Dinosaurio
Compuesto químico utilizado como herbicida.
Dinosaurio
Nombres
Nombre IUPAC preferido
2-(butan-2-il)-4,6-dinitrofenol
Otros nombres
2-( sec -butil)-4,6-dinitrofenol
Identificadores
  • 88-85-7 controlarY
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
EBICh
  • CHEBI:34719 controlarY
Araña química
  • 6684 controlarY
Tarjeta informativa de la ECHA100.001.692
Número CE
  • 201-861-7
BARRIL
  • C14302 controlarY
Identificador de centro de PubChem
  • 6950
UNIVERSIDAD
  • YD44ZEM22M controlarY
Número de la ONU2779 2902
  • DTXSID3020207
  • InChI=1S/C10H12N2O5/c1-3-6(2)8-4-7(11(14)15)5-9(10(8)13)12(16)17/h4-6,13H,3H2, 1-2H3 controlarY
    Clave: OWZPCEFYPSAJFR-UHFFFAOYSA-N controlarY
  • InChI=1/C10H12N2O5/c1-3-6(2)8-4-7(11(14)15)5-9(10(8)13)12(16)17/h4-6,13H,3H2, 1-2H3
    Clave: OWZPCEFYPSAJFR-UHFFFAOYAU
  • [O-][N+](=O)c1cc(cc(c1O)C(CC)C)[N+]([O-])=O
Propiedades
C10H12N2O5​​​​​​​
Masa molar240,215  g·mol −1
Densidad1,35 g/ cm3
Punto de fusión38–42 °C (100–108 °F; 311–315 K)
Acidez (p K a )4.4 [1]
Peligros
Etiquetado SGA :
GHS06: TóxicoGHS08: Peligro para la saludGHS09: Peligro ambientalGHS05: Corrosivo
Peligro
H300 , H311 , H315 , H317 , H318 , H360 , H410 [2]
P201 , P273 , P280 , P302+P352 , P305+P351+P338 , P310 [2]
Ficha de datos de seguridad (FDS)[2]
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Compuesto químico

Dinoseb es un nombre común en la industria para el 6-sec-butil-2,4-dinitrofenol, un herbicida de la familia de los dinitrofenoles . Es un sólido cristalino de color naranja que no se disuelve fácilmente en agua. El dinoseb está prohibido como herbicida en la Unión Europea (UE) y los Estados Unidos debido a su toxicidad.

También se utiliza como inhibidor de la polimerización , donde a menudo se lo denomina DNBP. Se utiliza para prevenir la polimerización inducida térmicamente del estireno y otros monómeros insaturados cuando se purifican por destilación.

Historia

En 1892, el dinitro- orto -cresol (2,4-dinitro-6-metilfenol), un compuesto químico estrechamente relacionado con el dinoseb, fue descubierto en Alemania y utilizado por primera vez como insecticida . Más tarde también se utilizó como herbicida y fungicida después de que se descubrieron esas características. En 1945, el grupo orto -metilo fue reemplazado por un grupo sec -butilo, produciendo dinoseb. Este compuesto tenía una actividad de contacto y estomacal superior en insectos y ácaros. [3] El dinoseb se comercializó en 1945 y fue aprobado para su uso en los Estados Unidos según los datos de seguridad de Industrial Bio-Test Laboratories. [4] El 13 de enero de 1984, el barco danés Dana Optima perdió 80 bidones de dinoseb durante su viaje desde North Shields , Inglaterra a Esbjerg , Dinamarca. Después de cuatro meses, se encontraron y recuperaron 72 bidones. [5] El dinoseb fue retirado del mercado en 1986 debido a un aumento del riesgo de malformaciones congénitas tras la exposición de las trabajadoras agrícolas a esta sustancia química. También podía causar esterilidad en los hombres expuestos a ella. [6]

Usos

El dinoseb es un herbicida que en el pasado se utilizaba ampliamente para el control de las malas hierbas en cultivos como la soja, las verduras, las frutas y los frutos secos o los cítricos. En la actualidad, el dinoseb está prohibido en la UE y en los Estados Unidos debido a su alta toxicidad. Sin embargo, el dinoseb todavía se utiliza en China, por ejemplo, como lo demuestra el hecho de que se encuentra en el agua de lluvia y potable. Hoy en día, se pueden utilizar otros herbicidas más seguros. [7] El dinoseb también se utilizaba como insecticida para proteger las uvas. En Internet, el dinoseb y otros dinitrofenoles se compran como pastillas para adelgazar. Sin embargo, es muy peligroso y muchas personas han muerto por sobredosis accidental. [8]

Mecanismo de acción

El dinoseb es un desacoplador de la fosforilación oxidativa . Es un ácido débil que puede atravesar las membranas lipídicas cuando se encuentra en forma no disociada.

Utiliza esta propiedad para transportar protones a través de la membrana mitocondrial interna (MMI). [9] Los protones son captados del espacio intermembrana y después del transporte a través de la MMI, son liberados nuevamente en la matriz mitocondrial . El dinoseb en la forma disociada tiene carga negativa, lo que hace que se mueva al espacio intermembrana debido al gradiente electroquímico que existe a través de la MMI. La carga negativa se deslocaliza sobre el anillo, lo que aumenta la permeabilidad de la membrana del anión.

Al reducir el gradiente de protones, dinoseb elimina la capacidad de la célula de producir ATP, lo que provoca la muerte de la célula.

El dinoseb también es un inhibidor débil del complejo mitocondrial III [10] y del complejo II de la cadena respiratoria. [11]

En las plantas, el dinoseb también inhibe la fotosíntesis al inhibir el flujo de electrones del fotocomplejo II a la plastoquinona . [12] Como resultado, la plastoquinona no puede crear un gradiente de protones y la ATP sintasa no produce ATP . Además, el NADP no se puede reducir para formar NADPH, lo que elimina la capacidad de crear glucosa a partir del dióxido de carbono . Esto también conduce a la muerte celular.

Metabolismo y biotransformación

Mecanismo de las plantas para producir ATP. El fotocomplejo II es inhibido por dinoseb, por lo que el NADP no puede reducirse a NADPH y se elimina la capacidad de crear glucosa a partir del dióxido de carbono.

Tras la administración oral de dinoseb marcado con 14 C a ratas y ratones, se observó que entre el 40 y el 65 % del 14 C se excretaba en la orina y entre el 30 y el 40 % acababa en las heces. Los datos de TLC mostraron la presencia de diferentes metabolitos de dinoseb, aunque no se identificaron. [13] Este hallazgo fue confirmado por diferentes estudios in vitro e in vivo.

En un estudio se administró 14 C-dinoseb a ratones preñados. Los datos mostraron que la tasa de absorción tras la administración intraperitoneal era mucho mayor que tras la administración oral. Además, se encontraron moléculas que contenían 14 C en todos los tejidos de la madre y del embrión, aunque los tejidos embrionarios contenían una concentración menor.

Tres horas después de la administración oral o intraperitoneal, el 14C en los riñones y el hígado de la madre estaba compuesto aproximadamente por un 50% de dinoseb y un 50% de metabolitos. Sin embargo, el 14C en los riñones y el hígado del embrión estaba compuesto por un 85% de dinoseb después de la administración oral y un 57% después de la administración intraperitoneal.

Toxicidad

El dinoseb es altamente tóxico cuando se ingiere , inhala o entra en contacto con la piel. Los síntomas incluyen fatiga, sudoración, dolores de cabeza, náuseas, dolores de estómago y fiebre. [14] También es irritante para los ojos. El contacto con la piel causa quemaduras y se vuelve amarillento. Para las mujeres embarazadas esta sustancia es especialmente peligrosa ya que puede causar defectos de crecimiento en los fetos (es teratogénico ).

El dinoseb interfiere con la fosforilación oxidativa actuando como un desacoplador , que es la producción de ATP en las mitocondrias . Esto se hace al hacer que la membrana interna de las mitocondrias sea más permeable a los protones. Los protones pueden regresar a la matriz mitocondrial más fácilmente, lo que resulta en una menor diferencia en la concentración de protones a ambos lados de la membrana mitocondrial interna. En otras palabras: el gradiente de protones es menor, por lo que el potencial de membrana será menor. Como el potencial de membrana es la fuerza impulsora para la producción de ATP, la célula es incapaz de producir energía. [15]

La exposición al dinoseb también induce la liberación de calcio mediada por ER, lo que resulta en un aumento de los niveles intracelulares de calcio. A esto le sigue la activación de la caspasa , que es una proteasa involucrada en la apoptosis celular . Las células supervivientes tienen un aumento de los niveles de alfa-sinucleína que conduce a la neurodegeneración dopaminérgica . [7]

El dinoseb puede atravesar membranas biológicas como la barrera hematoencefálica y la barrera placentaria . Esto explica por qué el dinoseb es particularmente peligroso para las mujeres embarazadas. Si el compuesto puede atravesar la barrera placentaria, el feto quedará expuesto al dinoseb a través de la sangre de la madre. [7]

Los valores de LD50 oral de dinoseb varían de 14 a 114 mg/kg en ratas, ratones, conejos y cobayas. [8] Para los humanos, esto es de 5 a 50 mg/kg. [16]

Efectos sobre los animales

El dinoseb no sólo es un compuesto tóxico para los humanos sino también para animales como ratas, peces y pájaros.

Ratas: El dinoseb causa toxicidad aguda en ratas después de una dosis única después de unos catorce días. Alrededor del 50% de las ratas mueren cuando se les administra 25–28 mg/kg de dinoseb por vía oral. Se necesita mucho más cuando las ratas están expuestas al dinoseb a través de la piel. En este caso, el 50% muere cuando las ratas están expuestas a 80 mg/kg. Cuando se inyecta dinoseb, una dosis de 20 mg/kg causará la muerte del 50% de las ratas. [16] Pero también en ratas resultó que el dinoseb era capaz de atravesar la placenta y, por lo tanto, causa efectos embriotóxicos y teratogénicos . [14]

Peces: El dinoseb también es muy tóxico para los peces, ya que estos pueden absorberlo muy rápidamente. Para peces pequeños como los peces dorados, solo se necesitan 0,4 ppm para matar a todos los peces del agua. Cuando un pez vive en un entorno de agua ácida, el dinoseb es más tóxico que cuando vive en un entorno de agua neutra o alcalina. Esto se debe a que el dinoseb es ligeramente ácido. [17]

Aves: Se ha comprobado que el dinoseb también es muy tóxico para las aves. Cuando se administra a las aves una dosis única de entre 7 y 9 mg/kg, aproximadamente el 50 % muere. La mayoría de las aves se exponen al dinoseb a través de pequeños arroyos de agua. [18]

Las investigaciones también han demostrado que el dinoseb es cancerígeno para los ratones hembra, pero no para los machos. [18]

Medidas de primeros auxilios

Actualmente, el dinoseb está prohibido en muchos lugares del mundo debido a la alta incidencia de defectos congénitos. Debido a esta prohibición, ya no hay mucha gente expuesta al dinoseb. Pero cuando alguien está expuesto, se pueden tomar algunas medidas de primeros auxilios. La víctima puede estar expuesta de cuatro formas: inhalación, piel, ojos e ingestión. Estas son las medidas de primeros auxilios para las cuatro formas de exposición:

Inhalación: La víctima debe recibir aire fresco. Si es necesario, se le puede administrar oxígeno y ventilación asistida. El broncoespasmo se puede tratar con aerosoles de agonistas beta2 y corticosteroides .

Piel: Se deben quitar las prendas y las joyas contaminadas a la víctima. Se deben lavar a fondo la piel, el cabello y las uñas de la víctima con jabón varias veces.

Ojos: Se deben enjuagar inmediatamente los ojos de la víctima con agua corriente durante al menos 20 minutos. Si es posible, se deben quitar las lentillas.

Ingestión: En primer lugar, se debe enjuagar la boca de la víctima. Se le debe administrar carbón vegetal en forma de papilla (240 ml de agua/30 g de carbón vegetal). Esto sólo es posible cuando la víctima está consciente.

En los cuatro casos la víctima debe consultar a un médico. [19]

Química

Síntesis

El primer paso en la síntesis de dinoseb es la síntesis de 2-(1-metilpropil)fenol a partir de 1-buteno y fenol . [20] Primero, se protona el 1-buteno para que se forme un carbocatión secundario . Esto solo puede ocurrir en condiciones ácidas. El carbocatión formado puede sufrir una sustitución aromática electrofílica con fenol . El producto de esta reacción es 2-(1-metilpropil)fenol.

El segundo paso en la síntesis de dinoseb es la nitración del 2-(1-metilpropil)fenol. En primer lugar, se forma el ion nitronio a partir de ácido nítrico y ácido sulfúrico . [21]

El 2-(1-metilpropil)fenol absorbe el ion nitronio para formar el ion arenio , que tiene tres estructuras de resonancia . El agua puede desprender el protón adicional para formar un compuesto neutro. [21]

El producto de esta reacción puede sufrir una segunda nitración para formar dinoseb.

Estereoisomería

Dinoseb es una mezcla racémica de dos enantiómeros .

Dinoseb
(2 estereoisómeros)
(S)-Dinosaurio
( S )-configuración		(R)-Dinosaurio
( R )-configuración

Véase también

Referencias

  1. ^ Szeto, Sunny Y.; Price, Patricia M. (septiembre de 1991). "Persistencia de residuos de pesticidas en suelos minerales y orgánicos en el valle Fraser de la Columbia Británica". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 39 (9): 1679–1684. doi :10.1021/jf00009a027.
  2. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Dinoseb. Recuperado el 24 de marzo de 2020.
  3. ^ Topliss, John (2 de diciembre de 2012). Relaciones cuantitativas entre estructura y actividad de los fármacos. Elsevier. pág. 427. ISBN 9780323146876.
  4. ^ Meyer, Carl (29 de diciembre de 1998). Testimonio experto: explicación y comprensión de la ciencia. CRC Press. pág. 149. ISBN 9780849311970.
  5. ^ Bockholts, P.; Heidebrink, I. (6 de diciembre de 2012). Derrames químicos y gestión de emergencias en el mar: Actas de la primera conferencia internacional sobre "Derrames químicos y gestión de emergencias en el mar", Ámsterdam, Países Bajos, 15-18 de noviembre de 1988. Springer Science & Business Media. págs. 325-328. ISBN 9789400908871.
  6. ^ Times, Philip Shabecoff, especial para The New York (8 de octubre de 1986). "ORDEN DE EMERGENCIA PROHÍBE PESTICIDAS DE USO MUY USADO". The New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 13 de marzo de 2017 .{{cite news}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  7. ^ abc Heusinkveld, daño J.; van Vliet, Arie C.; Nijssen, Peter CG; Westerink, Remco HS (11 de junio de 2016). "Caracterización del peligro neurotóxico in vitro de herbicidas dinitrofenólicos". Cartas de Toxicología . 252 : 62–69. doi :10.1016/j.toxlet.2016.04.014. hdl : 1874/345491 . ISSN  1879-3169. PMID  27106277.
  8. ^ ab Zaharia, M.; Tudorachi, L.; Pintilie, O.; Drochioi, C.; Gradinaru, R.; Murariu, M. (2016). "Los dinitrofenoles prohibidos aún generan problemas legales y forenses". Environmental Forensics . 17 (1): 120–130. Bibcode :2016EnvFo..17..120Z. doi :10.1080/15275922.2015.1133735. S2CID  112923764.
  9. ^ Walker, CH (26 de abril de 2001). Contaminantes orgánicos: una perspectiva ecotoxicológica. CRC Press. ISBN 9780748409617.
  10. ^ Saitoh, I., Miyoshi, H., Shimizu, R. y Iwamura, H. (1992). "Comparación de la estructura del sitio redox de quinona en el complejo citocromo-bc1 mitocondrial y el fotosistema II (sitio QB)". Eur. J. Biochem . 209 (1): 73–79. doi :10.1111/j.1432-1033.1992.tb17262.x. PMID  1327783.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  11. ^ KS Oyedotun, BD Lemire (1997). "El extremo carboxilo terminal de la subunidad de membrana de la succinato deshidrogenasa de Saccharomyces cerevisiae, SDH4p, es necesario para la reducción de la ubiquinona y la estabilidad de la enzima*". J Biol Chem . 272 ​​(50): 31382–8. doi : 10.1074/jbc.272.50.31382 . PMID  9395469.
  12. ^ Matsunaka, S.; Hutson, DH; Murphy, SD (22 de octubre de 2013). Modo de acción, metabolismo y toxicología: Química de pesticidas: bienestar humano y medio ambiente. Elsevier. ISBN 9781483150451.
  13. ^ Gunther, Francis A.; Gunther, Jane Davies (6 de diciembre de 2012). Revisiones de residuos: Residuos de pesticidas y otros contaminantes en el medio ambiente total. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461393948.
  14. ^ ab "Dinoseb - Toxipedia". www.toxipedia.org . Consultado el 13 de marzo de 2017 .
  15. ^ Palmeira, CM; Moreno, AJ; Madeira, VMC (1994). "Interacciones de los herbicidas 2,4-D y Dinoseb con la bioenergética mitocondrial hepática". Toxicología y farmacología aplicada . 127 (1): 50–57. Bibcode :1994ToxAP.127...50P. doi :10.1006/taap.1994.1138. PMID  8048053.
  16. ^ ab Copius Peereboom, JW (1991). ¿Cómo es la situación de milieugevaarlijke? . págs. 179–183. ISBN 978-90-6009-477-8.
  17. ^ "EXTOXNET PIP - DINOSEB". extoxnet.orst.edu . Consultado el 13 de marzo de 2017 .
  18. ^ ab "Dinoseb". pmep.cce.cornell.edu . Consultado el 13 de marzo de 2017 .
  19. ^ "Hojas de datos de seguridad de materiales 222: Dinoseb" (PDF) . Central Pollution Control Board . Consultado el 16 de marzo de 2017 .
  20. ^ Ashford, RD (1994). Diccionario Ashford de productos químicos industriales . Londres, Inglaterra: Wavelength Publications Ltd. pág. 159. ISBN 978-0-9522674-3-0.
  21. ^ ab "Capítulo 21: Reacciones de los aromáticos". research.cm.utexas.edu . Consultado el 13 de marzo de 2017 .
  • Ficha técnica de la EPA de EE. UU.
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