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Articulo de referencia

Sulfotep

1 ,''O'' 1 ,''O'' 3 ,''O'' 3 -Tetraethyl 1,3-dithiodiphosphate"},"OtherNames":{"wt":"Sulfotep, Dithiophos, Dithion, Bladafum, Dithiofos, Dithione, Dithiotep, Pirofos, TEDP {{cit...

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El sulfotep (también conocido como tetraetilditiopirofosfato y TEDP [ 8 ] ) es un pesticida comúnmente utilizado en invernaderos como fumigante . La sustancia también se conoce como Dithione, Dithiophos y muchos otros nombres. El sulfotep tiene la fórmula molecular C8H20O5P2S2 y pertenece a la clase de compuestos químicos organofosforados . Tiene un efecto colinérgico, que implica la depresión de la actividad de la colinesterasa del sistema nervioso periférico y central de los insectos. [ 5 ] La transducción de señales se ve alterada en las sinapsis que utilizan acetilcolina . El sulfotep es un aceite móvil de color amarillo pálido y olor a ajo . [ 8 ] [ 9 ] Se utiliza principalmente como insecticida .

Historia

El sulfotep fue lanzado comercialmente por primera vez por Bayer en 1946. El tetraetil ditiopirofosfato se registró para su uso en Estados Unidos por primera vez en 1951. La Agencia de Protección Ambiental (EPA ) emitió una norma de registro para este compuesto químico en septiembre de 1988. En 1999, la EPA planeó detener su producción para el 30 de septiembre de 2002 y prohibir el uso y la distribución de productos que lo contuvieran para el 30 de septiembre de 2004. [ 10 ]

Química

Síntesis

El sulfotep se sintetiza mediante la reacción del tetraetil pirofosfato (TEPP) con azufre. El TEPP fue sintetizado por primera vez por Wladimir Moschnin [ 11 ] y Philippe de Clermont en 1854. [ 12 ] El TEPP se obtiene mediante la reacción del dietilclorofosfato 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, se suele utilizar piridina para neutralizar el ácido clorhídrico subproducto. [ 13 ]

Síntesis de sulfotep

Una ruta alternativa para obtener TEPP puede ser una reacción de clorotiofosfato de dietilo con 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 óxidos de fósforo y azufre , que son altamente tóxicos. [ 8 ] [ 9 ] Puede explotar si se calientan los recipientes que lo contienen y puede arder, aunque no lo hace fácilmente. El químico también puede polimerizarse de forma explosiva. [ 14 ] El químico también reacciona para formar gases tóxicos e inflamables en presencia de hidruros y otros agentes reductores . Es capaz de corroer el hierro . [ 9 ] Cuando hace esto, puede liberar gas hidrógeno. [ 14 ] El químico 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) . [ 9 ] [ 15 ] 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. [ 8 ] [ 9 ] El coeficiente de sorción del químico 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 0,015 cm 2 por segundo y su coeficiente de difusión en el agua es 0,0000055 cm 2 . [ 16 ]              

El punto de inflamación del 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. El compuesto químico no presenta violaciones de la Regla de 5. [ 17 ] Su difusividad en agua es de 0,63 × 10 −5 cm 2 por segundo. Es miscible con un gran número de disolventes orgánicos , incluidos el cloruro de metilo y la acetona [ 18 ] y su solubilidad en agua es de 30 miligramos por litro a 20 °C (68 °F) . [ 15 ]    

La hidrólisis alcalina y neutra del sulfotep produce la liberación de etanol , ácido fosfórico y sulfuro de hidrógeno . [ 19 ]

Aplicaciones

El sulfotep tiene aplicaciones como insecticida , acaricida y acaricida . [ 9 ] Sin embargo, debido a que no deja residuos, es menos eficaz en estas funciones que el DDT . [ 20 ] No obstante, es tan eficaz como el insecticida paratión . [ 21 ] 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. [ 10 ] El sulfotep se utiliza en invernaderos como formulación fumigante para controlar pulgones, ácaros, moscas blancas y trips. Se formula como material impregnado en generadores de humo que contienen entre un 14 y un 15 % de ingrediente activo. Los generadores de humo se colocan en los invernaderos y luego se encienden con bengalas insertadas para generar un humo blanco denso para la fumigación.

