Organofosfat

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Structura generală a organofosfaților

Termenul organofosfat sau organofosfor (uneori abreviat OP ) indică generic esterii acidului fosforic . Fosfații sunt probabil cei mai comuni compuși organofosforici. Mulți dintre cei mai importanți compuși biochimici sunt organofosfații, inclusiv ADN și ATP , precum și mulți cofactori esențiali vieții. Organofosfații sunt, de asemenea, baza multor insecticide , erbicide și gaze nervoase . Acestea sunt utilizate pe scară largă ca solvenți , plastifianți și aditivi EP.

Organofosfații sunt folosiți pe scară largă atât în ​​aplicații naturale, cât și sintetice datorită ușurinței cu care grupările organice pot fi legate între ele. Fiind un acid triprotic , acidul fosforic poate forma triesteri în timp ce un acid monocarboxilic formează doar monoesteri. Esterificarea implică atașarea grupărilor organice la fosfor prin medierea oxigenului . Precursorii acestor esteri sunt alcoolii . Cuprinzând numeroasele mii de compuși naturali și sintetici, alcoolii sunt diferiți și răspândiți.

OP (OH) 3 + ROH → OP (OH) 2 (OR) + H 2 O
OP (OH) 2 (OR) + R'OH → OP (OH) (OR) (OR ') + H 2 O
OP (OH) (OR) (OR ') + R "OH → OP (OR) (OR') (OR") + H 2 O

Esterii fosfat, care mențin grupele OH, sunt acizi și parțial deprotonați în soluție apoasă. De exemplu, ADN și ARN sunt polimeri de tip PO 2 (OR) (OR ') - n . Polifosfații formează, de asemenea, esteri. Un exemplu important de ester polifosfat este ATP , care este un monoester de acid trifosforic (H 5 P 3 O 10 ).

Alcoolii pot fi detașați de esterii fosfatului prin hidroliză , care este opusul reacției de mai sus. Din acest motiv, esterii fosfatului sunt precursori ai grupărilor organice în biosinteză .

Insecticide organofosfat

În domeniul sănătății și agricole, organofosforici denumire sau esterul phosphorganic sau fosforic se referă la un grup de insecticide sau agenți care acționează asupra nervilor acetilcolinesterazei enzima . Termenul este adesea folosit pentru a descrie practic toți compușii organici care conțin fosfor pentavalent, cu o atenție deosebită la neurotoxine . Mulți dintre așa-numiții organofosfați conțin legături C - P. De exemplu, sarinul este O- izopropil metilfosfonofluorură, care este derivat formal din HP (O) (OH) 2 și nu din acidul fosforic. Mulți compuși derivați din acidul fosfinic sunt folosiți și ca fosfor organic care conține neurotoxine.

Insecticidele organofosfate (cum ar fi Sarin și VX ) inhibă ireversibil acetilcolinesteraza, care este o enzimă esențială pentru funcția nervoasă a insectelor , a oamenilor și a multor alte specii de animale. Organofosfații acționează asupra enzimei în diferite moduri, în funcție de potențialul lor. De exemplu, parationul , unul dintre primii organofosfați comercializați, este de multe ori mai puternic decât malathionul, un insecticid folosit pentru combaterea mustei fructelor mediteraneene și a virusului Nilului de Vest transmis de țânțari.

Aceste insecticide se descompun rapid prin hidroliză sub expunerea la lumina soarelui, aer și sol, deși cantități mici pot fi găsite în alimente și apă potabilă. Capacitatea lor de a se degrada le face o alternativă importantă la insecticidele organoclorurate obișnuite, cum ar fi DDT , aldrin și dieldrin . Deși organofosfații se degradează mai rapid decât organoclorurile, aceștia posedă o toxicitate acută mai mare, punând oamenii în pericol atunci când sunt expuși la cantități mari.

Organofosfații cei mai des folosiți sunt

Neurotoxine fosfororganice

Istoria gazelor nervoase

Pionierii în acest domeniu au fost Jean Louis Lassaigne (începutul secolului al XIX-lea) și Philip de Clermount ( 1854 ). În 1932 , chimistul german Willy Lange și studentul și colaboratorul său, Gerde von Krueger, au descris mai întâi efectele colinergice asupra sistemului nervos al organofosfaților, observând un sentiment de sufocare și întunecare a vederii după expunere. Această descoperire l-a determinat pe chimistul german Gerhard Schrader la IG Farben în anii 1930 să experimenteze acești compuși ca insecticide. Posibilitatea utilizării acestor compuși în scopuri militare a devenit curând evidentă, iar guvernul nazist i-a încredințat lui Schrader sarcina de a dezvolta gaze nervoase fosfororganice. Laboratorul Schrader a descoperit arme catalogate ca Seria G , care include Sarin , Tabun și Soman . Naziștii au produs cantități mari din acești compuși, deși nu au fost folosiți în timpul celui de-al doilea război mondial (probabil de teamă că aliații ar deține arme similare). La rândul lor, britanicii au experimentat cu un organofosfat colinergic numit diizopropilfluorofosfat (DFP) în timpul războiului. Britanicii au produs și VX la începutul anilor 1950, de multe ori mai puternic decât seria G.

După al doilea război mondial, companiile americane au obținut acces la unele informații din laboratorul Schrader și au început să sintetizeze insecticide fosfororganice pe scară largă. Parathione a fost printre primele comercializate, urmat de malathione și azinfosmetil . Popularitatea acestor insecticide a crescut după ce multe insecticide organoclorurate precum DDT , dieldrina și heptaclor au fost interzise în anii 1970.

Caracteristicile structurale ale neurotoxinelor fosforganice

Neurotoxinele fosfororganice posedă următoarele caracteristici structurale:

  • Un oxigen terminal conectat la fosfor printr-o legătură dublă (grupa fosforil);
  • Două grupări lipofile legate de fosfor
  • Un grup instabil electronic legat de fosfor, adesea o halogenură

Terminal de oxigen sau sulf

Compușii tiofosforilici, cei care posedă grupa funcțională P = S, sunt mult mai puțin toxici decât derivații lor de fosforil, care includ sarin , VX și tetraetil pirofosfat . Compusul tiofosforil nu este un inhibitor activ al acetilcolinesterazei la mamifere și insecte ; la mamifere metabolismul animalelor tinde să îndepărteze grupurile lipofile din atomul de fosfor, în timp ce o insectă tinde să oxideze compusul prin îndepărtarea terminalului de sulf și înlocuirea acestuia cu un terminal de oxigen care activează compusul ca inhibitor al acetilcolinesterazei.

Reglaj fin

Datorită acestor caracteristici, a fost utilizat un număr mare de grupuri lipofile și labile. Variația acestor grupuri este unul dintre mijloacele de reglare fină a toxicității compusului. Un exemplu al acestei chimii sunt compușii P - tiocianat care utilizează o grupare arii (sau un alchil ) și o grupare alchilamino ca grupări lipofile. Tiocianatul este grupul labil.

Unul dintre produsele reacției FC 2 P 2 S 4 cu dimetil-cianamidă

Într-un brevet german se afirmă că reacția 2,4-disulfidelor 1,3,2,4-ditiadifosfetanului cu alchil cianamidele formează compuși care conțin inele cu șase membri ( P - N = C -N = C- S -). S-a dovedit că reacția 2,4-disulfurii de diferrocenil 1,3,2,4-dithiadiphosphethane (și a reactivului Lawesson ) cu dimetil cianamidă care, de fapt, formează un amestec de diverși compuși care conțin fosfor . În funcție de concentrația de dimetil cianamidă din soluție, se formează în principal un compus inelar cu șase elemente (PN = CSC = N-) sau un compus non- heterociclic (FcP (S) (NR2) (NCS)); celălalt compus se formează în cantități mai mici.

În plus, alți compuși sunt produși în cantități neglijabile în reacție. Nu este puțin probabil ca compusul inelar (PN = CSC = N-) (sau un izomer al acestuia ) să acționeze ca agent protector pentru plante, dar compușii (FcP (S) (NR 2 ) (NCS)) acționează ca otrăvuri nervoase la insecte .

Otravire cu organofosfat

Multe organofosfați sunt neurotoxine puternice, care inhibă acțiunea acetilcolinesterazei (AChE) în celulele nervoase. Acestea sunt printre principalele cauze de otrăvire la nivel mondial și sunt frecvent utilizate pentru sinucideri în zonele agricole. Toxicitatea lor nu se limitează la faza acută, dar provoacă efecte cronice semnificative. Neurotransmițători precum acetilcolina (care este crescută în peretele sinaptic de către organofosfații activi) sunt foarte importanți pentru dezvoltarea creierului și mulți organofosfați au efecte neurotoxice asupra organismelor chiar și atunci când sunt expuși la niveluri scăzute. Singurul antidot este administrarea pralidoximei într-un timp scurt (înainte ca legătura dintre organofosfat și AchE să devină ireversibilă) și atropină, pentru a contracara efectele toxice ale Ach la doze mari.

Bibliografie

Alte proiecte

linkuri externe

Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Organophosphate&oldid=122239910 ”