Винклозолин
![]() | |
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
( RS )-3-(3,5-Дихлорфенил)-5-метил-5-винилоксазолидин-2,4-дион
| |
Другие имена
Винклозолин
| |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
КЭБ | |
ХЭМБЛ | |
ХимическийПаук | |
Информационная карта ECHA | 100.051.437 |
КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Характеристики | |
C12H9Cl2NOC12H9Cl2NO3 | |
Молярная масса | 286.11 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Винклозолин (торговые названия Ронилан , Куралан , Ворлан , Туш ) — распространенный дикарбоксимидный фунгицид, используемый для борьбы с такими болезнями, как фитофтороз, гниль и плесень на виноградниках, а также на фруктах и овощах, таких как малина, салат, киви, фасоль и лук. . Его также используют на газоне на полях для гольфа. [ 1 ] Двумя распространенными грибами, от которых винклозолин используется для защиты сельскохозяйственных культур, являются Botrytis cinerea и Sclerotinia sclerotiorum . [ 2 ] Винклозолин, впервые зарегистрированный в 1981 году, широко используется, но общее его применение сократилось. Как пестицид, винклозолин регулируется Агентством по охране окружающей среды США (US EPA). Помимо этих ограничений на территории США, с 2006 года использование этого пестицида было запрещено в нескольких странах, включая Данию, Финляндию, Норвегию и Швецию. [ 3 ] Он прошел ряд испытаний и правил для оценки рисков и опасностей для окружающей среды и животных. Главный вывод исследования заключается в том, что винклозолин оказывает разрушающее действие на эндокринную систему и оказывает антиандрогенное действие. [ нужна ссылка ]
Использование в США
[ редактировать ]Винклозолин производится химической компанией BASF и зарегистрирован для использования в Соединенных Штатах с 1981 года. Ниже приводится подборка данных, указывающих на национальное использование винклозолина на одну культуру (фунты AI/год) в 1987 году: абрикосы - 124; вишня - 3301; зеленая фасоль - 13 437; салат - 24 779; нектарины - 1449; лук 829; персики - 15 203; сливы, 163; малина - 3247; и клубника — 41 006. [ 4 ] В 1997 году две обработки общим весом 285 фунтов каждая были применены к киви в Калифорнии для предотвращения серой гнили и мягкой гнили, вызываемых Botrytis cinerea. [ 5 ] В целом в Соединенных Штатах наблюдается общее снижение национального использования винклозолина. В 1992 году было использовано в общей сложности около 135 000 фунтов. Однако в 1997 году это число упало до 122 000, а в 2002 году — до 55 000 фунтов. [ 6 ]
Подготовка и применение
[ редактировать ]Для получения винклозолина используются следующие химические реакции: [ 7 ] Один метод сочетает в себе метилвинилкетон , цианид натрия , 3,5-дихлоранилин и фосген . Этот процесс включает образование циангидрина с последующим гидролизом нитрила. [ 4 ] Винклозолин получают также реакцией 3,5-дихлорфенилизоцианата с алкиловым эфиром 2-гидрокси-2-винилпропионовой кислоты . Замыкание кольца достигается при повышенной температуре. [ 4 ]
Затем винклозолин перерабатывают в сухие текучие или экструдированные гранулы. Его можно применять по воздуху (с воздуха), через ирригационные системы (химигация) или с помощью наземного оборудования. Винклозолин также применяется к некоторым растениям, например, к декоративным цветам, в виде окунания, при котором растение погружают в раствор фунгицида, а затем сушат. В теплицах также принято распылять раствор винклозолина с помощью термических туманообразователей. [ 1 ]
История регулирования в США
[ редактировать ]Все пестициды, продаваемые или распространяемые в США, должны быть зарегистрированы Агентством по охране окружающей среды США. Пестициды, которые были впервые зарегистрированы до 1 ноября 1984 года, были перерегистрированы, чтобы их можно было повторно протестировать, используя теперь более совершенные методы. Поскольку винклозолин был выпущен в 1981 году, он прошел как предварительную, так и последующую перерегистрацию. [ 1 ] Ниже приведен список истории регулирования винклозолина:
- В 1991, 1995 и 1996 годах запрашивались данные о химическом составе продукта и остатков, токсичности, воздействии на окружающую среду и экологических последствиях (DCI). [ 1 ]
- В 1995 году был выпущен вызов сельскохозяйственных данных (AGDCI), чтобы оценить, что происходит с рабочими после применения фунгицида. [ 1 ]
- В апреле 1997 года компания BASF предложила новое применение винклозолина, и поэтому все риски были пересмотрены в соответствии с Законом о защите качества пищевых продуктов (FQPA). [ 1 ]
- В июне 1998 года Агентство по охране окружающей среды установило новый коэффициент безопасности для винклозолина. Компания BASF добровольно отказалась от использования винклозолина при обработке некоторых фруктов и газона. [ 1 ]
- 18 июля 2000 г. Агентство по охране окружающей среды установило, что некоторые мясные, бобовые и молочные продукты имеют ограниченную по времени трехлетнюю толерантность к винклозолину и его метаболитам. Это привело к поэтапному отказу от большинства видов использования винклозолина в пищевых продуктах. В сентябре 2000 года Агентство по охране окружающей среды получило возражения против выдачи разрешений на фасоль. [ 1 ]
- Другие меры, которые BASF принял для снижения рисков: отменить использование декоративных растений и установить новые ограничения на газон, согласно которым применение газона ограничивается полями для гольфа и промышленными объектами. [ 1 ]
- BASF предложила немедленно прекратить или поэтапно отказаться от использования, чтобы после 2004 года оставалось использование только на рапсе и газоне. [ 8 ]
Средства воздействия
[ редактировать ]Агентство по охране окружающей среды США изучило пищевое (пища и вода), непищевое и профессиональное воздействие винклозолина или его метаболитов. В целом было показано, что фунгициды циркулируют через воду и воздух, и после применения они могут попасть на необработанные продукты питания. Потребители сами по себе не могут легко снизить воздействие, поскольку фунгициды не удаляются из продуктов, промываемых водопроводной водой. [ 9 ] Ключевым примером воздействия винклозолина является употребление винограда, на который, как полагают, приходится около 2% общего воздействия винклозолина. [ 10 ] Было установлено, что люди могут подвергаться воздействию остатков винклозолина и его метаболитов, содержащих фрагмент 3,5-дихлоранилина (3,5-DCA), через пищу, поэтому для каждой культуры были установлены пределы толерантности. [ 1 ] Хотя винклозолин не зарегистрирован для использования домовладельцами, люди все же могут контактировать с фунгицидом и его остатками. Например, игроки в гольф, играющие на обработанных полях для гольфа, и семьи, играющие на дерне , могут подвергаться риску заражения. предварительно обработанном [ 1 ] В профессиональных целях рабочие могут подвергаться воздействию винклозолина при выполнении таких действий, как погрузка и смешивание. [ 1 ]
Воздействие на окружающую среду и здоровье
[ редактировать ]Антиандроген
[ редактировать ]В рамках процесса перерегистрации Агентство по охране окружающей среды США рассмотрело все исследования токсичности винклозолина. Основной эффект, вызываемый винклозолином, связан с его антиандрогенной активностью и способностью действовать как конкурентный антагонист андрогенных рецепторов . [ нужна ссылка ] Винклозолин может имитировать мужские гормоны, такие как тестостерон, и связываться с рецепторами андрогенов, но не обязательно активировать эти рецепторы должным образом. Имеются данные о том, что сам винклозолин слабо связывается с андрогенными рецепторами, но что по крайней мере два его метаболита ответственны за большую часть антиандрогенной активности. [ 8 ] Когда самцам крыс давали низкие дозы (>3 мг/кг/день) винклозолина, были отмечены такие эффекты, как уменьшение веса простаты, уменьшение веса половых органов, развитие