2.8.1. Механізм дії фосфорорганічних сполук

Фосфорорганічні сполуки, які використовують для знищення шкідливих комах, є предметом надзвичайно широких досліджень з токсикологічної і фармакологічної точок зору. Органічні сполуки фосфору проявляють токсичну дію. Вони відносяться до найсильніших отрут, які є в природі.

Незвичайно висока біологічна активність фосфорорганічних сполук пов’язана, можливо, з тим, що специфічний фермент холінестераза, який подавляється ними, знаходиться в організмі в дуже невеликому надлишку. За Енгельгардом, холінестераза володіє відносно маленьким потенціалом резервної активності, тому для підтримки життєдіяльності організму в центральній нервовій системі необхідно зберегти високу долю активної холінестерази.

Антихолінестеразні сполуки поділяються на дві групи:

1) оборотньо інгібуючі сполуки;

2) необоротньо інгібуючі сполуки.

До першої групи відносяться активні речовини езерин і простигмін.

Фосфорорганічні сполуки відрізняються більшою мірою необоротньо подавляючим впливом на холінестерази. За Хоббігером, блокування холінестерази фосфорорганічними сполуками здійснюється в дві фази.

В першій фазі подавляння ферменту оборотне. І тільки через певний проміжок часу наступає друга фаза. Перша фаза починається відразу після контакту інгібітора з ферментом. Перехід від оборотнього інгібування до необоротного відбувається поступово і залежить від температури, будови і концентрації інгібітора.

Для отримання речовин, здатних знову реактивувати фосфорильований (блокований, тобто неактивний) фермент, було досліджено багато шляхів. Спочатку було виявлено, що реактивуючий вплив властивий гідроксиламіну. Потім сполуками, які володіють подібною активністю, були визнані гідроксамові кислоти. Прекрасним реактиватором холінестерази виявився йодистий метилпіридилій-2-альдоксим [21] (2-ПАМ):

2-ПАМ утворює з фосфорильованою холінестеразою міцний комплекс. 2-ПАМ у комбінації з атропіном є для лікарів цінним антидотом у випадках отруєння органічними сполуками фосфору [20]. Дослідженими є похідні піридил-4-альдоксим, який утворює з триметилен бромідом четвертинну сіль:

Ця сполука під назвою ”ТМБ-4“ [15] ввійшла в медичну практику як протиотрута при отруєнні фосфорорганічними сполуками.

Стійкість фосфорильованих ферментів до гідролізу значно залежить від зв’язаного з фосфором алкільного залишку:

Якщо R – метил, то фосфорильований фермент, що утворився, відносно нестійкий. При етильному залишку регенерація ферменту іде значно повільніше, якщо R – ізопропільний залишок, то регенерація фосфорильованого ферменту у визначені проміжки часу вже не спостерігається [16].

Ступінь подавлення холінестерази не характеризує інсектицидну активність речовини [15]. Сполуки, які сильно подавляють холінестеразу, зовсім не володіють інсектицидними властивостями. Це справедливо для всіх сполук, крім езерину, які проявляють катіонну активність, розчинні у воді і нерозчинні в ліпоїдах. Сильно інгібуючі фосфорорганічні сполуки далеко не у всіх випадках дають однакову картину отруєння. Навпаки, вони сильно відрізняються по характеру свого впливу. Крім того, дія біологічно активних органічних сполук залежить від їх здатності проникати через різні тканини і швидкості їх гідролізу.

2.8.2. Сумісність естерів кислот фосфору з іншими інсектицидами, фунгіцидами

Естери кислот фосфору можуть змішуватись з багатьма інсектицидами, які не містять фосфору, не знижуючи при цьому своєї активності. Такі суміші застосовують для знищення різних видів шкідників за допомогою однієї обробки. Часто потрібні суміші інсектицидів і фунгіцидів. Так, напр., каптан і тіурам можна комбінувати з усіма фосфорорганічними інсектицидами. З лужними речовинами естери кислот фосфору можуть змішуватись тільки в обмежених кількостях.

2.8.3. Токсичність фосфорорганічних інсектицидів

Естери кислот фосфору відносяться до найбільш вивчених речовин. Деякі фосфорорганічні препарати володіють високою гострою токсичністю. Часто недооцінюється здатність органічних сполук фосфору легко проникати через шкірний покрив.

2.8.4. Небезпека застосування фосфорорганічних сполук

Фосфорорганічні інсектициди поділяються за своєю токсичністю на три групи [9]:

1) на упаковці є зображення черепа і написане слово „Отрута!“ (білими

буквами на чорному фоні);

2) на упаковці знаходиться зображення черепа і слово „Отрута!“

(червоними буквами на білому фоні);

3) на упаковці червоними буквами на білому фоні написане слово

„ОБЕРЕЖНО!“.

На даний час прийняті наступні фосфорорганічні інсектициди:

по групі 1: метилпаратіон, паратіон, фосдрин, гузатіон, сітокс;

по групі 2: метасітокс R, дисістонгранульований;

по групі 3: хлортіон, метасістокс U, метасістокс S, діазінон, мелатіон, лебайцид, диптерекс.

2.8.5. Перша допомога при нещасних випадках

Перша допомога при нещасних випадках добре висвітлена в праці Ердманна і Лендле. Матуковські і Віцорек приводять необхідні відомості про способи лікування потерпілих при отруєнні сполуками фосфору. Ці способи наступні:

1) внутрівенне введення можливо більшої дози антропіну;

2) підтримання кровообігу. В цьому випадку рекомендується строфантін

і норадреналін;

3) штучне дихання;

4) промивання шлунка, при цьому особливо корисне введення великих

кількостей активованого вугілля [21].

2.8.6. Отримання фосфорорганічних інсектицидів

Естери фосфорної і тіофосфорної кислот є похідними п’ятивалентного фосфору. Їх отримують або з трьоххлористого фосфору, або із п’ятисірчистого фосфору. Трьоххлористий фосфор при окисленні переходить в хлороксид фосфору (І), а внаслідок взаємодії з сіркою у присутності певних каталізаторів [16] (активованого вугілля, АlCl3, FeCl3 і т. д.) – в тіотрьоххлористий фосфор (ІІ):

Сполуки І і ІІ в надлишку етилового спирту перетворюються відповідно в етилдихлорфосфат і о-етилдихлортіофосфат:

В результаті реакції обох дихлорангідридів кислот з другою молекулою спирту в присутності зв’язуючих кислоту агентів утворюються диетилхлорфосфат і диетилхлортіофосфат:

Фосфорилювання аліфатичних або ароматичних оксігруп сполуками ІІІ і IV здійснюється без особливих труднощів:

параоксон

паратіон

Інший шлях промислового синтезу фосфорорганічних інсектицидів базується на п’ятисірчистому фосфорі, який при взаємодії з безводним етиловим спиртом перетворюється в о,о-диетилдитіофосфат (V):

Із диетилдитіофосфату хлоруванням отримують о,о-диетилхлортіофосфат (IV):

Диетилдитіофосфат може також алкілуватись. При цьому із диетилдитіофосфату (V) і 2-хлордиетилсульфіду отримується дісістон:

дісістон

2.8.7. Форми і приготування засобів захисту рослин

Засоби захисту рослин, напр., фосфорорганічні інсектициди, не можуть бути використані для обробки рослин у вигляді технічних продуктів. Більшість фосфорорганічних інсектицидів не розчиняються у воді, тому їх перетворюють у емульсії шляхом додавання відповідних розчинників і емульгаторів. Отримані таким способом емульсії при розведенні водою розподіляються