Związki fosforoorganiczne

Ogólna charakterystyka związków fosforoorganicznych

Związki fosforoorganiczne (FOS)

Pierwsze organiczne środki owadobójcze, pochodne kwasu fosforowego (metylodimetylotrimetylofosfiny), zostały zsyntetyzowane w 1846 r. Związki te nie zostały w pełni zbadane, ponieważ miały wyjątkowo wysoką toksyczność w stosunku do stałocieplnych i mogły zapalić się w powietrzu..

W 1905 roku B.A. Arbuzov i jego koledzy odkryli nowy sposób tworzenia organicznych związków fosforu o właściwościach pestycydowych.

Główne poszukiwania i badania związków fosforoorganicznych były ukierunkowane na środki walki chemicznej. Prace te zostały przeprowadzone w USA, Anglii i Niemczech. W 1940 r. Niemieccy naukowcy stworzyli stado, sarin, soman, jednocześnie otrzymując pewne substancje owadobójcze.

Związki fosforoorganiczne były ostatnio najbardziej rozpowszechnione w globalnym asortymencie pestycydów. Na ich podstawie stworzono ponad 200 różnych leków, które zastosowano jako środki owadobójcze, roztoczobójcze, nicieniobójcze, grzybobójcze, bakteriobójcze, chwastobójcze, regulatory wzrostu roślin i tym podobne..

Tak znaczny asortyment związków fosforoorganicznych (FOS) wiąże się z obecnością wielu pozytywnych właściwości w tej klasie w porównaniu do chloroorganicznych (MOS), które zastąpiły.

Związki fosforoorganiczne charakteryzuje się szeroką gamą działań pestycydowych. Wśród nich są substancje o krótkotrwałym działaniu kontaktowym, które są skuteczne przeciwko owadom ssącym i roślinożernym roztoczom. Druga grupa związki mają działanie ogólnoustrojowe, są w stanie szybko przeniknąć do rośliny i rozprzestrzeniać się w niej przez układ naczyniowy w różnych kierunkach. Trzecia grupa jednocześnie ma kontakt i działanie jelitowe i jest skuteczny przeciwko owadom za pomocą gryzącego aparatu jamy ustnej. To oddzielenie związków fosforoorganicznych jest uwarunkowane, ponieważ wiele związków jednocześnie charakteryzuje się kontaktem i działaniem ogólnoustrojowym, inne - kontaktem i kontaktem-jelitem.

Pestycydy fosforoorganiczne od dawna są szeroko stosowane w celu ochrony przed szkodnikami. Z historycznego punktu widzenia był to znaczący krok w rozwoju chemicznej metody ochrony roślin.

Z czasem leki o ujemnych wskaźnikach zostały zakazane w rolnictwie. Główną zaletą związków fosforoorganicznych jest ich stosunkowo niska stabilność środowiskowa..

Kontaktowe związki fosforoorganiczne mogą pozostawać na powierzchni leczonych przedmiotów i niszczyć szkodniki tylko w bezpośrednim kontakcie z lekiem. Znaczna liczba pestycydów z tej grupy jest w stanie przeniknąć przez liście leczonych roślin, ale penetracja ta jest ograniczona do naskórka lub górnych warstw komórek miąższowych, a dystrybucja substancji czynnych przez układ naczyniowy nie występuje (quasi-układowy sposób działania).

Ogólnoustrojowe związki fosforoorganiczne, po nałożeniu na narządy wegetatywne roślin, mogą przenikać przez liście, a po wprowadzeniu do gleby są wchłaniane przez system korzeniowy i naczyniowy i rozprzestrzeniają się po całej roślinie. Za pomocą leków ogólnoustrojowych można skutecznie niszczyć ssanie i szkodniki żyjące „potajemnie” - ukryte.

Leki ogólnoustrojowe mają dłuższy efekt ochronny niż leki kontaktowe. Ze względu na obecność w roślinie nadają jej właściwości toksyczne i chronią przed larwami ukrytych szkodników i owadów migrujących z sąsiednich obszarów. Specyficzną cechą toksycznego działania układowych związków fosforoorganicznych jest ich zdolność, pod wpływem enzymów, do przekształcania się w nowe związki o wyższej aktywności pestycydowej, co decyduje o ich wysokiej skuteczności biologicznej.

