Organophosphat

Tina Bürger Kann 17, 2016 O 27 0
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Ein Organophosphat oder Phosphatester ist die allgemeine Bezeichnung für Ester von Phosphorsäure. Viele der wichtigsten Biochemikalien Organophosphate, einschließlich DNA und RNA sowie viele Cofaktoren, die für das Leben sind. Organophosphate sind die Grundlage für viele Insektizide, Herbizide und Nervengifte. Die United States Environmental Protection Agency listet Organophosphate als sehr hoch akut toxisch für Bienen, Tierwelt, und Menschen. Neuere Studien deuten auf eine mögliche Verbindung zu nachteiligen Auswirkungen in der Neuropsychologische Entwicklung von Föten und Kinder, auch bei sehr geringer Exposition. Organophosphate sind weithin als Lösungsmittel, Weichmacher und EP-Additive eingesetzt.

Organophosphate sind weit verbreitet sowohl natürliche als auch synthetische Anwendungen wegen der Leichtigkeit, mit der organischen Gruppen können miteinander verbunden werden eingesetzt.

Die Phosphatester OH-Gruppen tragende sauer sind und teilweise in wässriger Lösung deprotoniert. Zum Beispiel DNA und RNA, sind Polymere des Typs n. Polyphosphate bilden auch Ester; Ein wichtiges Beispiel eines Esters eines Polyphosphat ATP, dem Monoester von Triphosphorsäure ist.

Alkohole können aus Phosphorsäureester durch Hydrolyse, der die Umkehrung der obigen Reaktionen ist abnehmbar. Aus diesem Grund, Phosphatester sind häufig Träger von organischen Gruppen in der Biosynthese.

Organophosphatschädlingsbekämpfungsmittel

In Gesundheit, Landwirtschaft, und die Regierung wird das Wort "Organophosphate" bezieht sich auf eine Gruppe von Insektiziden oder Nervengifte auf das Enzym Acetylcholinesterase zu handeln. Der Begriff wird häufig verwendet, um zu beschreiben, praktisch jede organische phosphorhaltige Verbindung, insbesondere bei der Behandlung neurotoxischer Substanzen. Viele der sogenannten Organophosphate enthalten CP Bindungen. Zum Beispiel ist Sarin O-isopropyl methylphosphonofluoridate, die sich formal von der phosphorigen Säure 2 abgeleitet ist) nicht Phosphorsäure 3). Auch viele Verbindungen, die Derivate der Phosphinsäure als neurotoxischen Organophosphate verwendet.

Organophosphatschädlingsbekämpfungsmittel irreversibel zu inaktivieren Acetylcholinesterase, die wesentlich für die Funktion der Nerven bei Insekten, Menschen und viele andere Tiere ist. Organophosphatschädlingsbekämpfungsmittel beeinflussen dieses Enzym auf vielfältige Weise, und damit in ihr Potenzial für die Vergiftung. Zum Beispiel, Parathion, einer der ersten OPs kommerzialisiert, um ein Vielfaches stärker als Malathion, ein Insektizid zur Bekämpfung der Mittelmeerfruchtfliege und West-Nil-Virus übertragenden Mücken eingesetzt.

Organophosphatschädlingsbekämpfungsmittel verschlechtern sich schnell durch Hydrolyse auf Exposition gegenüber Sonnenlicht, Luft und Boden, obwohl kleine Mengen können in Lebensmitteln und Trinkwasser festgestellt werden. Ihre Fähigkeit, sich zu zersetzen machte sie eine attraktive Alternative zu den anhaltenden Organochlorids Pestizide, wie DDT, Aldrin, Dieldrin und. Obwohl Organophosphate verschlechtern schneller als die Organochloriden, haben sie größere akute Toxizität, posiert Risiken für Menschen, die große Mengen ausgesetzt sein können.

