Ethion - Ethion
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| Nomes | |
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Nome IUPAC
O, O, O ′, O ′ -Tetraetil S, S ′ -metileno bis (fosforoditioato)
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| Outros nomes
Dieta; [(Detoxifosfinotioiltio) metiltio] -detoxi-tioxofosforano
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| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChEBI | |
| ChemSpider | |
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100,008,403 
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| KEGG | |
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PubChem CID
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| UNII | |
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |
| C 9 H 22 O 4 P 2 S 4 | |
| Massa molar | 384,48 g / mol |
| Aparência | Líquido incolor a âmbar, inodoro |
| Densidade | 1,22 g / cm 3 |
| Ponto de fusão | -12,2 ° C (10,0 ° F; 260,9 K) |
| Ponto de ebulição | 150 ° C (302 ° F; 423 K) (decompõe-se) |
| 0,0001% (20 ° C) | |
| Pressão de vapor | 0,0000015 mmHg (20 ° C) |
| Perigos | |
| Riscos principais | Combustível |
| Ponto de inflamação | 176,1 ° C (349,0 ° F; 449,2 K) |
| NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA): | |
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PEL (permitido)
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Nenhum |
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REL (recomendado)
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TWA 0,4 mg / m 3 [pele] |
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IDLH (perigo imediato)
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WL |
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |
Ethion (C 9 H 22 O 4 P 2 S 4 ) é um inseticida organofosforado . Ethion é conhecido por afetar uma enzima neural chamada acetilcolinesterase e impedi-la de funcionar.
Análise
Ethion foi uma das muitas substâncias aprovadas para uso com base em dados de Laboratórios de Bio-Testes Industriais , o que levou a Organização para Alimentos e Agricultura e a Organização Mundial da Saúde a recomendar sua reanálise em 1982.
História
Na década de 1950, o Ethion foi registrado pela primeira vez nos Estados Unidos como inseticida. No entanto, o uso de etion tem variado ao longo dos anos devido aos valores gerais da cultura e às condições climáticas. Por exemplo, 1999 foi um ano muito seco; a seca reduziu a produtividade e o uso de etion tornou-se menos vantajoso economicamente. Desde 1998, estudos sérios para a avaliação de risco de etião foram conduzidos (entre outros) pela EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) . As avaliações de risco para o ethion foram apresentadas em um briefing de 14 de julho de 1999 com as partes interessadas na Flórida, que foi seguido por uma oportunidade para comentários públicos sobre o gerenciamento de risco para este pesticida.
Síntese
O etion é produzido em condições de pH controlado, pela reação de dibromometano com ácido dietil ditiofosfórico em etanol . Outros métodos de fabricação são a reação de brometo de metileno e dietil fosforoditioato de sódio , e a reação de ácido dietil ditiofosfórico e formaldeído .
Reatividade e mecanismo
Sabe-se que o etion é uma molécula pequena e lipofílica e por ter essas características é esperada uma rápida absorção através das membranas celulares . Esta absorção da pele, pulmões e intestino para o sangue acontecerá por difusão passiva . Além disso, o etion é alterado no fígado, por meio da dessulfuração, em seu metabólito ativo: o monoxon etion. Devido a esta alteração ocorrer no fígado, prevê-se que o principal local de lesão seja o fígado. Ethion monoxon é um inibidor da neuroenzima colinesterase (ChE). O ChE é um facilitador da transmissão do impulso nervoso , secundário ao dano, portanto, o cérebro. Como o Ethion Monoxon é um organofosforado, acredita-se que seu mecanismo de ação seja o mesmo. Este mecanismo funciona da seguinte forma (veja a figura "Inibição da colinesterase pelo monoxon etion."): Um grupo hidroxila de um resíduo de serina no sítio ativo de ChE é fosforilado pelo organofosfato, inibindo assim a enzima . A inibição é o resultado da incapacidade do grupo serina hidroxila de participar da hidrólise de outra enzima chamada acetil colina (Ach). Na figura está indicado que a reação de inibição é um processo de duas etapas. A forma fosforilada da enzima é altamente estável e, dependendo dos grupos R e R 'ligados ao fósforo, esta inibição é reversível ou irreversível.
