Интоксикации пестицидами, содержащими производные карбаминовой кислоты

Карбаматы | справочник Пестициды.ru

Интоксикации пестицидами, содержащими производные карбаминовой кислоты

В свободном состоянии карбаминовая кислота не существует – это амид угольной кислоты.[12]

История

Биологическая активность карбаматов была обнаружена в 1923 году. Тогда впервые была описана структура физостигмина (physostigmine) или алкалоида Эзерина (alkaloid eserine), который содержится в зернах Калабарских бобов.

Аналоги физостигмина были синтезированы в 1929 году и сегодня известно более тысячи производных карбаминовой кислоты. Около 50 из них широко используются как инсектициды, фунгициды, гербициды и нематоциды.

Первые производные карбаминовой кислоты, которые имеют свойства инсектицида были синтезированы в 1947 году.[16] До начала 80-х годов производство карбаматных инсектицидов постоянно увеличивалось, но уже через 15-20 лет их популярность пошла на убыль. Кроме того, в результате катастрофы в г.

Бхопал (Индия), приведшей к большим человеческим жертвам, на многих заводах мира было приостановлено производство карбаматов, промежуточным продуктом получения которых является взрывоопасное соединение метилизоцианат.[11]

Из-за высокой токсичности веществ, связанной с инсектицидной активностью, многие карбаматы сегодня запрещены к применению.

Одним из возможных выходов из этого положения является разработка так называемых пропестицидов, которые при попадании в биологический объект образуют метаболиты с более высокой, чем исходное соединение, физиологической активностью.

Пропестициды – вещества со сравнительно низкой активностью, иногда порядка на два меньше, чем конечный карбамат, и это в какой-то степени решает проблему их применения.[11]

Первым из продуктов данного типа был разработанный фирмой ФМСи (США) карбосульфан (торговые названия эдвентидж, маршал).

Он разлагается в почве с образованием карбофурана и, по всей вероятности, именно карбофуран в конечном итоге воздействует на насекомых, тем более, что спектр инсектицидной активности у обоих продуктов приблизительно одинаков. Сам же карбосульфан в 10 раз менее токсичен, чем карбофуран.[11]

Механизм действия

карбаматных инсектицидов на членистоногих заключается в блокирующем действии на функции нервно-мышечной системы (они угнетают ацетилхолинэстеразу (АХЭ) нервной системы).[2] АХЭ способствует гидролизу нейротрансмиттерного ацетилхолина (АХ) в холин и уксусную кислоту.[5]

АХ является синаптическим медиатром нервных импульсов в нервной системе млекопитающих и насекомых, действуя:

  • В качестве нейротрансмиттера в мозговой ткани млекопитающих и центральной нервной системе насекомых;
  • В качестве преганглионарного нейротрансмиттера в вегетативной нервной системе млекопитающих;
  • В постганглионарных нервных окончаниях вегетативной нервной системы;
  • На уровне нервно-мышечного соединения клетки.[5]

Для выявления механизма токсического действия необходимо изучение процессов, происходящих в нервно-мышечных связках.

При иннервации мышцы, как показано на схеме, нервный импульс, продвигаясь по направлению к нейрону, достигает нервного окончания, где АХ, накапливающийся в везикулах нервных окончаний, освобождается и попадает в связку. В течение 2-3 мс АХ ударяется о рецептор со стороны мышцы.[5] Затем АХЭ в процессе гидролиза превращает АХ в холин и уксусную кислоту, что вызывает снижение уровня АХ и прекращение мышечного сокращения. При ингибировании АХЭ эфиром карбамата гидролиза АХ не происходит. Таким образом, концентрация АХ остается высокой в связках, вызывая непрекращающуюся стимуляцию мышц, приводящую к крайнему истощению и тетании.[5]

Происходит накопление ацетилхолина и нарушение нормального прохождения нервных импульсов к мышечным системам. Они становятся частыми, самопроизвольными, возникают судороги, паралич и гибель насекомых.[2]

В сельском хозяйстве

. Инсектициды, производные карбаминовой кислоты, хотя и характеризуются широким спектром инсектицидной активности и длительным защитным действием, имеют ограниченное применение в связи с высокой токсичностью для теплокровных животных и человека (первый и третий класс опасности).

