Sulfotep (también conocido como tetraetilditiopirofosfato y TEDP [7] ) es un pesticida comúnmente utilizado en invernaderos como fumigante . La sustancia también se conoce como ditiona, ditiofos y muchos otros nombres. El sulfotep tiene la fórmula molecular C 8 H 20 O 5 P 2 S 2 y pertenece a la clase de sustancias químicas organofosforadas . Tiene un efecto colinérgico , que implica la depresión de la actividad colinesterasa del sistema nervioso central y periférico de los insectos. [6]La transducción de señales se altera en las sinapsis que utilizan acetilcolina . Sulfotep es un aceite móvil que es de color amarillo pálido y huele a ajo . [7] [8] Se utiliza principalmente como insecticida .
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido O 1 , O 1 , O 3 , O 3 tetrametil 1,3-dithiodiphosphate | |
Otros nombres | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.020.905 |
Número CE |
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PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
un numero | 1704 |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 8 H 20 O 5 P 2 S 2 | |
Masa molar | 322,31 g · mol −1 |
Apariencia | Líquido amarillo pálido [3] |
Olor | Similar al ajo [3] |
Densidad | 1,196 g / cm 3 |
Punto de ebullición | 136 a 139 ° C (277 a 282 ° F; 409 a 412 K) a 2 mm Hg |
30 mg / L | |
Presión de vapor | 0,0002 mmHg (20 ° C) [3] |
Peligros [5] [6] | |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
punto de inflamabilidad | −18 ° C (0 ° F; 255 K) |
Dosis o concentración letal (LD, LC): | |
LD 50 ( dosis media ) | 22 mg / kg (ratón, oral) 25 mg / kg (conejo, oral) 5 mg / kg (perro, oral) 5 mg / kg (rata, oral) [4] |
LC 50 ( concentración media ) | 38 mg / m 3 (rata, 4 h) 40 mg / m 3 (ratón, 4 h) [4] |
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |
PEL (permitido) | TWA 0,2 mg / m 3 [piel] [3] |
IDLH (peligro inmediato) | 10 mg / m 3 [3] |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
Historia
Sulfotep fue lanzado comercialmente por primera vez por Bayer en 1946. La primera vez que se registró el tetraetil ditiopirofosfato para su uso en los Estados Unidos fue en 1951. La Agencia de Protección Ambiental emitió una Norma de Registro para la sustancia química en septiembre de 1988. Se hicieron planes en 1999 por parte de la Agencia de Protección Ambiental para detener su producción antes del 30 de septiembre de 2002 y prohibir el uso y distribución de productos que lo contengan antes del 30 de septiembre de 2004. [9]
Química
Síntesis
Sulfotep se sintetiza mediante una reacción de pirofosfato de tetraetilo (TEPP) con azufre. El propio TEPP fue sintetizado por primera vez por Philipe de Clermont en 1854. [10] El TEPP se produce mediante una reacción de clorofosfato de dietilo con agua para sustituir el grupo cloro por un grupo hidroxilo. El producto puede reaccionar con otra molécula de dietilclorofosfato para formar el éster, TEPP. En esta reacción, la piridina se usa a menudo para neutralizar el subproducto de ácido clorhídrico . [11]
Una ruta alternativa a la TEPP puede ser una reacción de clorotiofosfato de dietilo en una solución acuosa de bicarbonato de sodio (Na 2 CO 3 ).
Propiedades
Cuando se calienta a una temperatura lo suficientemente alta como para que el sulfotep se descomponga , emite humos de fósforo y óxidos de azufre , que son altamente tóxicos. [7] [8] Puede explotar si los recipientes se calientan y puede arder, aunque no lo hace tan fácilmente. El químico también puede polimerizar explosivamente. [12] La sustancia química también reacciona para formar gases tóxicos e inflamables en presencia de hidruros y otros agentes reductores . Puede corroer el hierro . [8] Cuando hace esto, puede liberar gas hidrógeno. [12] La sustancia química tiene una gravedad específica de 1,196 a 77 ° F (25 ° C) y su densidad de vapor es de 13,17 gramos por litro a 25 ° C (77 ° F). [8] [13] Su punto de fusión es 88 ° C (190 ° F) y su punto de ebullición está entre 272 ° F (133 ° C) y 282 ° F (139 ° C) a 2 mmHg. [7] [8] El coeficiente de sorción de la sustancia química es 2,87 log L / kg. Su constante de la ley de Henry es 0,000175 a 20 ° C (68 ° F). Su coeficiente de reparto octanol-agua es 3.9804 Log L / kg. El coeficiente de difusión del tetraetil ditiopirofosfato en el aire es de 0,015 cm 2 por segundo y su coeficiente de difusión en el agua es de 0,0000055 cm 2 . [14]
El punto de inflamación de Sulfotep es de 178 ° C (352 ° F) y su entalpía de vaporización es de 59,4 kilojulios por mol . Su tensión superficial es de 423 dinas por centímetro. [ cita requerida ] El producto químico no tiene violaciones de la Regla de 5 . [15] Su difusividad en el agua es de 0,63 × 10 −5 cm 2 por segundo. Es miscible con una gran cantidad de disolventes orgánicos , incluidos el cloruro de metilo y la acetona [16] y su solubilidad en agua es de 30 miligramos por litro a 20 ° C (68 ° F). [13]
La hidrólisis alcalina y neutra de sulfotep da como resultado la liberación de etanol , ácido fosfórico y sulfuro de hidrógeno . [17]
Aplicaciones
Sulfotep tiene aplicaciones como insecticida , acaricida y acaricida . [8] Sin embargo, debido a que no deja residuos, es menos eficaz en estas funciones que el DDT . [18] Sin embargo, es tan eficaz como el insecticida paratión . [19] Su uso está restringido a invernaderos y plantas ornamentales . Cuando el producto químico se utiliza como insecticida, se presenta en forma de fumigante de humo impregnado. [9] Sulfotep se utiliza en invernaderos como formulación fumigante para controlar pulgones, arañas rojas, moscas blancas y trips. Está formulado como material impregnado en generadores de humo que contienen 14 a 15% de ingrediente activo. Los generadores de humo se colocan en los invernaderos y luego se encienden usando bengalas insertadas para generar un humo blanco espeso para la fumigación.