Metabolismo
As cabras expostas ao etion mostraram claras distinções na excreção , meia-vida de absorção e biodisponibilidades . Essas diferenças dependem do método de administração . A injeção intravenosa resultou em uma meia-vida de 2 horas, enquanto a administração oral resultou em uma meia-vida de 10 horas. A administração dérmica leva a uma meia-vida de até 85 horas. Essas diferenças nos tempos de meia-vida podem ser completadas com uma diferença na biodisponibilidade. A biodisponibilidade de etíon em administração oral foi inferior a 5%, enquanto a biodisponibilidade de administração dérmica de etíon foi de 20%.
Em um estudo realizado em ratos, após a administração oral, verificou-se que o etion é facilmente metabolizado . Os produtos de metabolização encontrados na urina são quatro a seis produtos polares solúveis em água.
Um estudo com galinhas revela mais sobre a distribuição do etion no corpo. Após 10 dias de exposição ao etion, o fígado, os músculos e os tecidos adiposos foram examinados. Em todos os três casos, etion ou derivados de etion estavam presentes, indicando que está amplamente disseminado no corpo. Também foram investigados ovos de galinha. Verificou-se que a clara do ovo atinge uma concentração constante do derivado etiônico após quatro dias, enquanto a concentração na gema ainda está aumentando após dez dias. Também no frango investigado foram encontrados cerca de seis metabólitos polares solúveis em água.
Em um estudo com cabras, também o coração no tecido renal foi investigado após um período de exposição ao etíon, e nesse tecido foram encontrados derivados do etíon. Este estudo também indica que os níveis mais altos foram encontrados no fígado e rins e os níveis mais baixos em gordura. Em derivados do leite de cabra também estiveram presentes.
Biotransformação
Ethion pode sofrer biotransformação no corpo humano, isso acontece no fígado. O etion sofre dessulfuração aqui e, portanto, é alterado em seu metabólito ativo : monoxon de etion. Esta enzima citocromo P-450 catalisa esta etapa. Ethion monoxon é um inibidor da neuroenzima colinesterase (ChE), porque contém um oxigênio ativo . Como o ChE pode desfosforilar o organofosfato, na próxima etapa da biotransformação o monoxon de etião é desfosforilado e o ChE é fosforilado. O próximo passo da biotransformação ainda não é completamente conhecido, e que isso acontece por meio de esterases no sangue e no fígado (1). Além da desfosforilação do ethion monoxon pelo ChE, é provável que o ethion monoxon seja parcialmente oxidado em direção ao ethion dioxon.
Após a partição da urina com solvente de ratos que receberam etíon, ficou claro que os metabólitos encontrados na urina estavam 99% dissolvidos na fase aquosa. Isso significa que apenas níveis não significativos (<1%) estavam presentes na fase orgânica e que os metabólitos são muito hidrofílicos .
Em um estudo paralelo em cabras, etion marcado radioativo com 14 C incorporado foi usado. Após a identificação dos resíduos de 14 C em órgãos de cabras como fígado, coração, rins, músculos e tecido adiposo, verificou-se que 0,03 ppm ou menos dos compostos de 14 C presentes era etião não metabolizado. Os metabólitos ethion monoxon e ethion dioxon também não foram detectados em nenhuma amostra com um limiar substancial (0,005-0,01 ppm). 64 a 75% dos metabólitos dos tecidos eram solúveis em metanol. Após a adição de uma protease , outros 17 a 32% foram solubilizados. Na fase aquosa, foram encontrados pelo menos quatro metabólitos radioativos diferentes. No entanto, a caracterização desses compostos foi repetidamente malsucedida devido à sua alta volatilidade . Um composto foi capturado do rim e foi identificado como formaldeído. Isso é um indício de que os 14 C de etion são utilizados na formação de produtos naturais.
