Fluoracetát sodný - Sodium fluoroacetate

Fluoracetát sodný
Fluoracetát sodný-2D-skeletal.svg
Fluoracetát sodný-xtal-3D-SF.png
Několik molekul fluoroacetátu sodného uspořádaných v krystalu. Fluoriny jsou zobrazeny žlutě, sodík fialově, kyslík červeně.
Jména
Název IUPAC
2-fluoracetát sodný
Ostatní jména
1080; SFA; Monofluoroacetát sodný; Složená 1080
Identifikátory
3D model ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA 100 000 499 Upravte to na Wikidata
KEGG
Číslo RTECS
UNII
  • InChI = 1S / C2H3FO2.Na / c3-1-2 (4) 5; / h1H2, (H, 4,5); / q; + 1 / p-1 šekY
    Klíč: JGFYQVQAXANWJU-UHFFFAOYSA-M šekY
  • InChI = 1 / C2H3FO2.Na / c3-1-2 (4) 5; / h1H2, (H, 4,5); / q; + 1 / p-1
    Klíč: JGFYQVQAXANWJU-REWHXWOFAP
  • [Na +]. [0-] C (= 0) CF
Vlastnosti
NaFC 2 H 2 O 2
Molární hmotnost 100,0 g / mol
Vzhled Načechraný, bezbarvý až bílý prášek
Zápach bez zápachu
Bod tání 200 ° C (392 ° F; 473 K)
Bod varu Rozkládá se
rozpustný
Nebezpečí
Hlavní rizika Toxický, hořlavý
R / S prohlášení (zastaralé) R26 R27 R28
Bod vzplanutí ?
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
1,7 mg / kg (potkan, orálně)
0,34 mg / kg (králík, orálně)
0,1 mg / kg (potkan, orálně)
0,3 mg / kg (morče, orálně)
0,1 mg / kg (myš, orálně)
NIOSH (limity expozice USA pro zdraví):
PEL (přípustné)
TWA 0,05 mg / m 3 [kůže]
REL (doporučeno)
PEL 0,05 mg / m 3 ST 0,15 mg / m 3 [kůže]
IDLH (okamžité nebezpečí)
2,5 mg / m 3
Není-li uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v jejich standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit  ( co je   ?) šekY☒N
Reference Infoboxu

Fluoroacetát sodný je organofluorových chemická sloučenina se vzorcem FCH 2 CO 2 Na. Tato bezbarvá sůl má podobnou chuť jako chlorid sodný a používá se jako metabolický jed . Sodné i draselné soli jsou deriváty kyseliny fluoroctové .

Historie a výroba

Účinnost fluoracetátu sodného jako rodenticidu byla hlášena v roce 1942. Název „1080“ označuje katalogové číslo jedu, který se stal jeho značkou.

Sůl se syntetizuje zpracováním chloracetátu sodného s fluoridem draselným .

Přirozený výskyt

Fluoracetát se přirozeně vyskytuje v nejméně 40 rostlinách v Austrálii , Brazílii a Africe . Je to jeden z pouhých pěti známých přírodních produktů obsahujících organický fluor.

Výskyt fluoroacetátu u druhů Gastrolobium

Gastrolobium je rod kvetoucích rostlin z čeledi Fabaceae . Tento rod se skládá z více než 100 druhů a všichni kromě dvou pocházejí z jihozápadní oblasti Západní Austrálie, kde jsou známí jako „jedovatý hrášek“. Gastrolobium rostoucí v jihozápadní Austrálii koncentruje fluoracetát z půd s nízkým obsahem fluoridů. Vačice běloocasá, krysy keřové a klokani západní pocházející z této oblasti jsou schopny bezpečně jíst rostliny obsahující fluoroacetát, ale hospodářská zvířata a introdukované druhy z jiných částí Austrálie jsou vysoce náchylné k jedu, stejně jako druhy zavlečené mimo Austrálii, například jako liška . Skutečnost, že mnohodruhů Gastrolobium má také vysokou sekundární toxicitu pro nepůvodní masožravce, se považuje za omezenou schopnost koček vytvářet populace v místech, kde rostliny tvoří hlavní část podrostové vegetace.

Přítomnost druhů Gastrolobium v západní Austrálii často nutila farmáře „skalpovat“ jejich půdu, to znamená odstranit vrchní půdu a veškeré semeno jedovatého hrachu, které může obsahovat, a nahradit ji novou půdou bez jedovatého hrachu získanou z jinde, kde sejí plodiny. Podobně po požárech v severozápadním Queenslandu musí dobytkáři stěhovat dobytek, než se z popela vynoří jedovatý druh Gastrolobium grandiflorum .