В защите растений они играют особую роль, поскольку способны поступать в растения из почвы и обработанных семян, хорошо передвигаться в надземные органы и длительно (6-10 недель) защищать всходы, пока растения не окрепнут и повреждения их насекомыми будут не столь губительны.

В современном ассортименте пестицидов практически нет других препаратов, которые могли бы обеспечить такую же надежную защиту всходов растений от почвообитающих и наземных насекомых, как препараты на основе карбофурана.

[15] Их разрешено применять только для обработки семян на специальных установках с использованием современных промышленных форм.[10]

В практике медицинской дезинсекции

зарегистрированные препараты на основе пропоксура и бендиокарба применяются в борьбе с синантропными насекомыми.

Некоторые карбаматы, в частности, пропамокарб гидрохлорид, обладает фунгистатическим действием на споры многих почвенных грибов. Вещество проникает через корневую систему и, частично сорбируясь листьями, перемещается в акропетальном направлении.[4]

Помимо этого препараты на основе пропамокарба гидрохлорида положительно влияют на микробную колонизацию и ростовые процессы рассады огурцов. Стимулируют развитие корней и надземной части растений.[1]

Устойчивые виды

. Пропамокарб гидрохлорид избирателен в отношении фикомицетов таких родов как Aphanomyces, Peronospora, Bremia, Pseudoperonospora, Phytophthora, Pythiumspp.[6]

Фитотоксичность

. Пропамокарб гидрохлорид не фитотоксичен, но некоторые сорта обрабатываемых культур могут проявлять чувствительность.[6]

Из карбаматов к гербицидам относятся главным образом производные тиокарбаминовой кислоты.[13]

Общими для карбаматов является их высокая летучесть и быстрая потеря активности в результате испарения с поверхности влажной почвы и с надземных органов растений. При внесении в сухую почву гербициды удерживаются за счет сорбции.

При увлажнении вода вытесняет сорбированные молекулы с поверхности почвенных коллоидов. Они переходят в почвенный раствор и могут оказывать действие на прорастающие семена, но могут и вымываться просачивающейся водой.

Однако при среднем количестве осадков препараты, относительно устойчивые к вымыванию, остаются в верхнем 0-5-сантиметровом слое.[9]

Симптомы отравления

. Отравление карбаматами проявляется в виде интоксикации с характерными холинергическими симптомами, вызванными угнетением ферментной активности ацетилхолинэстеразы (АХЭ), симптом отравления могут быть диагностированы через несколько минут после воздействия и могут продолжиться в течение нескольких часов.

После этого начинается выздоровление, и симптомы через несколько часов исчезают, активность ХЭ в эритроцитах и плазме крови возвращается к норме. Это связано с довольно быстрым метаболизмом карбаматов и выведением их метаболитов из организма.

[5]

При работе с препаратами на основе карбаматов следует исключить возможность их контакта с слизистыми глаз, открытыми участками кожи и возможность их попадания в дыхательные пути и в пищевые продукты.[14]

Клиническая картина интоксикации

карбаматами определяется аккумуляцией АХЭ в нервных окончаниях.

Симптомы интоксикации можно классифицировать по следующим трем группам:

  1. Мускариноподобные проявления:
  • Повышение бронхиальной секреции, обильное пото- и слюноотделение, слезотечение;
  • Сужение зрачков, бронхоспазм, абдоминальные спазмы (рвота и диарея);
  • Брадикардия;
  1. Никотиноподобные проявления:
  • Фасцикулярные подергивания мелких мышц (в тяжелых случаях также дыхательных и диафрагмальных мышц);
  • Такихардия;
  1. Симптомы и признаки поражений центральной нервной системы:
  • Головная боль, головокружение, беспокойство, потеря памяти, тонические или тонико-клонические судороги, нарушения движений, кома;
  • Угнетение деятельности дыхательного центра, одышка.

Все перечисленные симптомы проявляются в различных сочетаниях и могут варьироваться в проявлении и последовательности в зависимости от вещества, дозы и пути воздействия. Продолжительность симптоматики обычно короче, чем при воздействии ФОС. Средняя тяжесть отравления может сопровождаться только мускарино- и никотиноподобными проявлениями.[5]

Признаки хронического отравления сходны с проявлениями острой интоксикации и носят интермиттирующий (преходящий) характер.[13]

Классы опасности

. Препараты на основе карбаматов относятся ко 1 и 3 классам опасности для человека и 1 для пчел.[7]

Составитель: Галлямова О.В.

