Dinoseb
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Preferowana nazwa IUPAC
2-(Butan-2-ylo)-4,6-dinitrofenol |
|
| Inne nazwy 2-( sec -Butylo)-4,6-dinitrofenol
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| CHEBI | |
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.001.692 |
| KEGG | |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| UNII | |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| C10H12N2O5 _ _ _ _ _ _ _ | |
| Masa cząsteczkowa | 240,215 g·mol -1 |
| Gęstość | 1,35 g/cm 3 |
| Temperatura topnienia | 38–42 ° C (100–108 ° F; 311–315 K) |
| Kwasowość ( p Ka ) | 4.4 |
| Zagrożenia | |
| Oznakowanie GHS : | |
   
|
|
| Niebezpieczeństwo | |
| H300 , H311 , H315 , H317 , H318 , H360 , H410 | |
| P201 , P273 , P280 , P302+P352 , P305+P351+P338 , P310 | |
| Karta charakterystyki (SDS) | |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Dinoseb to popularna nazwa branżowa 6-sec-butylo-2,4-dinitrofenolu, herbicydu z rodziny dinitrofenoli . Jest to krystaliczne pomarańczowe ciało stałe, które nie rozpuszcza się łatwo w wodzie. Dinoseb jest zakazany jako herbicyd w Unii Europejskiej (UE) i Stanach Zjednoczonych ze względu na jego toksyczność.
Znajduje również zastosowanie jako inhibitor polimeryzacji , gdzie jest często określany jako DNBP. Jest stosowany w celu zapobiegania indukowanej termicznie polimeryzacji styrenu i innych nienasyconych monomerów podczas ich oczyszczania przez destylację.
Historia
W 1892 r. w Niemczech odkryto dinitro- orto -krezol (2,4-dinitro-6-metylofenol), związek chemiczny blisko spokrewniony z dinosebem, który po raz pierwszy zastosowano jako środek owadobójczy . Później był również używany jako herbicyd, a po odkryciu tych właściwości również jako środek grzybobójczy . W 1945 r. grupę orto -metylową zastąpiono grupą sec -butylową, tworząc dinoseb. Związek ten miał lepszą aktywność kontaktową i żołądkową wobec owadów i roztoczy. Dinoseb stał się dostępny na rynku w 1945 roku i został dopuszczony do użytku w Stanach Zjednoczonych na podstawie danych bezpieczeństwa z Industrial Bio-Test Laboratories. 13 stycznia 1984 roku duński statek Dana Optima stracił 80 beczek Dinoseb podczas podróży z North Shields w Anglii do Esbjerg w Danii. Po czterech miesiącach odnaleziono i odzyskano 72 bębny. Dinoseb został wycofany z rynku w 1986 roku ze względu na zwiększone zagrożenie wadami wrodzonymi po narażeniu kobiet pracujących w terenie na działanie tej substancji chemicznej. Może również powodować bezpłodność u mężczyzn narażonych na działanie substancji chemicznej.
Używa
Dinoseb to herbicyd, który był kiedyś szeroko stosowany do zwalczania chwastów podczas produkcji roślin takich jak soja, warzywa, owoce i orzechy lub owoce cytrusowe. Obecnie dinoseb jest zakazany w UE i Stanach Zjednoczonych ze względu na jego wysoką toksyczność. Jednak dinoseb jest nadal używany na przykład w Chinach; o czym świadczy fakt, że występuje w wodzie deszczowej i pitnej. Obecnie można stosować inne, bezpieczniejsze herbicydy. Dinoseb był również używany jako środek owadobójczy do ochrony winogron. W Internecie dinoseb i inne dinitrofenole są kupowane jako pigułki odchudzające. Jest to jednak bardzo niebezpieczne i wiele osób zmarło w wyniku przypadkowego przedawkowania.
Mechanizm akcji
Dinoseb jest środkiem rozprzęgającym fosforylację oksydacyjną . Jest słabym kwasem, który może przechodzić przez błony lipidowe, gdy jest w formie niezdysocjowanej.
Wykorzystuje tę właściwość do transportu protonów przez wewnętrzną błonę mitochondrialną (IMM). Protony są pobierane z przestrzeni międzybłonowej i po transporcie przez IMM są ponownie uwalniane w macierzy mitochondrialnej . Dinoseb w postaci zdysocjowanej jest naładowany ujemnie, co powoduje jego przemieszczanie się do przestrzeni międzybłonowej z powodu gradientu elektrochemicznego występującego w IMM. Ujemny ładunek jest przenoszony na pierścień, zwiększając przepuszczalność błony anionu.