Dichapetalum cymosum

Příbuzná sloučenina fluoracetát draselný se přirozeně vyskytuje u nejméně 40 druhů rostlin v Austrálii , na Novém Zélandu , v Brazílii a v Africe . Poprvé byl identifikován v Dichapetalum cymosum , běžně známém jako gifblaar nebo jedovatý list, Maraisem v roce 1944. Již v roce 1904 kolonisté v Sierra Leone používali k otrávení krys extrakty z Chailletia toxicaria , která také obsahuje kyselinu fluoroctovou nebo její soli. Několik původních australských rostlinných rodů obsahuje toxin, včetně Gastrolobium , Gompholobium , Oxylobium , Nemcia a Acacia . Novozélandský původce Puha obsahuje 1080 ve velmi nízké koncentraci.

Toxikologie

Fluoracetát sodný je toxický pro všechny povinné aerobní organismy a vysoce toxický pro savce a hmyz. Perorální dávka fluoroacetátu sodného, ​​která je pro člověka smrtelná, je 2–10 mg / kg.

Toxicita se liší podle druhu. New Zealand úřad pro bezpečnost potravin se sídlem letální dávky pro řadu druhů. Psi, kočky a prasata se zdají být nejvíce náchylní k otravě.

Enzym Fluoroacetát dehalogenáza byl objeven v půdní bakterie , které mohou detoxikovat Fluoroacetát v okolním médiu.

Mechanismus účinku

Fluoracetát je strukturně podobný acetátu, který hraje klíčovou roli v buněčném metabolismu. Tato podobnost je základem toxicity fluoroacetátu. Byly diskutovány dva související mechanismy jeho toxicity, přičemž oba začínají přeměnou fluoroacetátu na 2-fluorocitrát. 2-fluorocitrát vzniká kondenzací s oxaloacetátem s fluoracetyl koenzymem A , katalyzovaný citrátsyntázou . Fluorocitrát se velmi pevně váže na akonitázu , čímž zastavuje cyklus kyseliny citronové . Tato inhibice vede k akumulaci citrátu v krvi. Citrát a fluorocitrát jsou alosterické inhibitory fosfofruktokinázy-1 (PFK-1), klíčového enzymu v glykolýze . Když je PFK-1 inhibován, buňky již nejsou schopné metabolizovat uhlohydráty a připravují je tak o energii. Alternativně fluorocitrát interferuje s transportem citrátu v mitochondriích.

Příznaky

U lidí se příznaky otravy obvykle objevují mezi 30 minutami a třemi hodinami po expozici. Počáteční příznaky obvykle zahrnují nevolnost, zvracení a bolest břicha; následuje pocení, zmatenost a neklid. U významné otravy se vyvinou srdeční abnormality včetně tachykardie nebo bradykardie , hypotenze a změny EKG . Neurologické účinky zahrnují záškuby svalů a záchvaty; vědomí se postupně zhoršuje po několika hodinách, což vede ke kómatu . Smrt je obvykle způsobena ventrikulárními arytmiemi , progresivní hypotenzí nereagující na léčbu a aspirační pneumonií .

Příznaky u domácích zvířat se liší: psi mají tendenci vykazovat známky nervového systému, jako jsou křeče, vokalizace a nekontrolovatelný běh, zatímco velké býložravci, jako je skot a ovce, vykazují převážně srdeční příznaky.

Subletální dávky fluoroacetátu sodného mohou způsobit poškození tkání s vysokou energetickou potřebou - zejména mozku , pohlavních žláz , srdce , plic a plodu . Subletální dávky jsou obvykle úplně metabolizovány a vylučovány do čtyř dnů.

Léčba

Účinná antidota nejsou známa. Výzkum u opic ukázal, že použití glyceryl monoacetátu může zabránit problémům, pokud se podávají po požití fluoroacetátu sodného, ​​a tato terapie byla testována na domácích zvířatech s některými pozitivními výsledky. Teoreticky glyceryl monoacetát dodává octanové ionty, aby umožnil pokračování buněčného dýchání, které narušil fluoracetát sodný.

Experimenty NV Goncharova a spolupracovníků vedly k vývoji úspěšného terapeutického komplexu, který obsahuje fenothiazinovou sloučeninu, sloučeninu s kyselinou diovou a farmaceuticky přijatelný nosič. V dalším aspektu může farmaceutická kompozice zahrnovat fenothiazinovou sloučeninu, nitroesterovou sloučeninu, ethanol a farmaceuticky přijatelný nosič.