Sulfotep mata ácaros , cochinillas , moscas blancas y pulgones . Sin embargo, la sustancia química no es fitotóxica , a diferencia del pirofosfato de tetraetilo . [20] Sin embargo, ocasionalmente causa daños menores a las plantas, como el ligero fruncimiento y el ahuecamiento de las hojas. [21] Durante varias pruebas a finales de la década de 1940, se descubrió que era el más tóxico de varios productos químicos para las moscas blancas de las verduras , los ácaros de dos manchas en las rosas y las cochinillas en numerosas plantas. [20]
Una mezcla que contenía 5% de sulfotep a la concentración de 0.5 gramos de fosfato por 1000 pies cúbicos se encontró en pruebas a fines de la década de 1940 para matar el 100% de las arañas rojas no resistentes de dos manchas y el 68-97% de las arañas rojas resistentes de las dos manchas. Los aerosoles de sulfotep mataron al 100% de las poblaciones de una gran cantidad de insectos, pero solo mataron al 98% de las cochinillas en las mismas pruebas. [18] El 88% de las arañas rojas no resistentes se pueden matar con dos minutos de exposición a una mezcla que contiene el 5% de la sustancia química, el 98-99% se pueden matar después de cinco a diez minutos, y todos pueden morir después de 15 minutos. [21]
Mecanismo de acción
Sulfotep, al igual que todos los pesticidas organofosforados , inactiva irreversiblemente la acetilcolinesterasa , que es esencial para la función nerviosa en insectos, humanos y muchos otros animales. La acetilcolinesterasa normalmente hidroliza la acetilcolina después de que se libera en las sinapsis. Cuando la acetilcolina no se degrada, se acumula en la hendidura sináptica. Por lo tanto, sigue estimulando el nervio. [22]
Metabolismo
Consumo
Sulfotep se absorbe bien tanto por vía oral, dérmica como por inhalación. Algunas organizaciones diferentes determinaron una concentración máxima de sulfotep en el aire. La concentración máxima permitida es de 0,2 mg / m 3 .
Fase I
El sulfotep es desulfurado por el citocromo P450 o las monooxigenasas que contienen FAD. En esta reacción, el azufre es reemplazado por oxígeno, como se ve en la figura 2. Los metabolitos formados son monosulfotep y tetraetil pirofosfato (TEPP). Para lograr estas reacciones, se forma un anillo de fosfooxitirano, que es altamente reactivo. Se cree que este anillo se une a la acetilcolinesterasa y causa toxicidad. [23]
Fase II
Los dos metabolitos de la Fase I se transforman adicionalmente mediante una reacción de hidrólisis mediada por una esterasa de tipo A. Los productos formados son O , O -dietildiofosfato y O , O -dietilfosfato. [23]
Excreción
Un experimento en ratas que alguna vez recibieron 0,4 mg de sulfotep marcado con fósforo radiactivo por vía oral, ha demostrado que el sulfotep se excreta tanto por los riñones (orina) como por el hígado (bilis). La sustancia se metaboliza completamente. Se encuentran dos metabolitos en la orina y las heces. La radiactividad mostró que el 85-91% se excreta en la orina y el 5-6% en las heces. [22]
- 88-96% metabolito 1: O , O -dietilditiofosfato
- 4-12% metabolito 2: O , O -dietilfosfato [2]
Toxicidad
Efectos tóxicos agudos en animales
El sulfotep es tóxico para algunos animales salvajes, incluidos los peces y los invertebrados acuáticos . La Agencia de Protección Ambiental también asume que es tóxico para las aves . [9]
Exposición | Nivel tóxico |
---|---|
Inhalación | mg / m 3 |
Ratón 1 hora | 155 [2] [24] |
Ratón 4 h | 40 [2] [24] |
Rata 1 hora | 160-330 [2] [24] |
Rata 4 h | 38-59 [2] [24] |
LD 50 oral | mg / kg |
Gato | 3 [2] [24] [25] |
Perro | 5 [2] [24] [25] |
Ratón | 21,5-29,4 [2] [24] [25] |
Conejo | 25 [2] [24] [25] |
Rata | 5-13.8 [2] [24] [25] |
LD 50 dérmico | mg / kg |
Rata 4 h | 262 [2] |
Rata 7 d | 65 [2] |
LD 50 intravenoso | μg / kg |
Ratón | 300 [2] [25] |
LD 50 intramuscular | μg / kg |
Ratón | 500 [2] [25] |
Rata | 55 [2] [25] |
LD 50 intraperitoneal | μg / kg |
Ratón | 940 [2] [25] |
Rata | 6600 [2] [25] |
LD 50 subcutáneo | mg / kg |
Ratón | 8 [2] [25] |
Los animales supervivientes se recuperaron por completo en 1 a 4 días.