Страница внесена: 16.01.14 09:55

Источник: //www.pesticidy.ru/group_substances/carbamates

Производные карбаминовых кислот

Интоксикации пестицидами, содержащими производные карбаминовой кислоты

Производные карбаминовых кислот по маштабам производства в ряду пестицидов занимают второе место, уступая только фосфороорганическим соединениям. Карбамины являются биологически активными веществами, отрицательно влияющими на здоровье человека.

Некоторые эфиры арилалкилкарбаминовых кислот обладают выраженными эмбриотоксичными и мутагенными свойствами для теплокровных животных.

Присутствуя в водоемах, карбаматы ухудшают качество воды, в связи с чем содержание их санитарными нормами ограничевается до 0,1 мг/дм3.

В соответствии с химическим строением производных карбаминовых кислот (карбаматов) их подразделяют на несколько групп:

  • 1. Ариловые эфиры N-алкилкарбаминовой кислоты
  • O H(Alk) Ar-O-C-N

Alk

2. Алкиловые эфиры N-арилкарбаминовой кислоты

OH(Ar)

Alk-O-C-N

Ar

  • 3. Эфиры тиолкарбаминовой кислоты
  • O H(R1) R-S-C-N

R1

  • 4. Эфиры дитиокарбаминовых кислот
  • S H(R1) R-S-C-N

R1

5. Соли замещенных дитиокарбаминовых кислот.

Несмотря на схожесть строения, отдельные группы карбаматов существенно различаются между собой как по химическим, так и по пестицидным свойствам.

Впервые нитрофенолы были предложены для борьбы с вредными насекомыми еще в прошлом столетии, но своего значения в качестве химических средств защиты растений не утратили и до настоящего времени. Пестициды этого класса используют в качестве селективных контактных гербецидов, инсектецидов, фунгицидов и акарицидов.

Всельсвохозяйственной практике широко применяют 2,4-динитрофенол (ДНФ), 2-метил-4,6-динитрофенол (ДНОК), 2,4-динитро-6-втор-бутилфенол (диносеб) и другие препараты.

Используют также и эфиры динитрофенолов: акрекс [(о-изопропил-о-(2,4-динитро-6-изобутилфенол) карбонат], каратан (2,4-динитро-6-втор-октилфенилкротонат), нитрофен (2,4-дихлор-4-нитродифениловый эфир), аретит (6-втор-бутил-2,4-динитрофенола ацетат) и др.

Большинство производных нитрофенолов токсичны для гидробионитов, теплокровных животных и человека. Характеризуются они политропным воздействием, вызывая изменения центральной нервной системы, печени, почек, являются также аллергенами.

Динитрофенолы нарушают обмен веществ в клетке, в частности разобщают процессы окислительного фосфолирования с потерей богатых энергии соединений АТФ и др. Эфиры нитрофенолов значительно менее токсичны, нежели соответствующие свободные нитрофенолы. Так ЛД50 для диносеба и акрекса равны 25-50 и 119-142 мг/кг.

Нормируются нитропроизводные фенолов в водоемах хозяйственно-бытового назначения по санитарно-токсикологическому признаку вредности. Значение их ПДК состовляют от 0,03 до 0,2 мг/дм3.

Во внешней среде производные нитрофенола под влиянием различных ферментативных систем быстро превращаются в разнообразные метаболиты, токсичность которых во много раз ниже токсичности исходных препаратов.

Мочевина и ее производные достаточно широко используется в сельском хозяйстве в качестве азотного удобрения и химических средств защиты растений.

Мочевина малотоксична и не накапливается в организме, однако способность влиять на качественные показатели воды вынуждает ограничивать ее содержание в воде после обработки.

Предельно допустимая концентрация мочевины нормируемая по органолептическому признаку, состовляет 10 мг/дм3.

Систематическое исследование пестицидных свойств производных мочевины показало, что инсектецидные и фунгицидные свойства их выражены слабо. Большинство соединений этого класса обладают высокой гербецидной активностью, некоторые из них применяют в качестве альгицидов и арборицидов.

Важнейшую группу этого класса соединений составляют N-арил-N,N-диалкилмочевины, содержащие в фенолтном остатке не более двух функциональных групп. По своей практической значимости они занимают ведущее место среди гербецидных препаратов, используемых в народном хозяйстве.