El sulfotep mata los ácaros , las cochinillas , las moscas blancas y los pulgones . Sin embargo, a diferencia del pirofosfato de tetraetilo , este compuesto químico no es fitotóxico . [ 22 ] No obstante, ocasionalmente causa daños menores a las plantas, como un ligero arrugamiento y curvatura de las hojas. [ 23 ] Durante varias pruebas realizadas a finales de la década de 1940, se descubrió que era el más tóxico de varios compuestos químicos para las moscas blancas en hortalizas , los ácaros de dos manchas en rosales y las cochinillas en numerosas plantas. [ 22 ]

En pruebas realizadas a finales de la década de 1940, se descubrió que una mezcla que contenía un 5 % de sulfotep a una concentración de 0,5 gramos de fosfato por cada 1000 pies cúbicos eliminaba el 100 % de los ácaros de dos manchas no resistentes y entre el 68 % y el 97 % de los ácaros de dos manchas resistentes. Los aerosoles de sulfotep eliminaron el 100 % de las poblaciones de un gran número de insectos, pero solo eliminaron el 98 % de las cochinillas en las mismas pruebas. [ 20 ] El 88 % de los ácaros de dos manchas no resistentes pueden eliminarse tras dos minutos de exposición a una mezcla que contiene un 5 % del producto químico, entre el 98 % y el 99 % pueden eliminarse tras cinco a diez minutos, y todos pueden eliminarse tras 15 minutos. [ 23 ]

Mecanismo de acción

El sulfotep, al igual que todos los plaguicidas organofosforados , inactiva irreversiblemente la acetilcolinesterasa , enzima esencial para la función nerviosa en insectos, humanos y muchos otros animales. La acetilcolinesterasa hidroliza normalmente la acetilcolina tras su liberación en la sinapsis. Cuando la acetilcolina no se degrada, se acumula en la hendidura sináptica, continuando así la estimulación del nervio. [ 24 ]

Metabolismo

Metabolismo del sulfotep

Consumo

El sulfotep se absorbe bien tanto por vía oral como dérmica, así como por inhalación. Varias organizaciones han determinado una concentración máxima de sulfotep en el aire. La concentración máxima permitida es de 0,2  mg/ m³ .

Fase I

El sulfotep se desulfuriza mediante el citocromo P450 o las monooxigenasas que contienen FAD. En esta reacción, el azufre se sustituye por oxígeno, como se muestra en la figura 2. Los metabolitos formados son el monosulfotep y el tetraetil pirofosfato (TEPP). Para que se produzcan 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. [ 25 ]

Fase II

Los dos metabolitos de Fase I se transforman posteriormente mediante una reacción de hidrólisis mediada por una esterasa de tipo A. Los productos formados son O , O- dietilditiofosfato y O , O -dietilfosfato. [ 25 ]

Excreción

Un experimento realizado en ratas a las que se les administró  oralmente 0,4 mg de sulfotep marcado con fósforo radiactivo demostró que el sulfotep se excreta tanto por los riñones (orina) como por el hígado (bilis). La sustancia se metaboliza completamente. Se encontraron dos metabolitos en la orina y las heces. La radiactividad mostró que entre el 85 % y el 91 % se excretaba en la orina y entre el 5 % y el 6 % en las heces. [ 24 ]

  • 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 silvestres, incluidos peces e invertebrados acuáticos . La Agencia de Protección Ambiental también supone que es tóxico para las aves . [ 10 ]

Los animales supervivientes se recuperaron completamente en 1-4 días.

Toxicidad crónica y subcrónica

La exposición prolongada a bajas concentraciones no mostró toxicidad. Esto se comprobó en ratas, a las que se expuso a diferentes concentraciones de sulfotep. Tras la exposición a la concentración más alta, de 2,83  mg/m³, durante seis horas al día, cinco días a la semana durante 12 semanas, no se observaron cambios en su apariencia, comportamiento ni peso corporal. La actividad de la colinesterasa plasmática disminuyó y el peso de los pulmones de las ratas hembras aumentó. La actividad de la acetilcolinesterasa en los glóbulos rojos no se vio afectada. A concentraciones más bajas, no se observaron cambios.

Las ratas fueron expuestas oralmente a 0, 5, 10, 20 o 50  ppm de sulfotep durante tres meses. Solo se observó una disminución en la actividad de la colinesterasa plasmática y la acetilcolinesterasa de los glóbulos rojos. No se observaron otros síntomas. Los perros expuestos oralmente 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 superior). La acetilcolinesterasa de los glóbulos rojos disminuyó a 75  ppm. La diarrea y los vómitos ocurrieron ocasionalmente a 15 ppm, pero fueron frecuentes a 75  ppm. La actividad de la colinesterasa cerebral no se vio afectada. [ 26 ]

Síntomas y tratamiento de la intoxicación

Según la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional , el límite superior de exposición al sulfotep para la piel humana es de 0,2 miligramos por metro cúbico. [ 14 ]

El sulfotep causa una intoxicación por organofosforados. Esto significa que afecta la actividad de la colinesterasa. Existen diferencias en los síntomas de una intoxicación por sulfotep según la inhalación, la ingestión, la exposición cutánea o la exposición ocular. Sin embargo, los casos de trabajadores de invernaderos intoxicados nos enseñan una descripción general de los síntomas de una intoxicación por sulfotep. Durante la primera hora después de la ingesta de sulfotep, las personas suelen sufrir náuseas o dolores de cabeza. Después de algunas horas, pueden aparecer diarrea y vómitos. Quienes inhalan sulfotep suelen estar desorientados y tener dificultades para respirar. Una dosis tóxica puede provocar coma o la muerte después de 24 horas. El punto de las 24 horas posteriores a la intoxicación es crucial. Si la dosis no es letal, los síntomas desaparecerán gradualmente después de este período. [ 28 ] [ 29 ]

En las pruebas no se observaron efectos embriotóxicos ni teratogénicos. Tampoco se detectaron indicios de efectos carcinogénicos. Solo resultó mutagénico en una cepa de S. typhimurium . En otras cuatro cepas bacterianas, así como en ratas y ratones, no mostró ningún efecto mutagénico.

