнаружены в моче и кале. Радиоактивность показала, что 85-91% было выведено с мочой и 5-6% с калом. [24]

  • 88-96% метаболит 1: O , O -диэтилдитиофосфат
  • 4-12% метаболит 2: O , O -диэтилфосфат [2]

Токсичность

Острое токсическое воздействие на животных

Sulfotep токсичен для некоторых диких животных, включая рыб и водных беспозвоночных . Агентство по охране окружающей среды также предполагает, что он токсичен для птиц . [10]

КонтактУровень токсичности
Вдыханиемг/м 3
Мышь 1 час155 [2] [26]
Мышь 4 часа40 [2] [26]
Крыса 1 час160-330 [2] [26]
Крыса 4 часа38-59 [2] [26]
Оральная ЛД 50мг/кг
Кот3 [2] [26] [27]
Собака5 [2] [26] [27]
Мышь21,5-29,4 [2] [26] [27]
Кролик25 [2] [26] [27]
Крыса5-13,8 [2] [26] [27]
Дермальная ЛД 50мг/кг
Крыса 4 часа262 [2]
Крыса 7 дн.65 [2]
Внутривенно ЛД 50мкг/кг
Мышь300 [2] [27]
Внутримышечно ЛД 50мкг/кг
Мышь500 [2] [27]
Крыса55 [2] [27]
Внутрибрюшинно ЛД 50мкг/кг
Мышь940 [2] [27]
Крыса6600 [2] [27]
Подкожно ЛД 50мг/кг
Мышь8 [2] [27]

Выжившие животные полностью выздоравливали в течение 1–4 дней.

Хроническая и субхроническая токсичность

Длительное воздействие низкой концентрации не показало токсичности. Это было проверено на крысах. Они подвергались воздействию различных концентраций сульфотепа. При воздействии самой высокой концентрации 2,83 мг/м 3 в течение шести часов в день, пять дней в неделю в течение 12 недель не наблюдалось никаких изменений во внешнем виде, поведении или весе тела. Активность холинэстеразы плазмы снизилась, а вес легких самок крыс увеличился. Активность ацетилхолинэстеразы эритроцитов не пострадала. При более низких концентрациях не наблюдалось никаких изменений вообще.

Крысы подвергались пероральному воздействию 0, 5, 10, 20 или 50 ppm сульфотепа в течение трех месяцев. Снизилась только активность холинэстеразы плазмы и активность ацетилхолинэстеразы эритроцитов. Никаких дополнительных симптомов не наблюдалось. Собаки, которым перорально вводили 0, 0,5, 3, 5, 15 или 75 ppm (что эквивалентно 0–3,07 мг/кг/день) в течение 13 недель, ели меньше и теряли вес. Активность холинэстеразы плазмы уже была затронута концентрацией сульфотепа 3 ppm (или выше). Ацетилхолинэстераза эритроцитов снижалась при 75 ppm. Диарея и рвота иногда возникали при 15 ppm, но были обычным явлением при 75 ppm. Активность холинэстеразы мозга не была затронута. [26]

Симптомы отравления и лечение

По данным Управления по охране труда и технике безопасности , верхний предел воздействия сульфотепа на кожу человека составляет 0,2 миллиграмма на кубический метр. [14]

Sulfotep вызывает отравление фосфорорганическими соединениями. Это означает, что он оказал влияние на активность холинэстеразы. Существуют различия в признаках отравления сульфотепом при вдыхании, приеме внутрь, попадании на кожу и попадании в глаза. Однако примеры отравления тепличных рабочих показывают нам общий путь симптомов отравления сульфотепом. В течение первого часа после отравления сульфотепом люди часто страдают от тошноты или головных болей. Через несколько часов может возникнуть диарея и рвота. Люди, вдохнувшие сульфотеп, часто дезориентированы и испытывают затрудненное дыхание. Ядовитая доза может привести к коме или смерти через 24 часа. Момент в 24 часа после отравления очень важен. Если доза не смертельная, симптомы медленно исчезнут через 24 часа. [28] [29]

Никаких эмбриотоксических или тератогенных эффектов не наблюдалось в ходе испытаний. Также не было никаких признаков канцерогенных эффектов. Он был мутагенным только в одном штамме S. typhimurium . В четырех других штаммах бактерий, а также в крысах и мышах он вообще не был мутагенным.

Известны два случая острой интоксикации у человека. Активность холинэстеразы у этих людей была снижена. Им потребовалось 20 и 28 дней, чтобы восстановиться. [26] Наиболее важные симптомы отравления показаны в следующей таблице. [30]

КонтактСимптомыОказание первой помощиДругие методы лечения
Вдыханиепосинение кожи, судороги, головокружение, сонливость, головная боль, потливость, затрудненное дыхание, тошнота, потеря сознания, слабостьСвежий воздух или искусственное дыхание. Отдых важен для предотвращения остановки дыхания
Проглатываниеспазмы в кишечнике, диарея, рвота, спутанность сознанияРвоту можно вызывать только у людей, находящихся в сознании.Активированный уголь для поглощения соединения. Атропин как противоядие.
Глазараздражение, покраснение, сужение зрачка, потеря фокусаПромывание большим количеством воды приведет к восстановлению зрения в течение 24 часов.
Кожа (может впитываться)покраснение, раздражение, потливость, подергивание пораженной областиСначала промыть большим количеством воды. Затем вымыть кожу водой с мылом.

