Фосфорорганічні сполуки

Загальна характеристика фосфорорганічних сполук

Фосфорорганічні сполуки (ФОС)

Перші органічні інсектициди, похідні фосфорної кислоти (метілдіметілтріметіл-фосфіни), були синтезовані в 1846 Ці сполуки не були до кінця вивчені, так як мали надзвичайно високу токсичність щодо теплокровних і могли загорятися на повітрі.

У 1905 Б.А. Арбузов і його колеги відкрили новий шлях створення органічних сполук фосфору, які мали пестицидні властивості.

Основний пошук і вивчення фосфорорганічних сполук були спрямовані на бойові отруйні речовини. Ці роботи проводилися в США, Англії та Німеччини. У 1940 німецькі вчені створили табун, зарин, зоман, одночасно були отримані деякі інсектицидні речовини.

Нещодавно фосфорорганічні сполуки були найпоширенішими в світовому пестицидному асортименті. На їх основі було створено понад 200 різних препаратів, які використовувалися як інсектициди, акарициди, нематоциди, фунгіциди, бактерициди, гербіциди, регулятори росту рослин тощо.

Такий значний асортимент фосфорорганічних сполук (ФОС) пов`язаний з наявністю у цього класу в порівнянні з хлорорганическими (МОС), на зміну яким вони прийшли, багатьох позитивних властивостей.

фосфорорганічні сполуки характеризуються широким розмаїттям пестицидного дії. Серед них є речовини з короткостроковою контактною дією, які ефективні проти сисних комах і рослиноїдних кліщів. друга група з`єднань має системну дію, вони здатні швидко проникати в рослину і поширюватися в ній судинною системою в різних напрямках. третя група одночасно має контактна і кишкову дію і є ефективною проти комах з гризучий ротовим апаратом. Такий поділ фосфорорганічних сполук є умовним, так як ряд з`єднань одночасно характеризується контактним і системним дією, інші - контактної і контактно-кишковим дією.

Фосфорорганічні пестициди тривалий час широко використовувалися для захисту від шкідливих організмів. В історичному ракурсі це був значний крок у розвитку хімічного методу захисту рослин.

Згодом препарати з негативними показниками були заборонені для використання в сільському господарстві. Основною перевагою фосфорорганічних сполук є відносно низька їх стійкість у навколишньому середовищі.

Контактні фосфорорганічні сполуки здатні зберігатися на поверхні оброблених об`єктів і знищувати шкідників тільки при безпосередньому контакті з препаратом. Значна кількість пестицидів цієї групи здатні проникати в листя оброблених рослин, але це проникнення обмежується кутикулою або верхніми шарами паренхімних клітин, а поширення діючих речовин судинною системою не відбувається (квазі-системний спосіб дії).

Системні фосфорорганічні сполуки при нанесенні їх на вегетуючі органи рослин здатні проникати в листя, а при внесенні в грунт - поглинаються кореневою і судинною системами і поширюються по всій рослині. За допомогою системних препаратів можна ефективно знищувати сисних і шкідників, що живуть «потайки» - приховано.

Системні препарати мають більш тривалу захисну дію в порівнянні з контактними. Завдяки наявності в рослині вони надають їй токсичних властивостей і захищають від личинок шкідників, що живуть приховано, і тих комах, які мігрують з сусідніх ділянок. Особливістю токсичної дії системних фосфорорганічних сполук є їх здатність під впливом ферментів перетворюватися в нові сполуки з більш високою пестицидного активністю, що і визначає їх високу біологічну ефективність.

Першим інсектицидом системної дії, який використовувався проти попільниці, був шрадан.

В основі механізму пестицидного активності фосфорорганічних сполук лежить здатність пригнічувати ферменти - естерази, зокрема холінестеразу, що має важливе значення в організмах шкідників і теплокровних. Фосфорорганічні сполуки діють на холінестеразу, яка гідролізує ацетилхолін, що утворюється в нервово-м`язових закінченнях при передачі імпульсів для руху організму. Зменшення активності холінестерази і накопичення в крові ацетилхоліну характеризує отруєння організму.

При відсутності холінестерази ацетилхолін накопичується в організмі комах, теплокровних і порушує м`язові реакції органів, викликає значні поразки і повне відмирання організму. Гідроліз холінестерази в організмі відбувається дуже повільно. Стійкість фосфорильованій холінестерази до гідролізу залежить від характеру алкоксигрупи, пов`язаних з фосфором. Швидше відбувається гідроліз у випадках пригнічення холінестерази диметилового ефіру кислот (ДМЕ) фосфору, значно важче - після впливу діетиловий і необоротно пригнічують холінестеразу діізопріловие ефіри.

Процес інгібування холінестерази грає важливу роль в механізмі дії фосфорорганічних сполук, який неможливо пояснити тільки антихолінестеразними властивостями. В організмі можуть існувати інші чутливі до фосфорорганічних сполук біохімічні системи, зв`язування або порушення яких основою інтоксикації, але не знаходить пояснення в антихолінестеразну теорії.

У механізмі вибіркової токсичності фосфорорганічних сполук велике значення мають процеси їх детоксикації. Найбільш перспективні ті фосфорорганічні пестициди, які в організмі ссавців і людей в процесі детоксикації утворюють нетоксичні метаболіти. Токсикологічними дослідженнями виділено препарати, що мають невисоку токсичність і достатню інсектицидну і акарицидну дію. Встановлено паралітичний ефект фосфорорганічних сполук обумовлена ​​не антихолінестеразними, а іншими, ще не вивченими властивостями.

Значні зміни від фосфорорганічних сполук виявлені з боку серцево-судинної системи. Недоліками ФОС є їх висока гостра токсичність для людей і тварин, а також швидке формування резистентних популяцій шкідників при систематичному їх застосуванні.

Більше пестицидів проникає в організм людини з навколишнього середовища з продуктами харчування, особливо рослинного походження. Вони можуть зберігатися в кількостях, що перевищують гранично допустимі рівні (МДР) протягом декількох місяців. В Україні заборонені для використання препарати, що належать до першої групи гігієнічної класифікації: тиофос, метилетилтіофос, меркап, тофос, до середньотоксічним - метафос, ДДВФ, фталофос, цідіал, хлорофос, трихлорметафос-3, метілнітрофос, карбофос, а також препарати з низькою токсичністю - сайфос, бромофос, Гардоне і ін.

Фосфорорганічні сполуки основному не мають місцевого дратівної ефекту. Ця особливість підвищує небезпеку отруєння при попаданні їх на шкіру, а також при проникненні через неушкоджену шкіру у вигляді пари.

Надходження через неушкоджену шкіру відбувається за рахунок високої розчинності в жирах і жироподібних речовинах. Тому при роботі з пестицидами цієї групи не рекомендується при харчуванні вживати жири.