Organofosforni spojevi

Opće karakteristike organofosfornih spojeva

Organofosforni spojevi (FOS)

Prvi organski insekticidi, derivati ​​fosforne kiseline (metildimetiltrimetilfosfini), sintetizirani su 1846. Ovi spojevi nisu u potpunosti proučeni, budući da su imali izrazito visoku toksičnost u odnosu na toplokrvnu i mogli zapasti u zraku..

1905. B.A. Arbuzov i njegovi kolege otkrili su novi način stvaranja organskih spojeva fosfora koji su imali pesticidna svojstva.

Glavna pretraga i proučavanje organofosfornih spojeva bila je usmjerena na kemijska sredstva ratovanja. Ta su djela izvedena u SAD-u, Engleskoj i Njemačkoj. 1940. njemački znanstvenici stvorili su stado, sarin, soman, istovremeno primajući neke insekticidne tvari.

Organofosforni spojevi su u posljednje vrijeme najzastupljeniji u globalnom rasponu pesticida. Na temelju njih stvoreno je više od 200 različitih lijekova koji su korišteni kao insekticidi, akaricidi, nematiidi, fungicidi, baktericidi, herbicidi, regulatori rasta biljaka i slično..

Takav značajan asortiman organofosfornih spojeva (FOS) povezan je s prisutnošću mnogih pozitivnih svojstava u ovoj klasi u usporedbi s organskim klorinom (MOS), koji su zamijenili.

Organofosforni spojevi karakterizira širok izbor pesticidnog djelovanja. Među njima su tvari s kratkotrajnim kontaktnim djelovanjem, koje su učinkovite protiv sisanja insekata i biljojeda. Druga grupa spojevi imaju sistemski učinak, sposobni su brzo prodrijeti u biljku i širiti se u njoj krvožilnim sustavom u različitim smjerovima. Treća grupa istodobno ima kontaktno i crijevno djelovanje te je učinkovit protiv insekata koji grizu usta. Ovo odvajanje organofosfornih spojeva je uvjetno, budući da su brojni spojevi istovremeno karakterizirani kontaktnim i sistemskim učinkom, a drugi kontaktnim i kontaktno-crijevnim djelovanjem.

Organofosfatni pesticidi već se dugo upotrebljavaju za zaštitu od štetočina. Iz povijesne perspektive, ovo je bio značajan korak u razvoju kemijske metode zaštite bilja.

S vremenom su lijekovi s negativnim pokazateljima zabranjeni za upotrebu u poljoprivredi. Glavna prednost organofosfornih spojeva je njihova relativno niska stabilnost okoliša..

Kontaktni organofosforni spojevi mogu ostati na površini obrađenih predmeta i uništiti štetočine samo u izravnom kontaktu s lijekom. Značajna količina pesticida ove skupine je sposobna prodrijeti u lišće tretiranih biljaka, ali taj je prodor ograničen na kutikule ili gornje slojeve parenhimskih stanica, a aktivne tvari se ne šire širenjem vaskularnog sustava (kvazisistemski način djelovanja).

Sistemski organofosforni spojevi, kada se primjenjuju na vegetativne organe biljaka, mogu prodrijeti u lišće, a kada se unose u tlo, apsorbiraju ih korijenski i krvožilni sustav i šire se po biljci. Uz pomoć sistemskih lijekova, moguće je učinkovito uništiti sisanje i štetočine koji žive "potajno" - skriveni.

Sistemski lijekovi imaju duži zaštitni učinak u odnosu na kontaktne. Zbog prisutnosti u biljci daju joj toksična svojstva i štite od ličinki štetočina koji žive skriveni i od insekata koji migriraju iz susjednih područja. Specifično obilježje toksičnog djelovanja sistemskih organofosfornih spojeva je njihova sposobnost da se pod utjecajem enzima pretvaraju u nove spojeve s višom pesticidnom aktivnošću, što određuje njihovu visoku biološku učinkovitost.

Prvi sistemski insekticid koji se koristio protiv kupusnih lisnih uši bio je shradan.

Mehanizam pesticidne aktivnosti organofosfornih spojeva temelji se na sposobnosti inhibiranja enzima esteraze, posebno holinesteraze, što je važno kod štetočina i toplokrvnih organizama. Organofosforni spojevi djeluju na kolinesterazu, koja hidrolizira acetilholin, koji nastaje u živčano-mišićnim krajevima tijekom prijenosa impulsa za kretanje tijela. Smanjenje aktivnosti kolinesteraze i nakupljanje acetilkolina u krvi karakterizira trovanje tijela.

U nedostatku holinesteraze, acetilkolin se akumulira u tijelu insekata, toplokrvno i poremeti mišićne reakcije organa, uzrokujući značajnu štetu i potpunu smrt tijela. Hidroliza holinesteraze u tijelu je vrlo spora. Otpor fosforilirane kolinesteraze na hidrolizu ovisi o prirodi alkoksi skupina povezanih s fosforom. Hidroliza se događa brže u slučajevima inhibicije holinesteraze dimetil-esterima fosforne kiseline (DME), mnogo je teže - nakon izlaganja dietil-diizopril esterima i nepovratno inhibira holinesterazu.

Proces inhibicije holinesteraze igra važnu ulogu u mehanizmu djelovanja organofosfornih spojeva, što se ne može objasniti samo svojstvima antikolinesteraze. U tijelu mogu postojati drugi biokemijski sustavi osjetljivi na organofosforne spojeve, čije vezanje ili kršenje je osnova intoksikacije, ali ne mogu se objasniti teorijom antiholinesteraze.

U mehanizmu selektivne toksičnosti organofosfornih spojeva od velike su važnosti postupci detoksikacije. Najperspektivniji su oni organofosforni pesticidi koji u procesu detoksikacije formiraju netoksične metabolite u tijelu sisavaca i ljudi. Toksikološke studije identificirale su lijekove koji imaju malu toksičnost i dovoljno insekticidnih i akaricidnih učinaka. Paralitički učinak organofosfornih spojeva zbog ne antiholinesteraze, već zbog drugih svojstava koja još nisu proučena.

Kardiovaskularni sustav otkrio je značajne promjene organofosfornih spojeva. Nedostaci FOS-a su njihova visoka akutna toksičnost za ljude i životinje, kao i brzo formiranje otpornih populacija štetočina sustavnom uporabom.

Više pesticida prodre u ljudsko tijelo iz okoliša s hranom, posebno biljnog podrijetla. Mogu se čuvati u količinama većim od dopuštenih razina (MRL) nekoliko mjeseci. U Ukrajini su zabranjeni lijekovi iz prve skupine higijenske klasifikacije: tiofos, metiletiltiofos, merkap, tofos, srednje toksični - metafos, DDVF, ftalofos, cidijal, klorofos, triklorometafos-3, metil nitrofos, karbofos, a također i lijekovi sa niskom otrovnošću - Sayfos, bromofos, Gardone i drugi.

Organofosforni spojevi uglavnom nemaju lokalni nadražujući učinak. Ova značajka povećava rizik od trovanja kad dospije na kožu, kao i kod prodiranja kroz netaknutu kožu u obliku pare.

Ulazak kroz netaknutu kožu nastaje zbog dobre topljivosti u mastima i tvarima sličnim mastima. Stoga, kada radite s pesticidima ove skupine, ne preporučuje se jesti masti tijekom jela.