Obniżając gradient protonów, dinoseb usuwa zdolność komórki do wytwarzania ATP, co prowadzi do śmierci komórki.
Dinoseb jest również słabym inhibitorem mitochondrialnego kompleksu III i kompleksu II łańcucha oddechowego.
U roślin dinoseb hamuje również fotosyntezę poprzez hamowanie przepływu elektronów z fotokompleksu II do plastochinonu . W rezultacie plastochinon nie może wytworzyć gradientu protonów, a syntaza ATP nie wytwarza ATP . Ponadto NADP nie może zostać zredukowany do postaci NADPH, co eliminuje zdolność tworzenia glukozy z dwutlenku węgla . Prowadzi to również do śmierci komórki.
Metabolizm i biotransformacja
Po doustnym podaniu dinosebu znakowanego 14 C szczurom i myszom okazało się, że 40 do 65% 14 C było wydalane z moczem, a 30 do 40% trafiało do kału. Dane TLC wykazały obecność różnych metabolitów dinosebu, chociaż nie zostały one zidentyfikowane. Odkrycie to zostało potwierdzone w różnych badaniach in vitro i in vivo.
Podczas jednego badania ciężarnym myszom podano 14C-dinoseb . Dane wykazały, że szybkość wchłaniania po podaniu dootrzewnowym była znacznie wyższa niż po podaniu doustnym. Ponadto cząsteczki zawierające 14 C znaleziono we wszystkich tkankach matki i zarodka, chociaż tkanki zarodka zawierały niższe stężenie.
Trzy godziny po podaniu doustnym lub dootrzewnowym 14 C w nerkach i wątrobie matki wynosiło około 50% dinosebu i 50% metabolitów. Jednak 14 C w nerkach i wątrobie zarodka wynosiło 85% dinoseb po podaniu doustnym i 57% po podaniu dootrzewnowym.
Toksyczność
Dinoseb jest wysoce toksyczny przy połknięciu , wdychaniu lub w kontakcie ze skórą. Objawy obejmują zmęczenie, pocenie się, bóle głowy, nudności, bóle brzucha i gorączkę. Działa również drażniąco na oczy. Kontakt ze skórą powoduje oparzenia i żółknięcie. Dla kobiet w ciąży substancja ta jest szczególnie niebezpieczna, ponieważ może powodować wady wzrostu u nienarodzonych dzieci (działa teratogennie ).
Dinoseb zakłóca fosforylację oksydacyjną , działając jako środek rozprzęgający , czyli wytwarzanie ATP w mitochondriach . Odbywa się to poprzez uczynienie wewnętrznej błony mitochondriów bardziej przepuszczalną dla protonów. Protony mogą łatwiej powrócić do macierzy mitochondrialnej, co skutkuje mniejszą różnicą w stężeniu protonów po obu stronach wewnętrznej błony mitochondrialnej. Innymi słowy: gradient protonów jest niższy, więc potencjał błony będzie niższy. Ponieważ potencjał błonowy jest siłą napędową produkcji ATP, komórka nie jest w stanie wytwarzać energii.
Ekspozycja na dinoseb indukuje również uwalnianie wapnia za pośrednictwem ER, co powoduje zwiększenie wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia. Następnie następuje aktywacja kaspazy , która jest proteazą biorącą udział w apoptozie komórek . Komórki, które przeżyły, mają wzrost alfa-synukleiny , co prowadzi do neurodegeneracji dopaminergicznej .
Dinoseb może przenikać przez błony biologiczne, takie jak bariera krew-mózg i bariera łożyskowa . To wyjaśnia, dlaczego dinoseb jest szczególnie niebezpieczny dla kobiet w ciąży. Jeśli związek może przejść przez barierę łożyskową, nienarodzone dziecko będzie narażone na dinoseb poprzez krew matki.
Doustne wartości LD50 . dinosebu wahają się od 14 do 114 mg/kg u szczurów, myszy, królików i świnek morskich Dla ludzi jest to 5-50 mg/kg.
Wpływ na zwierzęta
Dinoseb jest związkiem toksycznym nie tylko dla ludzi, ale także dla zwierząt, takich jak szczury, ryby i ptaki.