сосков и уменьшение аногенитального расстояния. При более высоких дозах масса мужских половых органов еще больше снижалась, и наблюдались пороки развития половых органов, такие как уменьшение размера полового члена, появление вагинальных мешочков и гипоспадия . [ 8 ] На крысиной модели было показано, что антиандрогенные эффекты винклозолина наиболее выражены на стадиях развития. [ 8 ] Внутриутробно этот чувствительный период развития плода происходит между 16-17 днями беременности. [ 11 ] Эмбриональное воздействие винклозола может влиять на половую дифференциацию, формирование гонад и репродуктивные функции. [ 12 ] На моделях птиц было показано, что винклозолин и его метаболиты in vitro и in vivo ингибируют связывание андрогенных рецепторов и экспрессию генов. Винклозолин вызывал снижение яйценоскости, снижение плодовитости и снижение количества успешных выводков. [ 1 ] Андрогены также играют роль в половом созревании, и было показано, что антиандрогены, такие как винклозолин, могут задерживать половое созревание. [ 11 ] Известно также, что антиандрогенные токсины изменяют половую дифференциацию и размножение на модели кролика. Кролики-самцы, подвергшиеся воздействию винклозолина внутриутробно или в младенчестве, не проявляли сексуального интереса к самкам и не имели эякуляции. [ 11 ] Поскольку рецепторы андрогенов широко консервативны в разных линиях видов, у людей можно ожидать антиандрогенного эффекта. [ 8 ] У позвоночных винклозолин также действует как нейроэндокринный нарушитель, влияя на поведение, связанное с передвижением, когнитивными способностями и тревогой. [ 13 ]
Эффекты прогестерона и эстрогена у крыс
[ редактировать ]Было показано, что у крыс винклозолин влияет на другие рецепторы стероидных гормонов , такие как прогестерон и эстроген . Как и в случае с андрогенами, время воздействия винклозолина определяет величину эффектов, связанных с этими гормонами. В исследовании на крысах исследования in vitro показали способность двух метаболитов винклозолина связываться с рецептором прогестерона. Однако то же исследование in vivo с использованием взрослых самцов крыс не выявило никаких эффектов. [ 14 ] Когда мыши подвергались воздействию винклозолина внутриутробно, у потомства мужского пола наблюдалась повышенная активность рецептора эстрогена и рецептора прогестерона. У женщин винклозолин подавляет экспрессию рецепторов эстрогена и повышает экспрессию рецепторов прогестерона. Этот результат вызывает вирилизацию и феминизацию мужчин и маскулинизацию женщин. [ 14 ]
Трансгенерационные эффекты
[ редактировать ]У крыс было продемонстрировано, что винклозолин оказывает трансгенерационное действие, а это означает, что оно поражает не только первоначальное животное, но и эффекты наблюдаются в последующих поколениях. Одно исследование показало, что винклозолин ухудшает фертильность мужчин не только в первом поколении, подвергшемся воздействию внутриутробно, но и у мужчин, родившихся в течение трех поколений и позже. [ 15 ] Более того, когда пораженных самцов спаривали с нормальными самками, часть потомков оказывалась бесплодной, а у некоторых наблюдалась пониженная фертильность. После трех поколений потомство мужского пола продолжало демонстрировать низкое количество сперматозоидов, заболевание простаты и высокий уровень апоптоза клеток яичек . [ 15 ] [ 16 ] В других исследованиях проводились эксперименты, в которых эмбрионы крыс подвергались воздействию винклозолина во время определения пола. Самцов F1 (первого поколения), обработанных винклозолином, скрестили с самками, обработанными винклозолином F1. Эта модель продолжалась в течение трех поколений. Первоначальная мать F0 была единственным субъектом, который подвергался непосредственному воздействию доз винклозолина. У самцов поколения F1-F4 наблюдалось увеличение распространенности опухолей, заболеваний простаты, почек, отклонений в тестах и иммунных нарушений по сравнению с контрольной группой. У самок F1-F4 также наблюдалась повышенная заболеваемость опухолями и заболеваниями почек. [ 12 ] Кроме того, у крыс после воздействия винклозолина также наблюдались трансгенерационные изменения в предпочтениях партнера и тревожном поведении. [ 17 ] Сообщалось, что эти трансгенерационные сообщения коррелируют с эпигенетическими изменениями, в частности, с изменением метилирования ДНК в мужской зародышевой линии. [ 17 ] Однако эти трансгенерационные изменения не были успешно воспроизведены учёными BASF, производителем винклозолина. [ 18 ]