Toxicidade
Resumo de toxicidade
A exposição ao etião pode ocorrer por ingestão, absorção pela pele e por inalação. A exposição pode causar vômito, diarréia, dor de cabeça, suor e confusão mental. O envenenamento grave pode causar fadiga, contrações musculares involuntárias, perda de reflexos e fala arrastada. Em casos ainda mais graves, a morte será o resultado de insuficiência respiratória ou parada cardíaca .
Ao ser exposto através da exposição da pele, a dose mais baixa para matar um rato foi de 150 mg / kg para machos e 50 mg / kg para fêmeas. O tempo mínimo de sobrevivência foi de 6 horas para ratos fêmeas e 3 horas para ratos machos, o tempo máximo de morte foi de 3 dias para fêmeas e 7 dias para machos. O LD50 foi de 245 mg / kg para ratos machos e 62 mg / kg para ratos fêmeas.
Ao serem expostos por ingestão, 10 mg / kg / dia e 2 mg / kg / dia não mostraram efeito histopatológico no trato respiratório de ratos, nem teste de 13 semanas em cães (8,25 mg / kg / dia).
Valores de DL50 para ethion puro em ratos de 208 mg / kg, e para ethion técnico de 21 a 191 mg / kg. Outros valores de DL50 oral relatados são 40 mg / kg em camundongos e porquinhos da índia. Além disso, a inalação de etion é muito tóxica. Durante um estudo que examinou etion de nível técnico , um LC50 de 2,31 mg / m ^ 3 foi encontrado em ratos machos e de 0,45 mg / m ^ 3 em ratos fêmeas. Outros dados relataram um LC50 de 4 horas em ratos de 0,864 mg / L.
Toxicidade aguda
Ethion resultará em efeitos tóxicos por absorção através da pele, ingestão e inalação. Quando a pele é exposta, pode causar queimaduras. De acordo com a Extoxnet, qualquer forma de exposição resulta nos seguintes inconvenientes: palidez, náusea, vômito, diarreia, cólicas abdominais, dor de cabeça, tontura, dor nos olhos, visão turva, constrição ou dilatação das pupilas dos olhos, lágrimas, salivação, suor e confusão pode se desenvolver dentro de 12 horas. O envenenamento grave pode resultar em coordenação distorcida, perda de reflexos, fala arrastada, fadiga e fraqueza, tremores da língua e das pálpebras, contrações musculares involuntárias e também pode levar à paralisia e problemas respiratórios. Em casos mais graves, o envenenamento por etion pode causar descarga involuntária de urina ou fezes, batimentos cardíacos irregulares, psicose, perda de consciência e coma ou morte. A morte será resultado de insuficiência respiratória ou parada cardíaca. Hipotermia, bloqueios cardíacos AC e arritmias também são possíveis consequências do envenenamento por etion. O etion também pode causar sintomas tardios de outros organofosforados.
Exposição da pele
Em coelhos que receberam 250 mg / kg de etion de grau técnico por 21 dias, a exposição dérmica levou a casos aumentados de eritema e descamação . Também levou à inibição da acetilcolinesterase cerebral em 1 mg / kg / dia e o NOAEL foi determinado como 0,8 mg / kg / dia. Em cobaias, o etion als leva a um leve eritema, que desapareceu em 48 horas, e foi determinado que o composto não era um sensibilizante da pele .
Em um estudo que determinou o DL50 do etion, 80 ratos machos e 60 fêmeas adultos foram expostos dérmicamente ao etion dissolvido em xileno . A dose mais baixa para matar um rato foi de 150 mg / kg para machos e 50 mg / kg para fêmeas. O tempo mínimo de sobrevivência foi de 6 horas para fêmeas e 3 horas para machos, o tempo máximo de morte foi de 3 dias para fêmeas e 7 dias para machos. O LD50 foi de 245 mg / kg para homens e 62 mg / kg para mulheres. O contato da pele com organofosforados em geral pode causar sudorese localizada e contrações musculares involuntárias. Outros estudos descobriram que o LC50 por via dérmica era de 915 mg / kg em cobaias e 890 mg / kg em coelhos.
O etião também pode causar uma ligeira vermelhidão e inflamação nos olhos e na pele, que desaparece em 48 horas. Também é conhecido por causar visão turva, constrição da pupila e dor.
Ingestão
Um menino de seis meses apresentou excursões superficiais e retrações intercostais após ingestão acidental de 15,7 mg / kg de etião. Os sintomas começaram uma hora após a ingestão e foram tratados. Cinco horas após a ingestão, ocorreu parada respiratória e ventilação mecânica foi necessária por três horas. Após exames após uma semana, um mês e um ano, sugeriu que a recuperação completa foi feita. O mesmo menino também apresentou ocorrência de taquicardia , saliva espumosa (1 hora após a ingestão), evacuações aquosas (90 minutos após a ingestão), aumento da contagem de leucócitos na urina , incapacidade de controlar a cabeça e os membros, espasmos ocasionais, pupilas não reativas à luz , movimentos oculares sem propósito, fígado e baço palpáveis e alguns sintomas de paralisia.
O teste em ratos com 10 mg / kg / dia e 2 mg / kg / dia não mostrou efeito histopatológico no trato respiratório , nem o teste de 13 semanas em cães (8,25 mg / kg / dia). Valores de DL 50 para ethion puro em ratos de 208 mg / kg, e para ethion de grau técnico de 21 a 191 mg / kg. Outros valores de DL50 orais relatados (para o produto técnico) são 40 mg / kg em camundongos e porquinhos da índia. Em um grupo de seis voluntários do sexo masculino, não foram observadas diferenças na pressão arterial ou na pulsação, nem em camundongos nem em cães. Diarréia ocorreu em camundongos expostos oralmente ao etion, sinais graves de neurotoxicidade também estavam presentes. Os efeitos foram consistentes com a superestimulação colinérgica do trato gastrointestinal.
Nenhum efeito hematológico foi relatado em um experimento com seis voluntários do sexo masculino, nem em ratos ou cães. Os voluntários não mostraram diferenças no tônus muscular após a exposição oral de duração intermediária, nem os animais de teste a exposições diferentes. No entanto, sabe-se que a etion pode resultar em tremores musculares e fasciculações . Os estudos de testes em animais em ratos e cães não mostraram nenhum efeito nos rins e no fígado, mas um estudo diferente mostrou um aumento da incidência na urina de cor laranja. Os estudos de testes em animais em ratos e cães também não mostraram efeitos dérmicos ou oculares.
Coelhos, recebendo 2,5 mg / kg / dia de etion, mostraram uma diminuição no peso corporal, nenhum efeito foi observado com 0,6 mg / kg / dia. A diminuição corporal, combinada com a redução do consumo de alimentos, foi observada em coelhos que receberam 9,6 mg / kg / dia. Os cães machos e fêmeas que receberam 0,71 mg / kg / dia não apresentaram alteração no peso corporal, mas os cães que receberam 6,9 e 8,25 mg / kg / dia apresentaram redução do consumo de alimentos e redução do peso corporal.
Em um estudo com voluntários humanos, uma diminuição da colinesterase plasmática foi observada durante 0,075 mg / kg / dia (diminuição de 16%), 0,1 mg / kg / dia (diminuição de 23%) e 0,15 mg / kg / dia (diminuição de 31%) períodos de tratamento. Este foi parcialmente recuperado após 7 dias e totalmente recuperado após 12 dias. Nenhum efeito sobre a acetilcolinesterase eritrocitária foi observado, nem sinais de efeitos neurológicos adversos. Outro estudo mostrou efeitos neurológicos graves após uma única exposição oral em ratos. Para ratos machos, salivação, tremores, sangramento nasal, micção, diarreia e convulsões ocorreram com 100 mg / kg e para ratos fêmeas com 10 mg / kg. Em estudo com ratos albinos, observou-se que a acetilcolinesterase cerebral foi inibida em 22%, a acetilcolinesterase eritrocitária 87% e a colinesterase plasmática 100% em ratos machos após alimentação com 9 mg / kg / dia de etion por 93 dias. Após 14 dias de recuperação, a colinesterase plasmática se recuperou completamente e a acetilcolinesterase eritrocitária recuperou 63%. Nenhum efeito foi observado com 1 mg / kg / dia. Em um estudo com diferentes ratos, nenhum efeito sobre a acetilcolinesterase eritrocitária foi observado com 0, 0,1, 0,2 e 2 mg / kg / dia de etion. Num estudo de 90 dias em cães, no qual os machos receberam 6,9 mg / kg / dia e as fêmeas 8,25 mg / kg / dia, foram observados ataxia, emese, miose e tremores. A acetilcolinesterase cerebral e eritrocitária foram inibidas (61-64% e 93-04% respectivamente). Com 0,71 mg / kg / dia em cães machos, a redução da acetilcolinesterase cerebral foi de 23%. Nenhum efeito foi observado com 0,06 e 0,01 mg / kg / dia. Com base nesses achados, foi estabelecido um nível mínimo de risco de 0,002 mg / kg / dia para exposição oral para as durações aguda e intermediária. Um nível de risco mínimo de duração crônica de 0,0004 mg / kg / dia foi calculado também.
Em um estudo, no qual os ratos receberam no máximo 1,25 mg / kg / dia, nenhum efeito sobre a reprodução foi observado. Em um estudo com ratas de rio grávidas, consumindo 2,5 mg / kg / dia, observou-se que os fetos apresentavam maior incidência de ossificação tardia do púbis. Outro estudo constatou que os fetos de coelhas grávidas, comendo 9,6 mg / kg / dia, aumentaram a incidência de centros esternos fundidos.
Inalação
Ethion é bastante tóxico para letal por inalação. Um estudo, analisando etion de nível técnico, encontrou um LC50 de 2,31 mg / m3 em ratos machos e de 0,45 mg / m3 em ratos fêmeas. Outros dados relataram um LC50 de 4 horas em ratos de 0,864 mg / L. Como dito acima, a etion também pode causar constrição pupilar, cãibras musculares e salivação excessiva. Suando. Náusea. Tontura. Respiração difícil. Convulsões. inconsciência. Além dos sintomas mencionados anteriormente, uma sensação de aperto no peito e rinorreia são comuns após a inalação.
Efeitos cancerígenos
Não há indicações de que o etião seja cancerígeno em ratos e camundongos. Estudos foram conduzidos em que ratos e camundongos foram alimentados com etião por dois anos. No entanto, esses animais não desenvolveram câncer mais rápido do que os animais que não receberam etion. Ethion não foi classificado para carcinogenicidade pelo Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos Estados Unidos (DHHS), pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC) ou pela EPA.
Tratamento
Quando exposto por via oral, a lavagem gástrica logo após a exposição pode ser usada para reduzir o pico de absorção. Suspeita-se também que o tratamento com carvão ativo pode ser eficaz para reduzir o pico de absorção. As diretrizes de segurança também incentivam a indução do vômito para reduzir a exposição oral, se a vítima ainda estiver consciente.
Em caso de exposição da pele, é aconselhável lavar e enxaguar abundantemente com água e sabão para reduzir a exposição. Em caso de inalação, o ar fresco é recomendado para reduzir a exposição.
O tratamento da própria exposição ao etion é feito da mesma forma que a exposição a outros organofosforados. O principal perigo reside nos problemas respiratórios; se houver sintomas, a respiração artificial com tubo endotraqueal é usada como tratamento. O efeito da etion nos músculos ou nervos é neutralizado com Atropina . A pralidoxima pode ser usada para agir contra o envenenamento por organofosforados, isso deve ser administrado o mais rápido possível após o envenenamento por etion, pois sua eficácia é inibida pela mudança química da enzima etiônica no corpo que ocorre ao longo do tempo.
Efeitos em animais
Ethion tem influência no meio ambiente, pois é persistente e, portanto, pode se acumular nas plantas e nos animais. Ao olhar para pássaros canoros, a etion é muito tóxica. O LD50 em melros de asa vermelha é de 45 mg / kg. No entanto, é moderadamente tóxico para pássaros como a codorniz bobwhite (LD50 é 128,8 mg / kg) e estorninhos (LD50 é maior que 304 mg / kg). Essas aves seriam classificadas como 'aves de tamanho médio'. Ao observar aves de caça de terras altas ainda maiores (como o faisão-de-pescoço-redondo e as aves aquáticas como o pato-real, a etion é quase tóxica ou não tóxica. Este é um bom exemplo de como a toxicidade para os animais pode depender fortemente da espécie. Ethion é muito tóxico para organismos aquáticos como peixes de água doce e marinhos. Além disso, é altamente tóxico para invertebrados de água doce com um DL50 de 0,056 µg / L a 0,0077 mg / L. O DL50 para invertebrados marinhos e estuarinos é de 0,04 a 0,05 mg / L. O etião é praticamente não tóxico para as abelhas. O DL50 é 50,55 µg por abelha.
Em um estudo de toxicidade crônica , os ratos foram alimentados com 0, 0,1, 0,2 ou 2 mg / kg / dia de etion por 18 meses. No entanto, nenhum efeito tóxico grave foi observado. A única mudança significativa foi uma diminuição dos níveis de colinesterase no grupo com a dose mais alta. Portanto, o NOEL deste estudo foi de 0,2 mg / kg. O LD50 oral para etion puro em ratos é de 208 mg / kg. O LD50 dérmico em ratos é 62 mg / kg, 890 mg / kg em coelhos e 915 mg / kg em porquinhos da índia. Para ratos, o LD50 de 4 horas é 0,864 mg / l de etião.
Formas de detecção
Os inseticidas como o etião podem ser detectados com diferentes formas gerais de detecção de produtos químicos, mas na maioria das vezes as amostras precisam ser preparadas. E devido ao fato de que os métodos não são específicos, pode ser muito difícil determinar se uma substância específica está realmente presente. Mas uma maneira nova e simples de detecção foi desenvolvida. Neste método, a interação de nanopartículas de prata (AgNPs) com etion e a extinção da intensidade do espalhamento do relé de ressonância (RRS) são usados. O RRS pode ser usado porque a alteração foi linearmente correlacionada à concentração de etion (Faixa: 10,0–900,0 mg / L). Além disso, tem como vantagens sobre os métodos gerais de detecção que o etion pode ser medido em apenas 3 minutos e que nenhum pré-tratamento da amostra é necessário antes da medição. A partir dos testes de interferência , ficou claro que o método tem uma seletividade muito boa para o ethion. O limite de detecção (LOD) foi 3,7 mg / L e o limite de quantificação (LOQ) foi 11,0 mg / L. Os desvios padrão relativos (RSD) para 15,0 e 60,0 mg / L da concentração do exemplo de etião em água foram de 4,1 e 0,2 mg / L, respectivamente.
Degradação microbiana
O etion continua sendo um grande contaminante do meio ambiente, entre outros, na Austrália devido ao (anterior) uso na agricultura. No entanto, existem alguns micróbios que podem converter a etião. As espécies Pseudomonas e Azospirillum foram capazes de digerir etion quando cultivadas em meio mínimo de sais . Foi observada uma diminuição significativa da concentração de Ethion. Além disso, o etion era a única fonte de carbono disponível . Após a análise dos compostos presentes na mídia após a digestão do Ethion através de bactérias, descobriu-se que nenhum produto da degradação hidrolítica abiótica do Ethion (como o Ethion dioxon e o Ethion Monoxon) estava presente. A biodigestão de etion é provavelmente usada para apoiar o crescimento rápido.