Ссылки

  1. ^ Юла Бингем, Барбара Корссен и Чарльз Х. Пауэлл. Токсикология Патти . Т. 7 (5-е изд.). John Wiley and Sons.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ abcdefghijklmnopqrs CID 19395 из PubChem
  3. ^ abcde Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0586". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  4. ^ Токсичность сульфотепа
  5. ^ ab "TEDP". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  6. ^ Подробности продукта chemkoo.com [ мертвая ссылка ‍ ]
  7. ^ ab Георг Киммерле и Отто Р. Климмер, «Острая и субхроническая токсичность сульфотепа», Arch. Toxicol. 33, 1-16 (1974)
  8. ^ abcd Тетраэтилдитиопирофосфат , получено 30 июля 2013 г.
  9. ^ abcdef ТЕТРАЭТИЛДИТИОПИРОФОСФАТ , получено 29 июля 2013 г.
  10. ^ abc Sulfotepp (PDF) , октябрь 1999 г. , получено 31 июля 2013 г.
  11. ^ Фест, Криста; Шмидт, Карл-Юлиус (1982). Химия фосфорорганических пестицидов . Springer. doi :10.1007/978-3-642-68441-8. ISBN 978-3-642-68443-2. S2CID  33095322.История ингибиторов холинэстеразы: кем был Мощнин(е)?
  12. ^ Toy, ADF (1948). «Получение тетраэтилпирофосфата и других тетраалкилпирофосфатов». Журнал Американского химического общества . 70 (11): 3882– 3886. doi :10.1021/ja01191a104. PMID  18102975.
  13. ^ Томас А. Унгер, Справочник по синтезу пестицидов – стр. 387
  14. ^ abc OSHA/EPA Occupational Chemical Database , получено 15 февраля 2017 г.
  15. ^ ab John H. Montgomery (12 декабря 2010 г.), Groundwater Chemicals Desk Reference, четвертое издание, CRC Press, ISBN 9781420009132
  16. ^ Тетраэтилдитиопирофосфат , получено 30 июля 2013 г.
  17. ^ ТЕТРАЭТИЛДИТИОПИРОФОСФАТ , получено 31 июля 2013 г.
  18. ^ Кит, Лоуренс Х.; Уолтерс, Дуглас Б. (1992), Сборник по химической растворимости Национальной токсикологической программы, CRC Press, ISBN 9780873716536
  19. ^ Дональд Маккей, Роберт С. Бетлинг (редакторы) (2000), Справочник по методам оценки свойств химических веществ: здоровье окружающей среды, CRC Press, ISBN 9781420026283 {{citation}}: |author=имеет общее название ( помощь )
  20. ^ ab Floyd F. Smith, RA Fulton (июнь 1950 г.), Тетраэтилдитиофосфат в аэрозолях для борьбы с тепличными насекомыми, Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США, Управление сельскохозяйственных исследований, Бюро энтомологии и карантина растений
  21. ↑ Haz-Map, апрель 2013 г. , получено 31 июля 2013 г.
  22. ^ ab Floyd F. Smith, RA Fulton (июнь 1950 г.), Тетраэтилдитиофосфат в аэрозолях для борьбы с тепличными насекомыми, Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США, Управление сельскохозяйственных исследований, Бюро энтомологии и карантина растений
  23. ^ ab Floyd F. Smith, RA Fulton (июнь 1950 г.), Тетраэтилдитиофосфат в аэрозолях для борьбы с тепличными насекомыми, Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США, Управление сельскохозяйственных исследований, Бюро энтомологии и карантина растений
  24. ^ ab Сульфотеп, Bayer MAK 24, Lieferung 1997.
  25. ^ ab Timbrell John A., Принципы биохимической токсикологии, 4-е издание, 2009. Informa Healthcare, Нью-Йорк. С. 91 и 99.
  26. ^ abcdefghijk Юла Бингем, Барбара Корссен и Чарльз Х. Пауэлл. Токсикология Патти (5-е издание. Том 7. John Wiley and sons inc.)
  27. ^ abcdefghijk Ричард Дж. Льюис, старший Сакс, Опасные свойства промышленных материалов (10-е издание. Том 3. John Wiley and sons inc.)
  28. ^ "ICSC:NDUT0985 Международные карты химической безопасности (ВОЗ/МПХБ/МОТ) | CDC/NIOSH". www.cdc.gov . Архивировано из оригинала 24-01-2008.
  29. ^ Chemwatch, Sulfotep sc-251093. Паспорт безопасности материала. https://datasheets.scbt.com/sc-251093.pdf
  30. ^ Международные карты химической безопасности, ICSC: 0985, https://www.cdc.gov/niosh/ipcsndut/ndut0985.html
  • Сульфотеп в базе данных свойств пестицидов (PPDB)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfotep&oldid=1240804725"