Se conocen dos casos de toxicidad aguda en humanos. La actividad de la colinesterasa en estas personas se redujo. Tardaron 20 y 28 días respectivamente en recuperarse. [ 26 ] Los síntomas de intoxicación más importantes se muestran en la siguiente tabla. [ 30 ]

Referencias

  1. ↑ Eula Bingham, Barbara Cohrssen y Charles H. Powell. Toxicología de Patty . Vol.  7 (5.ª  ed.). John Wiley and Sons.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 CID 19395 de PubChem
  3. 1 2 3 4 5 Guía de bolsillo del NIOSH sobre riesgos químicos. "#0586" . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  4. ↑ Detalles del producto chemkoo.com
  5. 1 2 Georg Kimmerle y Otto R. Klimmer, ''Toxicidad aguda y subcrónica del sulfotep'', Arch. Toxicol. 33, 1-16 (1974)
  6. ↑ Toxicidad del sulfotep
  7. 1 2 "TEDP" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional .
  8. 1 2 3 4 Tetraetil ditiopirofosfato , consultado el 30 de julio de 2013
  9. 1 2 3 4 5 6 TETRAETIL DITIOPIROFOSFATO , consultado el 29 de julio de 2013
  10. 1 2 3 Sulfotepp (PDF) , octubre de 1999, archivado del original (PDF) el 6 de octubre de 2006 , recuperado el 31 de julio de 2013.
  11. ↑ Fest, Christa; Schmidt, Karl-Julius (1982). La química de los plaguicidas organofosforados . Springer. doi : 10.1007/978-3-642-68441-8 . ISBN 978-3-642-68443-2. S2CID 33095322 . La historia de los inhibidores de la colinesterasa: ¿quién fue Moschnin(e)?
  12. ↑ Toy, ADF (1948). "La preparación de pirofosfato de tetraetilo y otros pirofosfatos de tetraalquilo". Journal of the American Chemical Society . 70 (11): 3882– 3886. Bibcode : 1948JAChS..70.3882T . doi : 10.1021/ja01191a104 . PMID 18102975 . 
  13. ↑ Thomas A. Unger, Manual de síntesis de plaguicidas – página 387
  14. 1 2 3 Base de datos de sustancias químicas ocupacionales de OSHA/EPA , consultada el 15 de febrero de 2017.
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  16. ↑ Tetraetil ditiopirofosfato , consultado el 30 de julio de 2013
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  18. ↑ Keith, Lawrence H.; Walters, Douglas B. (1992), Compendio de solubilidad química del Programa Nacional de Toxicología , CRC Press, ISBN 9780873716536
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  21. ↑ Haz-Map , abril de 2013, archivado del original el 7 de marzo de 2013 , consultado el 31 de julio de 2013.
  22. 1 2 Floyd F. Smith, RA Fulton (junio de 1950), Tetraetil ditiofosfato en aerosoles para el control de insectos de invernadero , Washington, DC : Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Administración de Investigación Agrícola, Oficina de Entomología y Cuarentena Vegetal 
  23. 1 2 Floyd F. Smith, RA Fulton (junio de 1950), Tetraetil ditiofosfato en aerosoles para el control de insectos de invernadero , Washington, DC : Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, Administración de Investigación Agrícola, Oficina de Entomología y Cuarentena Vegetal 
  24. ^ Sulfotep , Bayer MAK 24, Lieferung 1997.
  25. 1 2 Timbrell John A., Principios de toxicología bioquímica, 4.ª edición, 2009. Informa Healthcare, Nueva York. págs. 91 y 99
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  28. ↑ "Fichas internacionales de seguridad química ICSC:NDUT0985 (OMS/IPCS/OIT) | CDC/NIOSH" . www.cdc.gov . Archivado del original el 24 de enero de 2008.
  29. ↑ Chemwatch, Sulfotep sc-251093. Hoja de datos de seguridad del material. https://datasheets.scbt.com/sc-251093.pdf
  30. ↑ Fichas Internacionales de Seguridad Química, ICSC: 0985, https://www.cdc.gov/niosh/ipcsndut/ndut0985.html
  • Sulfotep en la base de datos de propiedades de plaguicidas (PPDB)