Toxicidad crónica y subcrónica
Una exposición prolongada a una concentración baja no mostró toxicidad. Esto se probó en ratas. Fueron expuestos a diferentes concentraciones de sulfotep. Expuesto a la concentración más alta de 2,83 mg / m 3 durante seis horas al día, cinco días a la semana durante 12 semanas, no hubo cambios en la apariencia, el comportamiento o el peso corporal. La actividad de la colinesterasa plasmática disminuyó y aumentó el peso de los pulmones de las ratas hembras. La actividad de la acetilcolinesterasa de los glóbulos rojos no se vio afectada. A concentraciones más bajas, no hubo cambios en absoluto.
Las ratas se expusieron por vía oral a 0, 5, 10, 20 o 50 ppm de sulfotep durante tres meses. Sólo disminuyeron la actividad de la colinesterasa plasmática y la actividad de la acetilcolinesterasa de los eritrocitos. No se observaron más síntomas. Los perros que estuvieron expuestos por vía oral a 0, 0,5, 3, 5, 15 o 75 ppm (equivalente a 0–3,07 mg / kg / día) durante 13 semanas, comieron menos y perdieron peso. La actividad de la colinesterasa plasmática ya se vio afectada por una concentración de sulfotep de 3 ppm (o más). La acetilcolinesterasa de glóbulos rojos disminuyó a 75 ppm. Ocasionalmente ocurrieron diarrea y vómitos a 15 ppm, pero fueron comunes a 75 ppm. La actividad de la colinesterasa cerebral no se vio afectada. [24]
Síntomas y tratamiento de intoxicación.
Según la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional , el límite superior de exposición de la piel humana al sulfotep es de 0,2 miligramos por metro cúbico. [12]
El sulfotep causa una intoxicación por organofosforados. Esto significa que tuvo un efecto sobre la actividad de la colinesterasa. Existen diferencias para las indicaciones de una intoxicación por sulfotep entre la inhalación, la ingestión, la ingestión por la piel y la ingesta por los ojos. Sin embargo, los ejemplos de trabajadores de invernadero envenenados nos enseñan una ruta general de síntomas de una intoxicación por sulfotepp. Durante la primera hora después de una ingesta venenosa de sulfotep, las personas a menudo sufren náuseas o dolores de cabeza. Después de algunas horas puede aparecer diarrea y vómitos. Las personas que inhalaron sulfotep a menudo están desorientadas y tienen dificultades para respirar. Una dosis venenosa puede provocar un coma o la muerte después de 24 horas. El punto a las 24 horas después del envenenamiento es muy importante. Si la dosis no es letal, los síntomas desaparecerán lentamente después de las 24 horas. [26] [27]
No se produjeron efectos embriotóxicos o teratogénicos en las pruebas. Tampoco hubo signos de efectos cancerígenos. Solo fue mutagénico en una cepa de S. typhimurium . En otras cuatro cepas bacterianas, así como en ratas y ratones, no fue mutagénico en absoluto.
Se conocen dos casos de toxicidad aguda en el hombre. La actividad de la colinesterasa en estas personas se redujo. Les tomó 20 respectivamente 28 días para recuperarse. [24] Los síntomas de intoxicación más importantes se muestran en la siguiente tabla. [28]
Exposición | Síntomas | Tratamiento de primeros auxilios | Otros tratamientos |
---|---|---|---|
Inhalación | piel azul, convulsiones, mareos, somnolencia, dolor de cabeza, sudoración, dificultad para respirar, náuseas, pérdida del conocimiento, debilidad | Aire fresco o respiración artificial. El descanso es importante para prevenir un paro respiratorio | |
Ingestión | calambres en los intestinos, diarrea, vómitos, confusión | El vómito solo puede inducirse en personas conscientes. | Carbón activo para absorber el compuesto. Atropina como antídoto |
Ojos | irritación, enrojecimiento, constricción de la pupila, pérdida de enfoque | El enjuague con abundante agua permitirá recuperar la vista en 24 horas. | |
Piel (puede absorberse) | enrojecimiento, irritación, sudoración, espasmos del área | Primero enjuague con abundante agua. Luego lavar la piel con agua y jabón. |
Referencias
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enlaces externos
- Sulfotep en la base de datos de propiedades de plaguicidas (PPDB)