Szczury: Dinoseb powoduje ostrą toksyczność u szczurów po podaniu pojedynczej dawki po około czternastu dniach. Około 50% szczurów umiera, gdy podaje się im doustnie 25-28 mg/kg dinoseb. Potrzeba znacznie więcej, gdy szczury są narażone na dinoseb przez skórę. W tym przypadku 50% umiera, gdy szczury są narażone na działanie 80 mg/kg. Kiedy dinoseb zostanie wstrzyknięty, dawka 20 mg/kg spowoduje śmierć 50% szczurów. Okazało się jednak, że również u szczurów dinoseb był w stanie przenikać przez łożysko i dlatego powodował działanie embriotoksyczne i teratogenne .
Ryby: Dinoseb jest również wysoce toksyczny dla ryb, ponieważ ryby są w stanie bardzo szybko wchłonąć dinoseb. W przypadku małych ryb, takich jak złote rybki, wystarczy zaledwie 0,4 ppm, aby zabić wszystkie ryby w wodzie. Kiedy ryba żyje w kwaśnym środowisku wodnym, dinoseb jest bardziej toksyczny niż wtedy, gdy ryba żyje w neutralnym lub alkalicznym środowisku wodnym. To dlatego, że dinoseb jest lekko kwaśny.
Ptaki: Stwierdzono, że dinoseb był również silnie toksyczny dla ptaków. Po podaniu ptakom pojedynczej dawki 7–9 mg/kg około 50% ptaków umiera. Większość ptaków jest narażona na dinoseb poprzez małe strumienie wody.
Badania wykazały również, że dinoseb jest rakotwórczy dla samic myszy, ale nie dla samców myszy.
Pierwsza pomoc
Obecnie dinoseb jest zakazany w wielu miejscach na świecie ze względu na dużą liczbę wad wrodzonych. Z powodu tego zakazu niewiele osób jest już narażonych na dinoseb. Ale kiedy ktoś jest narażony, można zrobić kilka rzeczy w ramach pierwszej pomocy. Ofiara może być narażona na cztery sposoby: przez wdychanie, skórę, oczy, połknięcie. Oto środki pierwszej pomocy dla czterech sposobów narażenia:
Wdychanie: Poszkodowany powinien zaczerpnąć świeżego powietrza. W razie potrzeby poszkodowanemu można podać tlen i wspomagać wentylację. Skurcz oskrzeli można leczyć agonistami beta2 i kortykosteroidami w aerozolu.
Skóra: Zanieczyszczoną odzież i biżuterię należy zdjąć z ciała ofiary. Skórę, włosy i paznokcie ofiary należy kilkakrotnie dokładnie umyć mydłem.
Oczy: Oczy poszkodowanego należy natychmiast przemyć bieżącą wodą. Jest to potrzebne przez co najmniej 20 minut. Soczewki kontaktowe należy usunąć, jeśli to możliwe.
Spożycie: Najpierw należy przepłukać usta ofiary. Poszkodowanemu należy podać węgiel drzewny w postaci zawiesiny (240 ml wody/30 g węgla drzewnego). Jest to możliwe tylko wtedy, gdy ofiara jest przytomna.
We wszystkich czterech przypadkach ofiara powinna zgłosić się do lekarza.
Chemia
Synteza
Pierwszym etapem syntezy dinosebu jest synteza 2-(1-metylopropylo)fenolu z 1-butenu i fenolu . Najpierw 1-buten jest protonowany, tak że powstaje wtórna karbokation . Może się to zdarzyć tylko w kwaśnych warunkach. Powstały karbokation może ulegać elektrofilowej podstawieniu aromatycznemu fenolem . Produktem tej reakcji jest 2-(1-metylopropylo)fenol.
Drugim etapem syntezy dinosebu jest nitrowanie 2-(1-metylopropylo)fenolu. Po pierwsze, jon nitroniowy powstaje z kwasu azotowego i kwasu siarkowego .
2-(1-metylopropylo)fenol wiąże jon nitroniowy, tworząc jon arenu , który ma trzy struktury rezonansowe . Woda może odszczepić dodatkowy proton, tworząc związek obojętny.
Produkt tej reakcji można poddać drugiemu nitrowaniu , tworząc dinoseb.
Stereoizomeria
Dinoseb jest racemiczną mieszaniną dwóch enancjomerów .
|
Dinoseb (2 stereoizomery) |
|
|---|---|
-Dinoseb_V1.svg) ( S )-konfiguracja |
-Dinoseb_V1.svg) ( R )-konfiguracja |