Ссылки на рак
[ редактировать ]Агентство по охране окружающей среды США классифицировало винклозолин как возможный канцероген для человека. Винклозолин вызывает увеличение опухолей из клеток Лейдига у крыс. Считается, что метаболит 3,5-DCA обладает механизмом индукции опухоли, основанным на его сходстве с п-хороанилином. [ 8 ]
Среда
[ редактировать ]Лабораторные исследования показывают, что винклозолин легко расщепляется и рассеивается в окружающей среде с помощью микробов. Из нескольких его метаболитов 3,5-дихлоранилин устойчив к дальнейшему разложению. [ 8 ] В наземных полевых исследованиях рассеяния, проведенных в различных штатах, винклозолин рассеивался с периодом полураспада от 34 до 94 дней. Период полураспада, включая остатки, может достигать 1000 дней. Остатки могут накапливаться и быть доступны для будущего потребления сельскохозяйственными культурами. [ 8 ]
Альтернативные фунгициды
[ редактировать ]После прекращения использования винклозолина у фермеров осталось меньше возможностей для борьбы с серой и белой плесенью. Сельскохозяйственная экспериментальная станция штата Нью-Йорк провела испытания эффективности против серой и белой плесени. Исследования показали потенциальные альтернативы винклозолину. Трифлоксистробин (Флинт), ипродион (Роврал) и ципродинил плюс флудиоксонил (Свитч) контролируют серую гниль. Тиофанат-метил (Топсин М) оказался столь же эффективным, как и винклозолин, в борьбе с белой плесенью. Switch оказался наиболее многообещающей альтернативой винклозолину для борьбы с серой и белой плесенью на стручках и для увеличения товарного урожая. [ 19 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м «RED Facts Винклозолин» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 22 октября 2011 г.
- ^ «Винклозолин» (PDF) . Санта-Крус Биотехнология, Инк . Проверено 31 октября 2011 г.
- ^ Бойд, Дэвид Р. (октябрь 2006 г.). Еда, которую мы едим: международное сравнение правил в отношении пестицидов (PDF) . Ванкувер, Британская Колумбия, Канада: Фонд Дэвида Сузуки. п. 12. ISBN 0-9737599-9-2 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2015 г. Проверено 9 февраля 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Винклозолин от PubChem
- ^ «Профиль урожая киви в Калифорнии» (PDF) . Калифорнийский университет в Дэвисе . Архивировано из оригинала (PDF) 30 апреля 2012 года . Проверено 2 ноября 2011 г.
- ^ «Использование пестицидов в растениеводстве в США: фунгициды и гербициды, 2002 г.» (PDF) . Фонд «Урожайная жизнь» . Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011 года . Проверено 2 ноября 2011 г.
- ^ Франц Мюллер, Питер Акерманн и Пол Марго «Фунгициды, сельское хозяйство, 2. Отдельные фунгициды» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. два : 10.1002/14356007.o12_o06
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час «Решение о перерегистрации: Винклозолин» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . Проверено 22 октября 2011 г.
- ^ Кольбер, Натан К.В.; Пеллетье, Николь С.; Кот, Джойс М.; Конкэннон, Джон Б.; Джурдак, Николь А.; Минотт, Сара Б.; Марковски, Винсент П. (2005). «Перинатальное воздействие низких уровней антиандрогена окружающей среды винклозолина изменяет пол-дифференцированные социальные игры и сексуальное поведение у крыс» . Перспективы гигиены окружающей среды . 113 (6): 700–7. дои : 10.1289/ehp.7509 . ПМЦ 1257594 . ПМИД 15929892 .