Häufigsten verwendeten Organophosphate haben Parathion, Malathion, Methylparathion, Chlorpyrifos, Diazinon, Dichlorvos, Phosmet, Fenitrothion, Tetrachlorvinphos, Azamethiphos und Azinphos methyl enthalten. Malathion ist weit verbreitet in der Landwirtschaft, Wohn-Landschaftsbau, öffentlichen Erholungsgebieten, und in der öffentlichen Gesundheit Schädlingsbekämpfungsprogramme wie Moskitobekämpfung eingesetzt. In den USA ist es die am häufigsten verwendeten phosphororganischen Insektizid. Vierzig Organophosphat-Pestizide werden in den USA, mit mindestens £ 73.000.000 in der landwirtschaftlichen und Wohneinstellungen verwendet.

Sie sind von Bedeutung für Wissenschaftler und Regulierungsbehörden, weil sie durch irreversible Blockierung eines Enzyms, die entscheidend für die Funktion der Nerven in beiden Insekten und Menschen zu arbeiten. Selbst bei relativ niedrigen Niveaus kann Organophosphate gefährlichsten zur Gehirnentwicklung des Fötus und junge Kinder. Die EPA verboten esten Wohn Verwendungen Organophosphate im Jahr 2001, aber immer noch landwirtschaftlich auf Obst und Gemüse gesprüht werden. Sie werden auch verwendet, um Schädlinge wie Mücken in öffentlichen Räumen wie Parkanlagen zu steuern. Sie können über die Lunge oder die Haut oder durch den Verzehr von ihnen über die Nahrung aufgenommen werden.

Organophosphate als Nervengifte

Geschichte von Nervenkampfstoffen

Frühe Pioniere auf dem Gebiet gehören Jean Louis Lssaigne und Philippe de Clermont. Im Jahr 1932, deutscher Chemiker Willy Lange und sein Doktorand, Gerde von Krueger, zuerst beschrieben die cholinergen Nervensystem von Organophosphaten und stellt fest, ein Würgen und eine Verdunkelung des Sehens nach der Exposition. Diese Entdeckung später inspirierte deutsche Chemiker Gerhard Schrader bei der Firma IG Farben in den 1930er Jahren, um mit diesen Verbindungen als Insektizide experimentieren. Ihre mögliche Verwendung als chemische Kampfstoffe wurde bald deutlich, und die Nazi-Regierung auszuüben Schrader zuständig für die Entwicklung Organophosphat-Nervengase. Schrader Labor entdeckte die G Reihe von Waffen, die Sarin, Tabun, Soman und eingeschlossen. Die Nazis produziert große Mengen dieser Verbindungen, wenn auch nicht im Zweiten Weltkrieg zu benutzen. Britische Wissenschaftler experimentierten mit einer cholinergen Organophosphat ihrer eigenen, genannt Diisopropylfluorphosphat, während des Krieges. Die britische später produziert VX Nervengas, die ein Vielfaches stärker ist als der G-Serie, in den frühen 1950er Jahren, fast 20 Jahre nach hatten die Deutschen die G-Serie entdeckt wurde.

Nach dem Zweiten Weltkrieg gewonnen amerikanischen Unternehmen den Zugang zu einigen Informationen von Schrader Labor und begann Synthese Organophosphatschädlingsbekämpfungsmittel in großen Mengen. Parathion war einer der ersten in Verkehr gebracht, gefolgt von Malathion und Azinphosmethyl. Die Popularität dieser Insektizide erhöht, nachdem viele der Organochlorinsektizide wie DDT, Dieldrin, Heptachlor und wurden in den 1970er Jahren verboten.

Strukturmerkmale von Organophosphaten

Effektive Organophosphate haben die folgenden Strukturmerkmale:

  • Ein Terminal Sauerstoff zu Phosphor durch eine Doppelbindung verbunden ist, dh eine Phosphorylgruppe
  • Zwei lipophile Gruppen zu den Phosphor gebundenen
  • Eine Abgangsgruppe an den Phosphor gebunden ist, oft ein Halogenid

Endständigen Sauerstoff vs. endständigen Schwefel

Thiophosphoryl Verbindungen sind die mit dem P = S-Funktionalität, sind viel weniger toxisch als verwandte phosphoryl Derivate, die Sarin, VX und Tetraethylpyrophosphat enthalten. Thiophosphoryl Verbindungen nicht aktiv sind Inhibitoren der Acetylcholinesterase entweder in Säugetieren oder Insekten; bei Säugetieren, neigt Stoffwechsel lipophilen Seitengruppen von dem Phosphoratom zu entfernen, während bei Insekten es neigt dazu, die Verbindung, wodurch das Entfernen der endständigen Schwefel und mit einer terminalen Sauerstoff, der die Verbindung, um effizienter als ein Acetylcholinesterase-Inhibitor fungieren kann ersetzt sie oxidieren.

