IPTBO
|
|
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Preferowana nazwa IUPAC
4-(propan-2-ylo)-2,6,7-trioksa-1λ 5 -fosfabicyklo[2.2.2]oktan-1-on |
|
| Inne nazwy 4-izopropylobicyklofosforan
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| C7H13O4P _ _ _ _ _ _ | |
| Masa cząsteczkowa | 192,151 g·mol -1 |
| Zagrożenia | |
| Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP): | |
|
Główne zagrożenia
|
Niezwykle toksyczny |
| Śmiertelna dawka lub stężenie (LD, LC): | |
|
LD 50 ( mediana dawki )
|
180 μg/kg (myszy) |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
IPTBO ( izopropylobicyklofosforan , także IPPO ) jest bicyklicznym fosforanem wywołującym drgawki . Jest to niezwykle silny antagonista receptora GABA , który może powodować gwałtowne drgawki u myszy.
IPTBO należy do grupy wysoce toksycznych fosforanów bicyklicznych. Ogólnie rzecz biorąc, bicykliczne fosforany zakłócają przepływ jonów chlorkowych przez receptory GABA, powodując OUN i śmiertelne drgawki w ciągu kilku minut. IPTBO ma takie efekty po wstrzyknięciu, wdychaniu lub połknięciu i jest jednym z bardziej toksycznych typów tego antagonisty.
Odkrycie
Pochodne IPTBO są wykorzystywane w badaniach spektroskopowych oraz jako uniepalniacze, stabilizatory żywicy winylowej i przeciwutleniacze (ze względu na ich zdolność do przerywania reakcji utleniania). Wcześniej był również używany jako smar do silników samolotów i przyczyniał się do „ zespołu aerotoksycznego ”.
Ogólnie rzecz biorąc, toksyczne estry fosforu są stosowane jako środki owadobójcze lub broń chemiczna (taka jak DFP ), ale w przeciwieństwie do większości estrów fosforu, IPTBO nie hamuje acetylocholinoesterazy , mimo że jest wysoce toksyczny jak podobne estry fosforu. IPTBO i inne podobne związki są pochodnymi 2,6,7-trioksa-fosfabicyklo[2,2,2]oktanu, przy czym najbardziej toksyczne mają podstawione cztery grupy alkilowe. Znaczenie tego związku jest nadal przedmiotem badań, a podobieństwo strukturalne tego związku do 3',5'-monofosforanu adenozyny (tj. jest przedmiotem zainteresowania badań.
Synteza
IPTBO można syntetyzować wieloma ścieżkami reakcji. Wszystkie drogi syntezy są opisane jako rozpoczynające się od triolu izopropylowego (grupa izopropylowa z trzema grupami hydroksylowymi przyłączonymi do łodygi) i dodania odczynnika fosforowego, który musi być „w klatce”, tj. otoczony cząsteczkami tlenu. W tym konkretnym eksperymencie zbadano chemiczne markery atrybucji dla różnych metod przygotowania IPTBO. Niezliczone sposoby wytwarzania IPTBO prowadzą również do wytwarzania wielu różnych produktów ubocznych, z których niektóre mogą zawierać zanieczyszczenia lub produkty degradacji. Znane współczynniki atrybucji można wykorzystać do oznaczenia odzyskanej substancji metodą produkcji, co może być pomocne w badaniach kryminalistycznych. Istnieje 5 podstawowych metod produkcji IPTBO. Wszystkie zaczynają się od grupy triolowej, ale różnią się związkami zawierającymi fosfor.
Funkcje i mechanizm
Główną funkcją IPTBO jest blokowanie przedostawania się jonów chlorkowych do kanałów jonowych znajdujących się w receptorze GABA, zasadniczo uniemożliwiając mu prawidłowe działanie jako inhibitora w móżdżku. Dogłębnie, normalny mechanizm wiązania GABA zależy od jonów chlorkowych, przy czym jony chlorkowe stymulują wiązanie H-flunitrazepamu z miejscem receptorowym, powodując dostępność większej liczby miejsc wiązania na GABA. IPTBO przeciwdziała temu efektowi, blokując kanały chlorkowe, a tym samym utrudnia wiązanie H-flunitrazepamu z GABA.
W szczególności IPTBO zakłóca działanie receptora GABA A. Receptor ten jest aktywowany przez GABA i działa jako główny neuroprzekaźnik hamujący w ośrodkowym układzie nerwowym. Po aktywacji poprzez związanie GABA z receptorem, jony chlorkowe są przenoszone przez pory receptora. Gdy ładunek wewnętrzny jest poniżej potencjału spoczynkowego, jony chlorkowe napływają, a powyżej potencjału spoczynkowego jony chlorkowe wypływają. Zatrzymuje to gromadzenie się ładunku wewnętrznego niezbędnego do neuroprzekaźnictwa, a tym samym powoduje hamujący wpływ na układ nerwowy poprzez blokowanie potencjałów czynnościowych.
IPTBO jest zarówno środkiem konwulsyjnym, jak i pobudzającym, zasadniczo powodując przeciążenie sygnałów chemicznych w mózgu i nadmierne pobudzenie neuronów. Ponieważ IPTBO powoduje niezwykle duże ilości nadmiernego pobudzenia w neuronach, GABA nie jest już w stanie zatrzymać gromadzenia się ładunku wewnętrznego, a tym samym wywołuje konwulsje. IPTBO dodatkowo działa jako niekonkurencyjny antagonista GABA, który nie wiąże się z miejscem receptorowym dla GABA, a zamiast tego zakłóca przepływ jonów chlorkowych w kanale fizycznym receptora, czyniąc go antagonistą allosterycznym. IPTBO zakłóca przepływ jonów chlorkowych z kanału, powodując gromadzenie się ładunku i zakłócenia sygnału, a także powodując przewzbudzenie w neuronach. Zarówno przewzbudzenie, jak i hamowanie jonów chlorkowych w neuronie wywołują drgawki.
Funkcja IPTBO jest związana z dwiema substancjami: cyklicznym AMP i cyklicznym GMP . Są pochodnymi ATP i GTP , odpowiednio, które działają jako środki do transdukcji sygnału wewnątrzkomórkowego. Poprzez testowanie różnych dawek IPTBO na myszach, naukowcy byli w stanie zbadać odpowiedni wpływ na poziomy AMP i GMP. Poziomy GMP dla wszystkich dawek były stosunkowo podobne. Wzrastały one po podaniu dawki, ale każda dawka dawała skok o podobnej wielkości. Poziomy AMP obniżyły się od normy po dawce 0,06 mikrograma, a następnie wzrosły dla wszystkich większych dawek. AMP i GMP są zarówno drugorzędnymi przekaźnikami, jak i wewnątrzkomórkowymi cząsteczkami sygnałowymi wywołanymi przez zewnątrzkomórkowe interakcje z AMP regulującymi funkcję kanałów jonowych, takich jak kanał jonów chlorkowych w receptorze GABA. AMP reguluje również HCN (kanał rozrusznika serca) w mózgu i sercu. HCN może kontrolować reakcję neuronów na aktywność synaptyczną i przenosić impulsy dla funkcji motorycznych (istnieją dowody na to, że kanały HCN mogą mieć wpływ na epilepsję, inne zaburzenie drgawkowe).