Гербецидные мочевины обладают малой и средней токсичностью (ЛД50>1000 мг/кг), кумулятивные свойства их выражены слабо, механизм токсического действия обусловлен ингибированием фотосинтеза и других процессов, связанных с превращением энергии в растениях.

Page 3

Хлорорганические пестициды (ХОП) применяют в сельском хозяйстве в качестве активных инсектецидов, акарицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур. Их используют также для обработки семян, фумигации почв, помещений складов и тепличных хозяйств.

По химической природе соединения этого класса представляют собой хлорпроизводные ароматических углеводородов (гексахлорбензол, ДДТ и его аналоги, метоксихлор и др.), циклопарафинов (гексахлорциклогексан и его аналоги), терпенов (полихлоркамфен, полихлорпинен и др.).

Широкое применение всельском хозяйстве и промышленности получили полициклические инсектициды – производные би-,три- и тетрациклических углеводородов (хлордан, гептахлор, дилор, альдрин, дильдрин и др.). Больштнство хоп плохо рпстворимы в воде, но хорошо в орагнических растворителях, в том числе в жирах.

Согласно гигиенической классификации их относят к стойким и очень стойким пестицидам.

Широко используют в качестве гербецидов, альгицидов и регуляторов роста растений арилоксиалкилкарбоновые кислоты (ААКК), среди которых большое распространение получили такие препараты, как 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2.4-Д) и ее производные,

2,4-дихлорфеноксипропионовая кислота (2,4-ДП) и ее производные, 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота (2М-4Х), 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т) и ее производные и др.

Изучена их биологическая активность и установлена взаимосвязь между строением кислот и их пестицидной активностью. Отмечено резкое повышение физиологической активности феноксиуксусной кислоты при ведении в ее молекулу атомов галогена, положение которых оказывает существенное влияние на этот показатель.

Многие промышленные препараты гербецидов представляют собой не свободные ААКК, а их соли (с металлами или аминами) или эфиры. Последние являются более сильными гербецидами, чем соответствующие свободные кислоты и их соли. Из большого числа эфиров 2,4-Д практическое применение нашли этиловый, бутиловый, амиловый, гептиловый, октиловый, полипропилен- и полиэтиленгликолевые и др.

Больштнство гербецидов группы ААКК среднетоксичны, их ЛД50 для крыс находится в пределах от 375 до 100 мг/кг. Действие этих пестицидов на качество воды проявляется главным образом в ухудшении ее вкуса и запаха, связанных с присутствием в товарных препаратах примесей фенолов. Предельно допустимые концентрации ААКК составляют до 1 мг/дм3.

Page 4

К этой группе пестицидов относят многие органические вещества, из которых наиболее широкое применение получили пяти- и шестичленные гетероциклы с одним, двумя и тремя атомами азота в цикле. Это производные пиридина, пирадазина и пиримидина, симм-триазина и др. В ряде случаев гетероциклические остатки входят в состав препаратов и других классов пестицидов (диазинос, сайфос и др.).

Широкое применение в сельском хозяйстве из пестицидов – производных пиридина получили пиклорам (3,5,6-трихлор-4-аминопиколиновая кислота), дикват (1,1-этилен-2,2дипиридилий бромид), паракват (1,1-диметил-4,4-дипиридилий дихлорид) и др. Пиклорам обладает высокими арборицидными свойствами; дикват и паракват используют в качестве десиктантов, гербицидов сплошного действия, водных гербецидов.

В отличие от малотоксичного пиклорама (ЛД50=8200 мг/кг),

дикват и паракват относятся к средне- и высокотоксичным препаратам, значение ЛД50 соответственно равны 231 и 57 мг/кг.

Одну из основных групп используемых гербецидов составляют производные симм-триазина. Гербециды этой группы прредставляют собой диамино-симм-триазины, у которых третий заместитель, связанный с гетероциклическим кольцом, является атомом хлора, метокси- или метилтиогруппой. Общая формула симм-триазинов выглядит следующим образом:

где Х-Cl,OCH3SCH3;R-R-H,Alk.

симм-Триазины малотоксичны для теплокровных животных, при пероральном введении их острая токсичность для крыс состовляет 1400-5000 мг/кг.

Источник: //vuzlit.ru/1128211/proizvodnye_karbaminovyh_kislot

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.