V klinických případech může být nutné použít myorelaxancia , antikonvulziva , mechanickou ventilaci a další podpůrná opatření. Několik zvířat nebo lidí bylo úspěšně léčeno po významném požití fluoroacetátu sodného.

V jedné studii byly bakterie ovčího střeva geneticky upraveny tak, aby obsahovaly enzym fluoroacetát dehalogenázu, který inaktivuje fluoracetát sodný. Bakterie byly podány ovcím, které poté po požití fluoroacetátu sodného vykazovaly snížené známky toxicity.

Použití pesticidů

Společný Brushtail possum, invazivní škůdce na Novém Zélandu, jehož populace je kontrolována pomocí fluoracetátu sodného

Fluoracetát sodný se používá jako pesticid , zejména pro druhy škůdců savců . Farmáři a pastevci používají jed k ochraně pastvin a plodin před různými býložravými savci. Na Novém Zélandu a v Austrálii se také používá ke kontrole invazivních nepůvodních savců, kteří se živí nebo soutěží s původní divočinou a vegetací.

Austrálie

V Austrálii byl fluoroacetát sodný poprvé použit v kontrolních programech pro králíky na počátku 50. let, kdy se má za to, že má „dlouhou historii prokázané účinnosti a bezpečnosti“. Je považována za kritickou součást integrovaných programů kontroly škůdců u králíků , lišek , divokých psů a divokých prasat. Od roku 1994 rozsáhlá kontrola lišek pomocí 1080 návnad na maso v západní Austrálii významně zlepšila počty populací několika původních druhů a poprvé vedla k vyřazení tří druhů savců ze seznamu ohrožených druhů státu. V Austrálii je menší přímá úmrtnost původních populací zvířat z 1080 návnad považována za přijatelnou ve srovnání s predátorskými a konkurenčními účinky zavedených druhů, které jsou spravovány pomocí 1080.

Western Shield je projekt na podporu populací ohrožených savců v jihozápadní Austrálii, který provedlo ministerstvo životního prostředí a ochrany západní Austrálie . Projekt zahrnuje distribuci masa s návnadou na fluoracetát ze vzduchu, aby zabil predátory . Divoké psy a lišky budou návnadové maso snadno jíst. Kočky představují větší potíže, protože obecně nemají zájem o úklid. Australská studie zadaná RSPCA však kritizovala 1080 a označila jej za nelidského zabijáka. Některé západní australské býložravci (zejména, místní poddruh z klokan dama , Macropus eugenii derbianus , ale ne poddruh M. e. Eugenii jižní Austrálie a M. e. Decres na Kangaroo Island ) mají, podle přirozeného výběru , který byl vypracován částečná imunita účinkům fluoroacetátu, takže jeho použití jako jedu může snížit vedlejší poškození některých původních býložravců specifických pro tuto oblast.

V roce 2011 bylo v rámci probíhajícího pokusu o největší invazivní operaci eradikace zvířat na světě - eradikaci lišek z oblasti - položeno přes 3 750 toxických návnad obsahujících 3 ml 1080 na 520 nemovitostí na 48 000 hektarech mezi tasmánskými osadami Southport a Hobart . ostrovní stát. Návnady byly rozprostřeny rychlostí jedna na 10 hektarů a byly pohřbeny, aby se zmírnilo riziko pro necílové druhy volně žijících živočichů, jako jsou tasmánští čerti . Na domorodá zvířata se zaměřuje také 1080. Během května 2005 bylo úmyslně zabito až 200 000 Bennettových klokanů na King Islandu při jedné z největších koordinovaných 1080 otrav pozorovaných v Tasmánii.

V roce 2016 byl pro použití k dispozici PAPP (para-amino propiofenon), který RSPCA schválila jako humánnější alternativu k 1080, částečně díky své schopnosti zabíjet rychleji a také díky protijedu, který 1080 ne. Od července 2018 se však 1080 stále používalo při pokusech o snížení populace divokých koček.

Nový Zéland

Podepsat varování před jedovatými návnadami fluoracetátu sodného na západním pobřeží Nového Zélandu

Po celém světě je Nový Zéland největším uživatelem fluoroacetátu sodného. Toto vysoké využití lze přičíst skutečnosti, že kromě dvou druhů netopýrů nemá Nový Zéland žádné původní suchozemské savce a některé z těch, které byly zavedeny, měly ničivé účinky na vegetaci a původní druhy. 1080 se používá ke kontrole vačic , krys , lasic , jelenů a králíků . Největšími uživateli, navzdory urputnému odporu, jsou OSPRI Nový Zéland a ministerstvo ochrany .

