ジメチルテトラクロロテレフタレート

ジメチルテトラクロロテレフタレート（DCPA、主な商品名はダクタール）は、化学式 C ₆ Cl ₄ (CO ₂ CH ₃ ) _2の有機化合物です。テトラクロロテレフタル酸のジメチルエステルであり、ISO の一般名クロルタールジメチルとして発芽前除草剤として使用されています。^{[ 3 ] [ 1 ] [ 4 ]}一年生イネ科植物や多くの一般的な雑草 を枯らしますが、芝生、花、果物、野菜、綿などの感受性の高い植物は枯らしません。^{[ 5 ]}

DCPAは、1958年に米国で初めて登録され、芝生への使用、メヒシバなどの一年生イネ科雑草、および特定の一年生広葉雑草の防除に使用されました。^{[ 5 ] [ 6 ]} DCPAの生産は最終的に1998年にISK Biosciencesによって中止されましたが、大手製造会社AMVAC（American Vanguard Corporation）が2001年に米国での使用のためにこの製品の生産を開始しました。^{[ 7 ]}オーストラリアでは、DCPAは農薬会社Farmalinxの除草剤Dynamo 750の有効成分です。^{[ 8 ]}

野菜作物への使用に関するEPA登録は、地下水汚染に関するEPAの懸念を受けて、2005年に製造業者によって自主的に取り消されました。^{[ 5 ] [ 9 ]} 2009年には、DCPAは欧州連合での作物への使用が禁止されました。^{[ 10 ]} 2024年8月6日、米国環境保護庁は、胎児毒性に関する懸念から、米国におけるこの農薬のすべての登録を緊急停止すると発表しました。^{[ 11 ]} EPAによると、妊娠中の母親がDCPAに曝露されると、赤ちゃんのホルモンレベルに変化が生じる可能性があり、これらの変化は一般的に、低出生体重、脳の発達障害、IQの低下、後の人生での運動能力の障害などの症状に関連しており、その一部は不可逆的である可能性があります。^{[ 11 ]}

DCPAを除草剤として使用することは、1958年に出願された特許で初めて記載された。^{[ 12 ]}この物質は、1948年の研究論文で記載されたように、テレフタロイルクロリドを塩素で処理してテトラクロロテレフタロイルクロリドを得て、それをメタノールでエステル化することによって調製された。^{[ 13 ]}

C ₆ H ₄ (COCl) ₂ + 4 Cl ₂ + Fe (触媒) → C ₆ Cl ₄ (COCl) ₂

C ₆ Cl ₄ (COCl) ₂ + 2 CH ₃ OH → C ₆ Cl ₄ (CO ₂ CH ₃ ) ₂

DCPAは除草剤として使用される際に環境中に直接放出されます。DCPAは空気に曝されると気相と粒子相の両方で存在します。気相では、DCPAはヒドロキシルラジカルとゆっくりと反応し、推定半減期は36日です。粒子相のDCPAは、湿性沈着と乾性沈着によって空気中から物理的に除去される可能性があります。Kocが3900と高いため、 DCPAは土壌中では移動しにくく、土壌やその他の環境中の無機物に強く付着する可能性があります。^{[ 9 ]}

さらに、その分解生成物であるTPA（テトラクロロテレフタル酸）とMTP（モノメチルテトラクロロテレフタル酸）は、さまざまなプロセスを経て生成された後、環境中に放出されます。研究によると、DCPAは揮発や光分解によって部分的に分解されることが示されていますが、MTPとTPAにつながるDCPA分解の主な経路は生物分解です。ニューヨークの環境保護庁の試験では、DCPAで5年間処理された後、3年間処理されなかった土地に「測定可能なDCPAと分解生成物の残留物」が見られました。DCPAは水にも広く存在し、水生動物に生物濃縮が見られます。DCPAの蓄積は、米国の「いくつかの場所」の魚で確認されています。^{[ 9 ]} これらの場所には、バスとコイの両方でアパラチコラ川、コロラド川、モービル川、サバンナ川、ピーディー川流域が含まれます。これらの河川流域で行われた研究では、検査された魚の約39%が検出限界を超えるDCPA蓄積濃度を示し、雄の魚は雌の魚よりもDCPA蓄積濃度が高かった。^{[ 14 ]}米国各地で採取された魚は、除草剤としてDCPAを使用している、または使用していた農業地域に近い場合、DCPAに汚染されていることが多い。^{[ 15 ]}

人間は、井戸水を飲んだり、魚を食べたり、葉物野菜や根菜を食べたりすることでDCPAに曝露される。農業が盛んな地域では、空気の吸入によっても曝露される可能性がある。

DCPA

MTP

TPA

ジメチルテトラクロロテレフタレートと2段階の分解

DCPAは、 2つのエステル結合の連続的な加水分解によって分解され、まずモノメチルテトラクロロテレフタレート（MTP）が生成され、さらにテトラクロロテレフタル酸（TPA）が生成されます。摂取後、DCPAの代謝中に組織内でTPAが生成されます。^{[ 16 ] [ 17 ]}

日光が存在する場合、水面に浮遊するDCPAの半減期は3日未満である。土壌中では、日光が存在する場合の半減期は14日から100日である。 ^{[ 5 ]}

DCPAは、米国国立医学図書館によりグループCのヒト発がん性物質として分類されている。^{[ 20 ]}

研究によると、DCPAとTPAは実験動物に有害な健康影響を引き起こす可能性があり、主に2000  mg/kg/日程度の投与量で体重減少と下痢がみられる。雄雌ラットの肺、肝臓、腎臓、甲状腺にも影響がみられた。ビーグル犬におけるDCPAのLD50（50%致死量）は10,000 mg/kg以上である 。ヒトでは、尿中の代謝物から判断すると、25 mg投与量の6%、50 mg投与量の12%しか吸収されないことから、DCPAの吸収は低いと考えられる。DCPAに曝露されたニュージーランドホワイトウサギの研究では、運動活動の低下と視覚反射の低下も観察された。妊娠中のラットにDCPAを曝露させたところ、母ラットと仔ラットの両方で体重減少がみられ、仔ラットの甲状腺にも変化がみられた。^{[ 9 ]} さらに、妊娠中にDCPAに曝露された母親のラットは、曝露されなかった母親のラットよりも高次学習テストのスコアが低下していた。^{[ 20 ]} DCPAの発がん性に関する研究では、結果はまちまちである。1993年のISKバイオテック社の研究では、DCPAが雄と雌のラットの甲状腺腫瘍、雌のラットの肝臓腫瘍を引き起こすことが示された。一方、1963年の純粋なDCPAを用いた研究では、アルビノラットに投与しても悪影響はなかった。^{[ 9 ]}

研究により、DCPAは曝露された細胞の微小管形成を阻害することで化学的破壊剤として作用することが実証されています。この阻害により異常な細胞分裂が起こります。異常な微小管は細胞壁形成だけでなく染色体複製と分裂にも影響を及ぼします。 ^{[ 21 ]} DCPAと他の有糸分裂阻害剤との主な違いは、DCPAがしばしば多核細胞を生成することです。^{[ 22 ]}このように細胞分裂を阻害することで、実質的に植物を死に至らしめます。^{[ 21 ]}

DCPAへの曝露は、実験動物の副腎、腎臓、肝臓、甲状腺、脾臓に損傷効果をもたらすことが示されている。^{[ 21 ]} ウサギへの影響としては、運動活動の低下や反射の低下などが挙げられる。^{[ 9 ]}

米国環境保護庁によると、妊娠中の母親がDCPAに曝露されると、胎児のホルモンレベルに変化が生じる可能性があり、これらの変化は一般的に低出生体重、脳の発達障害、IQの低下、運動能力の障害などの症状と関連しており、不可逆的で生涯にわたる可能性がある。^{[ 11 ]}