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デメトン-S-メチルは分子式C 6 H 15 O 3 PS 2の有機化合物です。有機チオリン酸塩系殺ダニ剤および殺虫剤として使用されていました。可燃性です。長期間保管すると、デメトン-S-メチルはアセチルコリンエステラーゼ酵素のヒト型に対する親和性が高いスルホニウム誘導体の形成により毒性が高まり、農業用途で危険となる可能性があります。[ 3 ]
デメトン-S-メチルは1950年にシュレーダーによって初めて記述され、以前使用されていたデメトンよりも人体への毒性が低いことから、殺虫剤として広く採用されました。[ 4 ] [ 5 ]初期の頃は、主にデメトン-O-メチルとO:S比70:30で併用されていました。1957年以降は、純粋なデメトン-S-メチルのみが使用されるようになりました。[ 6 ]デメトン-S-メチルは毒性が高く、人体に深刻な毒性影響があるため、現在では世界保健機関によって高毒性物質に分類され、世界中で農業での使用が禁止されています。[ 7 ] [ 8 ]
デメトン-S-メチルは、構造的にVXと密接に関連した化合物です。構造はC 6 H 15 O 3 PS 2です。デメトン-S-メチルの分子量は230.28 g/molです。[ 9 ]ニンニクのような臭いのある、無色からわずかに黄色の油状液体として現れます。[ 10 ]密度は1.2 g/cm 3で、水よりわずかに重いです。融点と沸点はそれぞれ<25 °C (<77 °F)と118 °C (244 °F)ですが、化合物は沸点に達する前に分解します。比較的低い0.0004 mmHg ( 20 °C (68 °F; 293 K) ) [ 12 ]は、デメトン-S-メチルが非常にゆっくりと蒸発し、ほとんど液体のままであることを意味します。デメトン-S-メチルは、前身のデメトンよりも安定性が低いが、ヒトに対する毒性が低いため代わりに使用されている。デメトン-S-メチルはアルカリ性媒体中で速やかに加水分解される。[ 13 ]デメトン-S-メチルは水やほとんどの有機化合物に容易に溶解する。
デメトン-S-メチルを合成する方法は3つあります。1つ目は、チオジグリコールとジメチルチオホスフェートの反応によって合成できます。[ 14 ]ここでは、ジメチルチオホスフェートの硫黄がチオジグリコールの酸素の1つを攻撃します。ジメチルチオホスフェートの酸素の1つはリン酸と二重結合を形成し、水素を失い、チオジグリコールの反対側の水酸基と水を形成します。2つ目の合成経路は、ジメチルジチオリン酸と2-(エチルメルカプト)エチルクロリドのアルキル化によるものです。[ 15 ] 3つ目の方法は、チオジグリコールから水酸基の1つを除いたものに似た2-(エチルチオ)エタノールとO,O-ジメチルホスホクロロチオエートの反応によるものです。これは、アルコールの塩素化、加水分解、脱塩化水素によってそれぞれ起こります。[ 16 ]
デメトン-S-メチルは溶液として現在も入手可能ですが、その強い毒性のため、ほとんどの国で使用が禁止されています。
デメトン-S-メチルは、アセチルコリンの分解を担うコリンエステラーゼ（AChE）を阻害します。デメトン-S-メチルが存在すると、AChEが蓄積し、神経伝達が阻害される可能性があります。[ 17 ]これにより、筋機能障害や窒息死に至ることもあります。[ 18 ]
動物実験では、デメトン-S-メチル誘導体のほぼすべてが尿中に排泄されることが示されています。デメトン-S-メチルの大部分は、側鎖の硫黄に酸素基が付加されたデメトン-S-メチルスルホキシドに変換されます。このスルホキシドは、さらに別の酸素基が付加されることで代謝され、デメトン-S-メチルスルホンが生成されます。デメトン-S-メチルを代謝するもう1つの経路は、デメトンの酸素基を脱メチル化することです。この脱メチル化形態も、スルホキシドとスルホンの形で存在し得ます。最後に、O-メチルリン酸エステル基の脱エステル化が起こり、続いてメチル化とスルホ酸化が起こります。これにより、メチルスルフィニル-2-エチルスルフィニルエタンとメチルスルフィニル-2-エチルスルホニルエタンが生成されます。[ 19 ]
デメトン-S-メチルは有機リン化合物で、主に植物の汁を吸う節足動物の害虫に対して、農業で効果的な殺虫剤および殺ダニ剤として使用されてきました。[ 20 ] [ 21 ]果物、野菜、ジャガイモ、ビート、ホップのアブラムシ、ダニ、コナジラミの防除に使用されています。[ 22 ]デメトン-S-メチルは植物に吸収されて分布し、植物の汁を吸って餌とする昆虫を殺すのに十分な濃度に達します。
農業では、メチルデメトンはO-異性体とS-異性体の混合物として約70:30の比率で使用されていました。[ 23 ]しかし、S-異性体はO-異性体よりも昆虫に対して毒性が高いことがわかりました。[ 24 ]精製されたS-異性体が導入され、入手しやすくなったため、農業では混合物の代わりにS-異性体が使用されるようになりました。
メチル-S-デメトンの毒性に関するデータの多くは、職業的にこの化学物質に曝露された人々を対象とした症例研究から得られています。メチル-S-デメトンは、多くの場合一時的に雇用された噴霧器によって植物に散布されました。職業的にメチル-S-デメトンを使用した噴霧器を対象とした研究では、健康への影響が評価されました。[ 25 ]噴霧器は1日8時間働き、中毒症状は1日から18日の曝露後に現れました。中毒の主な兆候には、眠気、嘔吐、腹痛、下痢、吐き気、疲労、頭痛、呼吸器系の問題、唾液分泌過多、流涙などがありました。25人の噴霧器では、血清コリンエステラーゼ値が対照群と比較して64%低下しました。
ある中毒事例では、 体重1kgあたり50～500mgのメチル-S-デメトンを摂取した結果、曝露後83時間で急性心血管虚脱と死亡に至った。[ 23 ] 2番目の事例研究では、農夫が少なくとも23回、20分から6 + 3 / 4時間の間、この化学物質に曝露された。曝露は主に空中散布のマーカーとして働いていた時だが、化学物質の調製中にも曝露された。[ 26 ]彼は平日に頭痛、吐き気、めまいを発症したが、週末には治まった。その後、食欲不振になり、簡単な認知作業を行うことが困難になった。彼は入院し、血清コリンエステラーゼ値が非常に低いことが判明した。これらの値が許容レベルまで上昇したため退院した。別の事例では、2歳の男児がデメトン-S-メチル10ml （0.35imp fl oz ; 0.34 US fl oz）を摂取した後に病院に搬送された。症状には、過剰な唾液分泌、嘔吐、気管支過分泌、脈拍数と瞳孔径に対するムスカリン作用、および軽度の徐脈が含まれていた。 [ 27 ]この事例でも、血清コリンエステラーゼ値は有意に低下したが、入院後にベースラインに戻った。最後に、デメトン-S-メチルによる致死的な自殺中毒の1例が報告されている。[ 28 ]
The Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Residues (JMPR) concluded that demeton-S-methyl is a highly toxic organophosphorus insecticide. Effects due to chronic exposure are unlikely to occur. Furthermore, demeton-S-methyl does not persist in the environment and is not accumulated by organisms. However, demeton-S-methyl has a high acute toxicity towards aquatic invertebrates and is also toxic to birds and fish.[17] The JMPR recommended ADI (acceptable daily intake) is 0.0003 mg/kg body weight. The LD50 values of demeton-S-methyl for mammals range from 7 to 100 mg/kg body weight, depending on the route of administration and species.[17]
Oral LD50 values of demeton-S-methyl in rats were between 33 and 129 mg/kg body weight.[17] When the toxin was inhaled, the LC50 with 4 hours of exposure for Wistar rats was found to be 310 mg/m3 air for males, and 210 mg/m3 air for females.[17] In dietary studies on dogs, mice and rats, NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) values of 1 mg/kg diet were found. These values are equal to a NOAEL range of 0.036 to 0.24 mg/kg body weight per day.
Hrynko et al. 2021 provides an analysis method for detection of Demeton-S-methyl and Demeton-S-methyl-sulfone intoxication of bees.[29]
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