Spojené státy

Fluoracetát sodný se ve Spojených státech používá k zabíjení kojotů . Před rokem 1972, kdy EPA zrušila všechna použití, byl fluoracetát sodný používán mnohem častěji jako levná predacid a rodenticid ; v roce 1985 bylo dokončeno schválení „toxického límce“ s omezeným použitím.

Ostatní země

1080 se používá jako rodenticid v Mexiku, Japonsku, Koreji a Izraeli.

Dopady na životní prostředí

Voda

Protože 1080 je vysoce rozpustný ve vodě, bude dispergován a zředěn v prostředí deštěm, proudem vody a podzemní vodou. Fluoracetát sodný v koncentracích nalezených v prostředí po standardních návnadových operacích se rozloží v přírodní vodě obsahující živé organismy, jako jsou vodní rostliny nebo mikroorganismy. Průzkumy monitorování vody, prováděné v průběhu 90. let, potvrdily, že po letecké aplikaci 1080 návnad je možná značná kontaminace vodních cest, ale nepravděpodobná. Výzkum společnosti NIWA ukázal, že 1080 záměrně umístěných v malých proudech pro testování bylo po 8 hodinách nezjistitelné na místě umístění, protože se umylo po proudu. Testování nebylo provedeno po proudu.

Na Novém Zélandu je povrchová voda běžně monitorována po letecké aplikaci 1080 a vzorky vody jsou odebírány ihned po aplikaci, kdy existuje nejvyšší možnost detekce kontaminace. Z 2442 vzorků vody testovaných na Novém Zélandu v letech 1990 až 2010 po leteckých operacích 1080: 96,5% nemělo vůbec detekovatelných 1080 a ze všech vzorků bylo pouze šest stejné nebo vyšší než úroveň zdravotnictví pro pitnou vodu, a nic z toho nepocházelo z dodávek pitné vody. Z 592 vzorků odebraných z humánních nebo zásobních nápojů obsahovaly pouze čtyři detekovatelné 1080 zbytky při 0,1 pbb (1 vzorek) a 0,2 ppb (3 vzorky) - vše hluboko pod úrovní ministerstva zdravotnictví 2 ppb.

V experimentu financovaném Radou pro zdraví zvířat a provedeném NIWA simulujícím účinky srážek na 1080 na strmém svahu pokrytém půdou několik metrů od potoka bylo zjištěno, že 99,9% vody obsahující 1080 se vyluhovalo přímo do půdy (Viz 4.3 z) a neprotékala přes zem k potoku, jak se očekávalo. Experiment také měřil znečištění půdní vody, která byla popsána jako voda přenášená půdou v podzemí na krátké horizontální vzdálenosti (0,5 - 3 m), dolů z proudu. Experiment neměřil kontaminaci hlubší půdy a podzemní vody bezprostředně pod místem aplikace.

Půda

Osud 1080 v půdě byl stanoven výzkumem definujícím degradaci přirozeně se vyskytujícího fluoroacetátu (Oliver, 1977). Fluoracetát sodný je rozpustný ve vodě a zbytky nenajedených návnad se vyplavují do půdy, kde jsou půdními mikroorganismy, včetně bakterií ( Pseudomonas ) a běžné půdní houby ( Fusarium solani ) (David a Gardiner, 1966; Bong, Cole a Walker, 1979; Walker a Bong, 1981).

Ptactvo

I když je to nyní neobvyklé, jednotlivé letecké 1080 operace mohou někdy někdy ovlivnit místní populace ptáků, pokud nebudou prováděny s dostatečnou péčí. Na Novém Zélandu byli po vzdušných 1080 kapkách nalezeni mrtví jedinci z 19 druhů původních ptáků a 13 druhů introdukovaných ptáků. Většina z těchto zaznamenaných úhynů ptáků byla spojena pouze se čtyřmi operacemi v 70. letech, kdy byly použity nekvalitní návnady na mrkev s mnoha malými fragmenty. Na druhou stranu bylo mnoho původních populací ptáků na Novém Zélandu úspěšně chráněno snížením počtu predátorů prostřednictvím leteckých 1080 operací. Kokako , modrá kachna , Nový Zéland Holub , kiwi , Kaka , New Zealand falcon , tomtit , South Island červenka , North Island červenka , Nový Zéland papoušci ( kakariki ) a Yellowhead mají všichni dobře reagoval na hubení škůdců programy pomocí vzdušných 1080 operací, při zvýšené přežití kuřat a dospělých a zvýšení velikosti populace. Naproti tomu sedm z 38 značených kea , endemických alpských papoušků, bylo zabito během operace kontroly vzdušného vačice v lese Okarito provedené DOC a AHB v srpnu 2011. Kvůli jejich všežravým stravovacím zvyklostem a zvídavému chování je známo, že kea je zvláště náchylné k 1080 jedovým návnadám, stejně jako k jiným jedům na životní prostředí, jako je zinek a olovo používané v záblescích venkovských chat a hospodářských budov. Nedávný výzkum zjistil, že blízkost míst obsazených člověkem, kde kea pokrývají lidské jídlo, nepřímo souvisí s přežitím; šance na přežití se u vzdálených kea zvýšila o faktor 6,9 ve srovnání s těmi, které žily poblíž okolních lokalit. Vysoké přežití v odlehlých oblastech je vysvětleno vrozenou neofobií a krátkým polním životem prefeed návnad, které společně vylučují přijetí jedovatých návnad jako známých potravin.