Feinabstimmung

Innerhalb dieser Anforderungen, eine große Anzahl von verschiedenen lipophilen und Abgangsgruppen verwendet wurden. Die Variation dieser Gruppen ist ein Mittel, die Feinabstimmung der Toxizität der Verbindung. Ein gutes Beispiel dieser Chemie sind die P-Thiocyanat-Verbindungen, die eine Arylgruppe und eine Alkylaminogruppe, wie die lipophilen Gruppen zu verwenden. Das Thiocyanat ist die Abgangsgruppe.

Es wurde in einer deutschen Patent daß die Umsetzung von 1,3,2,4-dithiadiphosphetan 2,4-disulfide mit Dialkyl Cyanamide gebildet Pflanzenschutzmittel, die sechsgliedrige Ringe enthalten ist. Es wurde in jüngster Zeit durch die Reaktion von 1,3,2,4-dithiadiphosphetan diferrocenyl 2,4-disulfid mit Dimethyl- Cyanamid, das in der Tat ein Gemisch aus mehreren verschiedenen phosphorhaltigen Verbindungen gebildet wird nachgewiesen. In Abhängigkeit von der Konzentration des dimethyl Cyanamid im Reaktionsgemisch entweder eine andere sechsgliedrigen Ringverbindung oder einem nonheterocylic Verbindung) als Hauptprodukt gebildet wird; die andere Verbindung als ein Nebenprodukt gebildet wird.

Zusätzlich sind geringe Spuren von anderen Verbindungen auch in der Reaktion gebildet. Es ist unwahrscheinlich, dass der Ringverbindung {oder sein Isomer} würde als Pflanzenschutzmittel zu wirken, aber) Verbindungen können als Nervengifte in Insekten zu handeln.

Organophosphatvergiftung

Viele Organophosphate sind starke Nervengifte, funktioniert durch die Hemmung der Wirkung von Acetylcholinesterase in Nervenzellen. Sie sind eine der häufigsten Ursachen von Vergiftungen weltweit, und werden häufig mit Absicht der Selbstmorde in landwirtschaftlichen Gebieten eingesetzt. Phosphororganische Pestizide können von allen Routen, einschließlich Einatmen, Verschlucken und Hautabsorption absorbiert werden. Ihre inhibitorische Wirkung auf die Acetylcholinesterase-Enzym haben zu einer pathologischen Überschuß von Acetylcholin im Körper. Ihre Toxizität ist nicht auf den akuten Phase beschränkt, und chronische Wirkungen haben lange festgestellt. Neurotransmitter wie Acetylcholin sind in der Entwicklung des Gehirns grundlegend wichtig, und viele Organophosphate haben neurotoxische Wirkungen auf die Entwicklung von Organismen, auch von einem niedrigen Niveau der Exposition. Andere Organophosphate sind nicht toxisch, aber ihre Hauptmetaboliten, wie zum Beispiel ihre oxons sind. Behandlung umfasst sowohl eine Pralidoxim Bindemittel und ein Anticholinergika wie Atropin.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Chronische Toxizität

Längerer oder wiederholter Exposition gegenüber Organophosphaten können in den gleichen Wirkungen wie akute Exposition einschließlich der verzögerten Symptome führen. Sonstige Auswirkungen bei Arbeitnehmern immer wieder ausgesetzt gemeldet umfassen Speicher beeinträchtigt und Konzentration, Desorientiertheit, schwere Depressionen, Reizbarkeit, Verwirrung, Kopfschmerz, Sprachschwierigkeiten, verzögerte Reaktionszeiten, Albträume, Schlafwandeln und Benommenheit oder Schlaflosigkeit. Eine Influenza-ähnlichen Zustand mit Kopfschmerzen, Übelkeit, Schwäche, Appetitlosigkeit, Unwohlsein und wurde ebenfalls berichtet.