- ^ Агентство по охране окружающей среды (26 марта 2003 г.). «Винклозолин; Уведомление о подаче петицидной петиции с целью установления толерантности к определенному пестицидному химическому веществу в пищевых продуктах или на них» . Федеральный реестр : 14628–14635 . Проверено 8 февраля 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Грей, Ю.С.; Остби, Дж; Ферр, Дж; Вольф, CJ; Ламбрайт, К; Паркс, Л; Вирамачанени, Д.Н.; Уилсон, В.; Цена, М; Хочкис, А; Орландо, Э; Гийетт, Л. (2001). «Влияние антиандрогенов окружающей среды на репродуктивное развитие экспериментальных животных» . Обновление репродукции человека . 7 (3): 248–64. дои : 10.1093/humupd/7.3.248 . ПМИД 11392371 .
- ^ Перейти обратно: а б Анвей, Мэтью Д.; Лезерс, Чарльз; Скиннер, Майкл К. (2006). «Эпигенетическое трансгенерационное заболевание, возникающее у взрослых, индуцированное винклозолином» . Эндокринология . 147 (12): 5515–23. дои : 10.1210/en.2006-0640 . ПМЦ 5940332 . ПМИД 16973726 .
- ^ Леон-Олеа, Марта; Мартынюк, Кристофер Дж.; Орландо, Эдвард Ф.; Оттингер, Мэри Энн; Розенфельд, Шерил С.; Уолстенхолм, Дженнифер Т.; Трюдо, Вэнс Л. (1 июля 2014 г.). «Современные концепции нейроэндокринных нарушений» . Общая и сравнительная эндокринология . 203 : 158–173. дои : 10.1016/j.ygcen.2014.02.005 . ПМЦ 4133337 . ПМИД 24530523 .
- ^ Перейти обратно: а б Бакли, Джилл; Уиллингем, Эмили; Аграс, Корай; Баскин, Лоуренс (2006). «Эмбриональное воздействие фунгицида винклозолина вызывает вирилизацию самок и изменение экспрессии рецепторов прогестерона in vivo: экспериментальное исследование на мышах» . Гигиена окружающей среды: научный источник глобального доступа . 5 (1): 4. Бибкод : 2006EnvHe...5....4B . дои : 10.1186/1476-069X-5-4 . ПМК 1403752 . ПМИД 16504050 .
- ^ Перейти обратно: а б Гилберт, Скотт; Эпель, Дэвид (2009). Экологическая биология развития [ Интеграция эпигенетики, медицины и эволюции ]. Массачусетс: Sinauer Associates. п. 231. ИСБН 978-0-87893-299-3 .
- ^ Скиннер, Майкл К.; Анвей, Мэтью Д. (2007). «Эпигенетическое трансгенерационное действие винклозолина на развитие заболеваний и рака» . Критические обзоры онкогенеза . 13 (1): 75–82. дои : 10.1615/CritRevOncog.v13.i1.30 . ПМК 5940343 . ПМИД 17956218 .
- ^ Перейти обратно: а б Гаэтано, Карло; Герреро-Босанья, Карлос; Сетлс, Мэтью; Лакер, Бен; Скиннер, Майкл К. (2010). «Эпигенетическое трансгенерационное действие винклозолина на промоторные области эпигенома спермы» . ПЛОС ОДИН . 5 (9): е13100. Бибкод : 2010PLoSO...513100G . дои : 10.1371/journal.pone.0013100 . ПМК 2948035 . ПМИД 20927350 .
- ^ Шнайдер, Штеффен; Марксфельд, Хайке; Гретерс, Сибилла; Бузен, Роланд; ван Равенцвай, Беннард (2013). «Винклозолин - отсутствие трансгенерационного наследования антиандрогенных эффектов после воздействия на мать во время органогенеза внутрибрюшинным путем». Репродуктивная токсикология . 37 : 6–14. дои : 10.1016/j.reprotox.2012.12.003 . ПМИД 23313085 .
- ^ «Альтернативы винклозолину (ронилану) для борьбы с серой и белой плесенью на стручках фасоли в Нью-Йорке» (PDF) . Сеть управления заводом . Архивировано из оригинала (PDF) 25 апреля 2012 года . Проверено 12 декабря 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Статья BBC о винклозолине у крыс
- Винклозолин в базе данных свойств пестицидов (PPDB)