Plazi a obojživelníci

Plazi a obojživelníci jsou náchylní k 1080, i když mnohem méně citliví než savci . Druhy obojživelníků a plazů, které byly testovány v Austrálii, jsou obecně tolerantnější k 1080 jedům než většina ostatních zvířat. McIlroy (1992) vypočítal, že i když se ještěrky živí výhradně hmyzem nebo jinými zvířaty otrávenými 1080, nikdy nemohou požít dostatek jedu, aby dostaly smrtelnou dávku. Laboratorní zkoušky na Novém Zélandu simulující nejhoršího možného případu naznačují, že jak Leiopelma archeyi ( Archey je žába ) a L. hochstetteri ( Hochstetter je žába ) může absorbovat 1080 z kontaminované vody, substrát nebo kořist. Šance na to, že k tomu dojde ve volné přírodě, je zlepšena řadou faktorů, včetně ekologie žab. Kvůli problémům s vlastní chybou a kontaminací byly části této studie neprůkazné. Doporučuje se další monitorování populace, aby poskytlo přesvědčivější důkazy, než jaké poskytuje tato jediná studie. Na Novém Zélandu bude mít sekundární otrava divokých koček a lasic po 1080 operacích pravděpodobně pozitivní vliv na obnovu původních populací skinků a gekonů. Výhody mohou mít také zabíjení králíků a vačic, které soutěží o jídlo s skinkami a gekony.

Ryba

Ryby mají obecně velmi nízkou citlivost na 1080. Testy toxicity byly v USA provedeny na hvězdáčcích, pstruzích duhových a sladkovodních bezobratlých Daphnia magna . Testy v různých koncentracích 1080 na slunci (po dobu čtyř dnů) a Daphnia (dva dny) ukázaly, že 1080 je pro oba tyto druhy „prakticky netoxický“ (klasifikace US EPA). Pstruh duhový byl také testován po dobu čtyř dnů ve čtyřech koncentracích v rozmezí od 39 do 170 mg 1080 na litr. Z těchto výsledků lze vypočítat LC50 (koncentrace 1080 na litr vody, která teoreticky zabije 50% testované ryby). Hodnota LC50 pro pstruha duhového byla vypočtena na 54 mg 1080 / litr - což výrazně převyšuje jakoukoli známou koncentraci 1080 nalezenou ve vzorcích vody po 1080 leteckých operacích. Je tedy nepravděpodobné, že 1080 způsobí úmrtnost sladkovodních ryb.

Bezobratlí

Hmyz je náchylný k otravě 1080. Některé polní pokusy na Novém Zélandu ukázaly, že počty hmyzu lze dočasně snížit do 20 cm od toxických návnad, ale počty se vrátí na normální úroveň do šesti dnů od odstranění návnady. Jiné studie nenalezly žádné důkazy o tom, že jsou hmyzí komunity negativně ovlivněny. Další studie z Nového Zélandu ukázala, že wētā , domorodí mravenci a sladkovodní raky vylučují 1080 během jednoho až dvou týdnů. Existují také důkazy, že 1080 leteckých operací na Novém Zélandu může prospět bezobratlým druhům. Vačice i krysy představují vážnou hrozbu pro endemické bezobratlé na Novém Zélandu, kde je přibližně 90 procent pavouků a hmyzu endemických a vyvinulo se bez dravých savců. Ve studii o stravě vačice vřesovištní obsahovalo 47,5% vačice vačice zkoumaných v období od ledna 1979 do června 1983 bezobratlé, většinou hmyz. Jeden vačice může za jednu noc sníst až 60 ohrožených původních suchozemských hlemýžďů ( Powelliphanta spp.).

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy