Organofosfat

Organofosfatlar (fosfat esterleri olarak da bilinir) genel yapısı O=P(OR)3 olan bir organofosforlu bileşik sınıfıdır. Fosforik asit esterleri olarak kabul edilebilirler. Birçok fonksiyonel grupta olduğu gibi, organofosfatlar da, DNA, RNA ve ATP gibi önemli biyomoleküller ve birçok insektisit, herbisit ve sinir ajanları gibi önemli örneklerle birlikte çok çeşitli formlarda ortaya çıkar.
Kimya
Sentezi
Organofosfatların sentezi için çeşitli yollar mevcuttur.
Fosforik asitin esterleştirilmesi
OP(OH)3 + ROH - OP(OH)2(OR) + H2O
OP(OH)2(OR) + R'OH - OP(OH)(OR)(OR') + H2O
OP(OH)(OR)(OR') + R"OH - OP(OR)(OR')(OR") + H2O
Alkoller, yukarıdaki reaksiyonların tersi olan hidroliz ile fosfat esterlerinden ayrılabilir. Bu nedenle, fosfat esterleri biyosentezde organik grupların ortak taşıyıcılarıdır.
Fosfit esterlerinin oksidasyonu
Organofosfitler, organofosfat vermek için kolayca oksitlenebilir.
P(OR)3 + [O] - OP(OR)3
POCl3'ün alkolizi
Fosfor oksiklorür, organofosfat vermek üzere alkollerle kolayca reaksiyona girer.
O=PCl3 + 3 ROH - O=P(OR)3 + 3 HCl
Kimyasal özellikleri
OH grupları taşıyan fosfat esterleri asidiktir ve sulu solüsyonda kısmen deprotone edilir. Örneğin, DNA ve RNA, "[PO2(OR)(OR')-]n" tipinde polimerlerdir. Polifosfatlar ayrıca esterleri oluştururlar; Bir polifosfat esterinin önemli bir örneği, trifosforik asidin (H5P3O10) monoesteri olan ATP'dir.
Doğada
Anatoxin-a(S), siyanobakteriler tarafından doğal olarak üretilen bir organofosfattır.
Pestisitlerde kullanımı
Günümüzde organofosfatlar kimyasal böcek ilaçlarında öldürücü ajanların yaklaşık% 50'sini oluşturmaktadır.
Bazı sinir ajanları gibi, organofosfat pestisitler, böceklerde ve aynı zamanda insanlarda ve diğer birçok hayvanda normal işlevler için geniş ölçüde gerekli olan asetilkolinesteraz nöromüsküler enzimini inhibe eder. Organofosfat pestistler, bu enzimi çeşitli şekillerde etkilerler. Bunlardan biri de geri dönüşü olmayan kovalent inhibisyon ile olur ve bu nedenle zehirlenme potansiyelleri yaratırlar. Beyin, sinir ileticilerini vücuttaki sinir uçlarına gönderir; Organofosfatlar bu işlemin gerçekleşmesini engeller. Asetilkolinesteraz, vücuttaki diğer sinir uçlarına sinyal gönderen asetilkolin nörotransmitterini yıkar. Beynin bu nörotransmiterleri olmadan, insan vücudundaki sinirler düzgün bir şekilde işlev göremez.
Örneğin, ticarileştirilen ilk organofosfat pestisitlerden biri olan parathion, Akdeniz meyve sineği ve Batı Nil Virüsü yayan sivrisineklerle mücadelede kullanılan bir böcek ilacı olan malathion'dan çok daha güçlüdür. İnsanlarda ve hayvanlarda maruz kalma, bunları içeren yiyeceklerin yenilmesi yoluyla ya da deri veya akciğerler yoluyla emilim yoluyla olabilir.
Organofosfat pestisitlerin insan ve hayvan toksisitesi, onları toplumsal sağlık ve çevre kaygısı yaratır hale getirmektedir; EPA, 2001 yılında organofosfatların çoğunun konut kullanımını yasaklamıştır. Ancak bunların tarımsal kullanımına ve meyve ve sebzeler üzerinde böcek ilacı olarak kullanılmasına hala izin verilmiştir. Parklar gibi kamusal alanlarda sivrisineklerle mücadelede kullanılmaktadır. Örneğin, ABD'de en yaygın kullanılan organofosfat pestisit olan malathion, tarım, konut peyzajı ve haşere kontrol programlarında (kamusal rekreasyon alanlarında sivrisinek kontrolü dahil) geniş uygulama görür. Yaygın olarak kullanılan organofosfatlar şunlardır:
parathion
malathion
methyl parathion
klorpirifos
diazinon
dichlorvos
phosmet
fenitrothion
tetrachlorvinphos,
azamethiphos
azinphos-metil
terbufos
Araştırmalar, Organofosfat pestisitlere uzun süre maruz kalmanın (örneğin, tarım işçileri için) kardiyovasküler ve solunum yolu hastalıkları ve kanser için artan riskler de dahil olmak üzere sağlık sorunlarına yol açabileceğini ve gebe kadınlarda maruziyetin erken doğumla sonuçlanabileceğini göstermiştir. Ek olarak, hamile kadınlarda, fetüste beynin kimyasal yapısına kalıcı zarar verebilir ve davranış ve duygu bozuklukları meydana gelebilir.
Organofosfat pestisitler, güneş ışığına, havaya ve toprağa maruz kaldıklarında hidroliz ile hızla bozulurlar, ancak yiyecek ve içme suyunda küçük miktarlar tespit edilebilir. Organofosfatlar, topraktan yeraltı suyuna karışarak içme suyunu kirletir. Böcek ilacı bozulduğunda, çeşitli kimyasallara ayrılır. Organofosfatlar organoklorürlerden daha hızlı bozulur. Organofosfat pestisitlerin daha büyük akut toksisitesi, bu bileşik sınıfıyla ilişkilendirilir.
Biyolojik etkileri
Zehirlenmeler
Birçok "organofosfat", sinir hücrelerinde asetilkolinesteraz enzimini inhibe ederek işlev gören güçlü sinir ajanlarıdır. Bunlar dünya çapında zehirlenmenin en yaygın nedenlerinden biridir ve sıklıkla kırsal alanlarda intiharlarda kasıtlı olarak kullanılmaktadır. Organofosfat pestisitler, inhalasyon, yutma ve dermal absorpsiyon dahil olmak üzere tüm yollarla absorbe edilebilir. Asetilkolinesteraz enzimi üzerindeki inhibitör etkileri, vücutta asetilkolin fazlalığına neden olur. Bunların toksisitesi akut faz ile sınırlı değildir, ancak kronik etkiler uzun zamanda gözlemlenir. Asetilkolin gibi nörotransmitterler, beynin gelişmesinde büyük ölçüde önemlidir ve birçok organofosfat, düşük seviyede maruziyette bile, gelişmekte olan organizmalar üzerinde nörotoksik etkilere sahiptir. Tedavi hem pralidoxime bağlayıcısı hem de atropin gibi antikolinerjik içerir.
Kronik toksisitesi
Organofosfatlara tekrarlanan veya uzun süreli maruz kalma, akut maruziyetle aynı etkilere neden olabilir. İşçilerin tekrar tekrar maruz kaldığı vakalarda etkiler arasında hafıza ve konsantrasyon bozukluğu, yönelim bozukluğu, şiddetli depresyon, sinirlilik, kafa karışıklığı, baş ağrısı, konuşma güçlükleri, gecikmiş tepki süreleri, kabuslar, uyurgezerlik, uyuşukluk veya uykusuzluk sayılabilir. Baş ağrısı, bulantı, halsizlik, iştahsızlık ve halsizlik gibi influenza benzeri bir durum da bildirilmiştir.
Hindistan'da Madurai Kamaraj Üniversitesi tarafından yapılan son bir çalışma, Hindistan tarımsal popülasyonunda diyabet ve organofosfat kullanımı arasında doğrudan bir ilişki olduğunu göstermiştir.
Düşük dozda maruziyet
Nispeten düşük seviyelerde bile, organofosfatlar insan sağlığına zararlı olabilir. Pestisitler, beyin kimyasallarında bulunan bir enzim olan asetilkolinesteraz üzerinde etki eder, bu nedenle beyin gelişiminin önemli olduğu fetüsler ve küçük çocuklar en fazla risk altındadır. Akciğerler ya da deriden emilebilir ya da yiyecekler üzerinden alınabilir. ABD Tarım Bakanlığı'nın 2008 tarihli bir raporuna göre, bakanlık tarafından test edilen ürünlerin temsili numunesinde donmuş yaban mersini numelerinde % 28, kereviz numelerinde % 20, yeşil fasulye numelerinde % 27, şeftali numelerinde %17, brokoli numelerinde %8 ve çilek numelerinde % 25 oranında ′′ saptanabilir ′′ organofosfat izleri bulundu.
Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı, olası bir insan kanserojeni olarak parathionu listeler.
Organik bir diyet, tarımsal üretimde yaygın olarak kullanılan organofosforlu böcek ilaçlarına maruz kalmanın azaltılmasında etkili bir yoldur. Organik bir diyet tüketildiğinde organofosfat metabolit düzeyleri hızla düşmektedir.
Kanser
Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı(IARC), bazı organofosfatların kanser riskini artırabildiğini buldu. Tetraklorvinfos ve parathion, "muhtemel kanserojen" olarak sınıflandırılırken, malathion ve diazinon, insanlar için "kanserojen olabilir" olarak sınıflandırıldı.