Niedrige Belastung

Selbst bei relativ niedrigen Niveau Organophosphate können gefährlich für die menschliche Gesundheit. Die Pflanzenschutzmittel wirken auf eine Reihe von Chemikalien im Gehirn eng mit denen in ADHS beteiligt Zusammenhang damit Föten und Kleinkindern, in denen die Entwicklung des Gehirns hängt von einer strengen Abfolge von biologischen Ereignissen, kann die meisten in Gefahr sein. Sie können über die Lunge oder die Haut oder durch den Verzehr von ihnen über die Nahrung aufgenommen werden. Laut einem Bericht von 2008 von dem US-Landwirtschaftsministerium, in einer repräsentativen Stichprobe von Produkten von der Agentur geprüft, 28 Prozent der gefrorene Blaubeeren, 20 Prozent der Sellerie, 27 Prozent der grüne Bohnen, 17 Prozent der Pfirsiche, 8 Prozent der Brokkoli und 25 Prozent der Erdbeeren enthalten Spuren von Organophosphat.

Die United States Environmental Protection Agency listet die Organophosphat Parathion als mögliches menschliches Karzinogen.

Eine Studie von 2007 verknüpft die Organophosphat-Insektizid Chlorpyrifos, die auf einigen Obst und Gemüse verwendet wird, mit Verzögerungen bei der Lernraten, reduzierte körperliche Koordination und Verhaltensstörungen bei Kindern, vor allem ADHS.

Eine organische Diät ist eine Möglichkeit, um Zugang zu den Organophosphor-Pestiziden, die häufig in der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt werden, zu reduzieren. Organophosphat-Metaboliten Ebenen schnell abfallen und für einige Stoffwechselprodukte, werden in Kinder Urin nicht nachweisbar, wenn eine organische Diät verbraucht wird.

A 2010 Studie hat festgestellt, dass Organophosphat Belichtung wird mit einem erhöhten Risiko für die Alzheimer-Krankheit. Eine weitere Studie aus dem gleichen Jahr festgestellt, dass jeder 10-fachen Anstieg der Urinkonzentration von Organophosphat-Metaboliten wurde mit einem Anstieg um 55% auf 72% der Quote von ADHS bei Kindern assoziiert. Die Studie fand heraus, dass Organophosphat-Exposition ist mit einem erhöhten Risiko von ADHS bei Kindern assoziiert. Die Forscher analysierten die Niveaus von Organophosphat-Rückstände im Urin von mehr als 1.100 Kinder im Alter von 8 bis 15 Jahre alt, und festgestellt, dass diejenigen mit den höchsten Ebenen der Dialkylphosphaten, die die Abbauprodukte von Organophosphat-Pestizide sind, hatte auch die höchste Inzidenz von ADHS . Insgesamt fanden sie eine 35% ige Steigerung bei den Chancen der Entwicklung von ADHS mit jedem 10-fachen Anstieg der Harn-Konzentration der Rückstände von Schädlingsbekämpfungsmitteln. Der Effekt wurde auch am unteren Ende der Exposition gesehen: Kinder, die keine nachweisbare, überdurchschnittlich von Pestizidmetaboliten in ihrem Urin hatten, waren doppelt so häufig wie jene mit nicht nachweisbare Mengen um Symptome von ADHS zu erfassen.

Eine andere Studie 2010 festgestellt, dass Kinder, die Organophosphat-Pestiziden ausgesetzt waren, während noch im Mutterleib waren eher Aufmerksamkeitsstörungen Jahre später zu entwickeln. Die Forscher untersuchten die Kinder im Alter von 3,5 und 5 Jahre für die Symptome der Aufmerksamkeitsstörungen und ADHS mit mütterlichen Berichte des kindlichen Verhaltens, Leistung auf standardisierten Computertests und Verhaltens Bewertungen Prüfer. Jede Verzehnfachung der pränatalen Pestizidmetaboliten erhöht wurde, um mit fünf Mal die Chancen von Scoring hoch auf den computergestützten Tests im Alter von 5, was auf eine größere Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit ADHS verbunden. Die Wirkung schien stärker für Jungen als für Mädchen zu sein.