Pierwszym ogólnoustrojowym środkiem owadobójczym stosowanym przeciwko mszycom kapuścianym był Shradan.

Mechanizm działania pestycydowego związków fosforoorganicznych opiera się na zdolności do hamowania enzymów esterazy, w szczególności cholinoesterazy, która jest ważna w organizmach szkodliwych i ciepłokrwistych. Związki fosforoorganiczne działają na cholinoesterazę, która hydrolizuje acetylocholinę, która powstaje na końcach nerwowo-mięśniowych podczas przekazywania impulsów do ruchu ciała. Spadek aktywności cholinoesterazy i gromadzenie się acetylocholiny we krwi charakteryzuje zatrucie organizmu.

W przypadku braku cholinoesterazy acetylocholina gromadzi się w ciele owadów, ciepłokrwistych i zaburza reakcje mięśniowe narządów, powodując znaczne uszkodzenia i całkowitą śmierć ciała. Hydroliza cholinoesterazy w organizmie jest bardzo powolna. Odporność fosforylowanej cholinoesterazy na hydrolizę zależy od charakteru grup alkoksylowych związanych z fosforem. Hydroliza zachodzi szybciej w przypadku hamowania cholinoesterazy przez estry dimetylowe kwasu fosforowego (DME), znacznie trudniejsza - po ekspozycji na estry dietylodiizoprilu i nieodwracalnie hamuje cholinoesterazę.

Proces hamowania cholinoesterazy odgrywa ważną rolę w mechanizmie działania związków fosforoorganicznych, czego nie można wyjaśnić jedynie właściwościami antycholinesterazy. W organizmie mogą istnieć inne układy biochemiczne wrażliwe na związki fosforoorganiczne, których wiązanie lub naruszenie stanowi podstawę zatrucia, ale których nie można wyjaśnić w teorii antycholinesterazy.

W mechanizmie selektywnej toksyczności związków fosforoorganicznych bardzo ważne są procesy detoksykacji. Najbardziej obiecujące są pestycydy fosforoorganiczne, które w procesie detoksykacji tworzą nietoksyczne metabolity w organizmie ssaków i ludzi. W badaniach toksykologicznych zidentyfikowano leki o niskiej toksyczności i wystarczającym działaniu owadobójczym i roztoczobójczym. Paraliżujące działanie związków fosforoorganicznych spowodowane nie antycholinesterazą, ale innymi właściwościami, które nie zostały jeszcze zbadane.

Znaczące zmiany w stosunku do związków fosforoorganicznych zostały wykryte przez układ sercowo-naczyniowy. Wadami FOS są ich wysoka toksyczność ostra dla ludzi i zwierząt, a także szybkie tworzenie odpornych populacji szkodników przy ich systematycznym stosowaniu.

Więcej pestycydów przenika do organizmu człowieka ze środowiska wraz z pożywieniem, zwłaszcza pochodzenia roślinnego. Można je przechowywać w ilościach przekraczających maksymalne dopuszczalne poziomy (NDP) przez kilka miesięcy. Na Ukrainie zabronione jest stosowanie leków należących do pierwszej grupy klasyfikacji higienicznej: tiofos, metyloetylotiofos, merkap, tofos, średnio toksyczne - metafos, DDVF, ftalofos, cidial, chlorofos, trichlorometafaf-3, nitrofos metylu, karbofos, a także leki o niskiej toksyczności - Sayfos, bromofos, Gardone i inne.

Związki fosforoorganiczne na ogół nie mają miejscowego działania drażniącego. Ta funkcja zwiększa ryzyko zatrucia, gdy dostaną się na skórę, a także podczas przenikania przez nienaruszoną skórę w postaci pary.

Wejście przez nienaruszoną skórę następuje z powodu dobrej rozpuszczalności w tłuszczach i substancjach tłuszczowych. Dlatego podczas pracy z pestycydami z tej grupy nie zaleca się spożywania tłuszczów podczas jedzenia.