Eine 2012-Studie in Environmental Health Perspectives veröffentlicht festgestellt, dass die pränatale Exposition Organophosphat hatte einen signifikanten Einfluss auf das Geburtsgewicht und Gestationsalter. Eine 10-fache Steigerung der Organophosphate Konzentrationen in der Mutter war mit einem 0,5 Wochen Verringerung der Schwangerschaftsalter des Kindes und einem Geburtsgewicht von 151 Gramm Rückgang verbunden. "Ernährung und Heimpestizideinsatz als wichtige Expositionswege in nichtlandwirtschaftlichen Bevölkerung identifiziert worden", schrieb der Forscher, aber darauf hingewiesen, dass die Umstellung Kinder von konventioneller auf ökologische Ernährung für mehrere Tage reduzierte Ebenen in der Nähe oder unterhalb der Nachweisgrenze ", was darauf hindeutet, dass die Ernährung war die Hauptquelle der Exposition in dieser Studienpopulation. "

Vorschlag Beschränkungen

Nach Angaben der Nichtregierungsorganisation Pestizid Aktions-Netzwerk, ist die Organophosphat Parathion einer der gefährlichsten Pestizide. Allein in den USA haben mehr als 650 Landarbeiter seit 1966 vergiftet worden, von denen 100 starben. In unterentwickelten Ländern noch viel mehr Menschen haben tödlichen und nichttödlichen Vergiftungen erlitten. Die Weltgesundheitsorganisation, PAN und zahlreiche Umweltschutzorganisationen schlagen eine allgemeine und weltweite Verbot. Seine Verwendung verboten ist oder in 23 Ländern beschränkt und dessen Einfuhr illegal ist in insgesamt 50 Ländern. Sein Einsatz wurde in den USA im Jahr 2000 verboten, und es hat nicht seit 2003 verwendet worden.

Anders als für die Landwirtschaft hat die Organophosphat Diazinon in den USA landwirtschaftlich verboten, wurden mehr als eine Million Pfund Diazinon in Kalifornien verwendet, um landwirtschaftliche Schädlinge im Jahr 2000. Die Gebiete und Kulturen, auf dem Diazinon sind am stärksten angewendet steuern, sind strukturelle Schädlingsbekämpfung , Mandeln, Kopfsalat, Blattsalat und Pflaumen.

Im Mai 2006 wurde die Umweltschutzbehörde überprüft die Verwendung der Organophosphat Dichlorvos und schlug seine anhaltende Verkauf trotz Sorgen über seine Sicherheit und erhebliche Anhaltspunkte dafür, es ist krebserregend und schädlich für das Gehirn und Nervensystem, besonders bei Kindern. Umweltschützer verlangen, dass die jüngste Entscheidung war das Produkt von Hinterzimmerabsprachen mit der Industrie und politischer Einflussnahme.

Im Jahr 2001 die EPA platziert neue Beschränkungen für die Verwendung des Organophosphate Phosmet und Azinphos-methyl, um den Schutz der Landarbeiter zu erhöhen. Die Ernte Verwendungen zu dieser Zeit als in vier Jahren schrittweise gemeldet enthalten die für Mandeln, Sauerkirschen, Baumwolle, Moosbeeren, Pfirsiche, Pistazien und Walnüsse. Die Pflanzen mit zeitlich begrenzte Registrierung enthalten Äpfel / Wildäpfel, Blaubeeren, süße Kirschen, Birnen, Kiefernsamenplantagen, Rosenkohl, Zuckerrohr Beeren, und die Verwendung von Azinphosmethyl von Kindergärten für die Quarantäneanforderungen. Die markierten Verwendungen Phosmet schließen Luzerne, Obstkulturen, Blaubeeren, Zitrusfrüchte, Trauben, Zierbäume und nicht tragende Obstbäume, Weihnachtsbäume und Nadelbäume, Kartoffeln und Erbsen. Azinphos-methyl in Europa seit 2006 verboten.

  Like 0   Dislike 0
Vorherige Artikel Sisir Kumar Das
Nächster Artikel Sattelsitz
Bemerkungen (0)
Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha