ジクロフェンチオン

ジクロフェンチオン

名前
推奨されるIUPAC名 O -(2,4-ジクロロフェニル) O , O -ジエチルホスホロチオエート
その他の名前 ジクロフェンチオン、ジクロフェンチオン、ジクロルフェンチオン、ジクロロフェンチオン、ジクロフェンチオン、ヘキサネマ、モビローン、殺線虫剤、ホスホロチオ酸、ECP、VC-13
識別子
CAS番号	97-17-6 はい
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
チェムBL	番号: いいえ
ケムスパイダー	7051 いいえ
ECHA 情報カード	100.002.332
ケッグ	C18398 はい
パブケム CID	7328
ユニ	64234GT8TT はい
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID8040274
InChI InChI=1S/C10H13Cl2O3PS/c1-3-13-16(17,14-4-2)15-10-6-5-8(11)7-9(10)12/h5-7H,3-4H2、 1-2H3 いいえ キー: WGOWCPGHOCIHBW-UHFFFAOYSA-N いいえ InChI=1/C10H13Cl2O3PS/c1-3-13-16(17,14-4-2)15-10-6-5-8(11)7-9(10)12/h5-7H,3-4H2、 1-2H3 キー: WGOWCPGHOCIHBW-UHFFFAOYAB
笑顔 CCOP(=S)(OCC)Oc1cc(Cl)cc(Cl)c1
プロパティ
化学式	C 10 H 13 Cl 2 O 3 PS
モル質量	315.16グラム/モル
外観	無色から淡黄色の液体
沸点	123 °C (253 °F; 396 K)
水への溶解度	0.245 mg/L 水にわずかに溶ける。ベンゼン、クロロホルム、アセトンなどの有機溶媒に非常に溶けやすい。
危険
引火点	不燃性
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 いいえ 確認する （何ですか  ？） はいいいえ インフォボックス参照

ジクロフェンチオン（IUPAC名：O-（2,4-ジクロロフェニル）O,O-ジエチルホスホロチオエート）^[要出典]は、脂溶性の有機リン化合物であり、主に農業において殺虫剤や殺線虫剤としてさまざまな害虫を駆除するために使用されています。有機リン化合物は20世紀初頭に最初に開発され、最も初期の化合物のいくつかは第一次世界大戦中および戦後に潜在的な化学兵器として合成されました。しかし、神経系に対する強力な作用により、すぐに農業で作物に影響を及ぼす害虫を駆除するために採用されるようになりました。21世紀まで、ジクロフェンチオンは非常に広く使用されている殺虫剤の1つでした。ジクロフェンチオンは、環境や健康への影響を減らしながら作物をより効果的に保護できる、より効果的で選択的な殺虫剤の探求の一環として、20世紀半ばに登場しました。

出典: ^[1]

ジクロフェンチオンの分子構造には、ジクロロフェニル環に結合したジエチルホスホロチオエート基（C4H11O3PS）が含まれています。この構造は殺虫剤としての活性に非常に重要であり、ホスホロチオエート（PS _4−x O _x ³⁻）部分はアセチルコリンエステラーゼの阻害に重要な役割を果たします。

ジクロフェンチオンは通常の状態では安定していますが、強酸や強塩基の存在下では加水分解される可能性があります。また、酸化分解を受けやすく、より毒性の高い代謝物の形成につながる可能性があります。

ジクロフェンチオンの合成には、2,4-ジクロロフェノールとジエチルチオホスホリルクロリドの反応が含まれ、目的の生成物を確実に生成し、副産物を最小限に抑えるために条件を注意深く制御する必要があります。

ジクロフェンチオンの生体内変換は、親油性であるため、主に極性複合体の形成中に起こります。そのため、生体内変換中に代謝物が形成され、毒性の変化につながります。これらの生体内変換反応には、第I相反応と第II相反応が含まれます。^[2]

フェーズ I の反応には酸化と加水分解が含まれ、その結果、ジクロフェンチオンがヒドロキシル (-OH)、カルボキシル (-COOH)、チオール (-SH)、アミノ (-NH2) 基などの極性基と反応します。その結果、ジクロロビニルリン酸代謝物や、親化合物よりも毒性が強い可能性のあるその他の代謝物が生成されます。

ジクロフェンチオンの加水分解は、血漿および組織酵素がジクロフェンチオンに存在するリン-エステル結合を分解し、ジクロロビニルリン酸を形成するときに起こります。これらの酵素群は、A-エステラーゼまたはペルオキシダーゼとして知られており、シトクロムp-450系によっても知られています。^[3] A-エステラーゼは血漿および肝小胞体に存在し、無水物、PF、P-CN、またはエステル結合を分解することで有機リン化合物を加水分解できます。パラキソナーゼは肝臓でシトクロムp0450系とともに生成され、両方のタイプの酵素もジクロフェンチオンの加水分解に関与しています。Environmental Health Perspectivesが実施した有機リン化合物の加水分解速度を観察する研究では、測定され、下の表に記録されています。条件は極端でしたが、この研究ではジクロフェンチオンに加水分解が起こっていることが示されました。

Ruzicksらのデータ ^[4]

ジクロフェンチオンの第 1 段階の代謝中にも酸化反応が起こる可能性があります。これはジクロフェンチオンへの酸素の付加を伴い、親化合物よりも極性が高い可能性のある酸化中間体の形成につながる可能性があります。酸化反応はジクロフェンチオンの酸化分解でも起こり、化学的性質が変化した代謝物の形成につながります。3 番目に、ヒドロキシル化はヒドロキシル化された代謝物につながります。最後に、エポキシ化はエポキシド官能基の形成を伴い、反応性の高いエポキシド代謝物の形成につながり、これがさらに生体内変換されてより毒性の高い化合物になる可能性があります。

フェーズII反応では、親化合物またはそのフェーズI代謝物が内因性化合物と抱合され、水溶性が高まり排泄が促進されます。一般的な抱合反応には、グルクロン酸抱合、硫酸化、アミノ酸抱合などがあります。ジクロフェンチオンとそのフェーズI代謝物は、グルクロン酸、硫酸塩、アミノ酸などの分子と抱合する可能性があります。^[5]

グルクロン酸分子がジクロフェンチオンまたはその第 1 相分子のヒドロキシル (-OH) 基に付加されます。このプロセスはグルクロン酸抱合として知られ、UDP-グルクロン酸転移酵素 (UGT) によって触媒されます。^[5]硫酸化とは、3'-ホスホアデノシン-5'-ホスホ硫酸 (PAPS) を利用する硫酸基転移酵素によって触媒される硫酸基の付加を指します。硫酸基は通常、化合物のヒドロキシル (-OH) またはアミノ基 (-NH2) に付加されます。アミノ酸抱合とは、グリシンやタウリンなどのアミノ酸部分を反応性官能基に化合物に付加することです。この反応は肝臓などで触媒されます。

しかし、ジクロフェンチオンの生体内変換経路は、種、個体の遺伝子構成、環境要因によって、異なる酵素の有無によって異なる可能性があることは注目に値します。したがって、リスクを評価したり、中毒の場合の治療法を開発したりする際には、生物の種類を考慮することが重要です。これは、さまざまな生物におけるジクロフェンチオンの生体内変換を監視する研究を通じて行うことができます。

ジクロフェンチオンは、農業の現場でさまざまな害虫を駆除するために使用されている有機リン系殺虫剤です。ジクロフェンチオンの詳細な用途、入手可能性、有効性には、作物への適用、規制状況、害虫に対する有効性など、いくつかの側面が関係します。

ジクロフェンチオンは、果物、野菜、穀物、観賞用植物の農業害虫駆除に使用されます。アブラムシ、毛虫、甲虫、ヨコバイ、ダニに効果があります。また、家畜や家禽の害虫駆除にも使用され、施設内では蚊やハエを駆除します。家畜や家禽の健康と生産性に影響を与えるハエ、ダニ、シラミ、その他の外部寄生虫の駆除に役立ちます。この化合物は、穀物、種子、その他の農産物などの貯蔵品の保護にも役立ちます。農産物の輸送中や貯蔵中にゾウムシ、甲虫、蛾を寄せ付けません。

一般の人々にとって、ジクロフェンチオンは媒介動物の駆除にも役立ちます。蚊やハエに作用し、マラリア、デング熱、ジカウイルス、西ナイルウイルスなどの病気の蔓延を防ぎます。繁殖地や休息地に散布したり、広範囲に散布したりできます。そのほか、この化合物はアリ、ゴキブリ、クモなどの住宅害虫の駆除にも使用できます。このことは、家庭用の害虫駆除スプレー、餌、顆粒剤にこの化合物が含まれていることからもわかります。

ジクロフェンチオンの利用可能性は、国や地域によって異なる規制状況^[6]に大きく左右されます。毒性と環境への影響に対する懸念から、^[7]一部の管轄区域ではその使用が制限または禁止されています。米国の環境保護庁（EPA）^{[8] 、欧州連合の化学物質安全性および生物安全性（OECD） [9]} 、または欧州食品安全機関（EFSA）などの規制機関が、ジクロフェンチオンのような農薬の安全性を評価し、使用を承認しています。

ジクロフェンチオンは、使用登録されている場合、さまざまな用途のニーズや作物の種類に合わせて設計された乳剤や顆粒剤など、上記のさまざまな製剤で入手できます。この化学物質はさまざまな家庭用品や農業用製品に含まれているため、これらの製品の入手性は高いです。

ジクロフェンチオンは、広範囲の害虫に効果があります。アセチルコリンエステラーゼを阻害するその作用機序は、一般的に広範囲の昆虫に効果があります。ジクロフェンチオンは、アセチルコリンエステラーゼ (AChE) を阻害するため、害虫に対して高い死亡率を達成できます。AChE は、昆虫の神経伝達物質アセチルコリン (ACh) を加水分解し、シナプス後膜での神経興奮を終了させます。そのため、社会のさまざまな側面での害虫駆除に的を絞った使用が効果的です。

しかし、自然淘汰による害虫集団の耐性の発達により、ジクロフェンチオンの効果は損なわれる可能性があります。生き残った害虫は、ジクロフェンチオンに対する耐性に役立つ遺伝子を持っている可能性があります。この問題はジクロフェンチオンに特有のものではなく、すべての殺虫剤に共通する課題です。したがって、ジクロフェンチオンのような製品の効果を維持するために、作用機序の異なる殺虫剤のローテーションを含む総合的害虫管理 (IPM) の実践が推奨されます。

ジクロフェンチオンはアセチルコリンエステラーゼ（AChE）阻害剤（または抗コリンエステラーゼ）です。有機リン系殺虫剤であるジクロフェンチオンの詳細な作用機序は、神経信号伝達に重要な役割を果たす酵素アセチルコリンエステラーゼ（AChE）の阻害です^[10]。アセチルコリンエステラーゼは、ニューロン間またはニューロンと筋細胞間の隙間であるシナプス間隙で、神経伝達物質であるアセチルコリン（ACh）を分解する役割を担っています。アセチルコリンを分解することで、AChE は信号伝達を終了し、神経細胞が次の信号に備えられるようリセットします。ジクロフェンチオンが AChE を阻害すると、シナプス間隙にアセチルコリンが蓄積します^[10] 。これにより、神経、筋肉、腺が継続的に刺激され、さまざまな症状や毒性が生じる可能性があります。

アセチルコリン (ACh) とアセチルコリンエステラーゼ (AChE)

アセチルコリン (ACh) は、シナプスおよび神経筋接合部を介した神経インパルスの伝達に関与する神経伝達物質です。シナプス後ニューロンまたは筋細胞上の受容体に結合し、反応を開始します。

アセチルコリンエステラーゼ (AChE) は、シナプス間隙 (ニューロン間またはニューロンと筋細胞間の空間) で ACh を分解する酵素です。この分解は、信号を終了し、シナプスを次の伝達のためにリセットするために必要です。

ジクロフェンチオンとAChEの相互作用

1. AChE阻害：有機リン酸化合物であるジクロフェンチオンは、アセチルコリンエステラーゼ（AChE）の活性部位のセリンヒドロキシル基に不可逆的に結合します。^[11]この作用により、酵素とジクロフェンチオンの間に共有結合が形成され、AChEが酵素として不可逆的に不活性化され、AChEがアセチルコリンを加水分解できなくなります。
2. AChの蓄積：AChE阻害の結果、AChは適切に代謝されないためシナプス間隙に蓄積します。^[10]これにより、シナプス後ニューロンまたは筋細胞の受容体が継続的に刺激されます。
3. 過剰刺激：AChが過剰に蓄積すると、ムスカリン性およびニコチン性アセチルコリン受容体の両方が継続的に刺激され、過剰になります。^{[10] [11]} ムスカリン受容体は、平滑筋、心筋、腺など、体中のさまざまな組織に存在します。ムスカリン受容体が過剰に刺激されると、流涎、^{[11] [12]}流涙、排尿、^{[11] [13]}排便、^[11]胃痙攣、嘔吐（SLUDGE症候群）、^{[11 ] 縮瞳 [12 ]}などの症状を引き起こします。ニコチン受容体は主に骨格筋線維の神経筋接合部にあります。ニコチン受容体が過剰に刺激されると、発汗、^[12]筋肉のけいれん、^[10]脱力、麻痺、^[11]および横隔膜麻痺による呼吸不全を引き起こす可能性があります。^{[11] [14]}これらの受容体の過剰刺激は、神経系やその他の標的組織における過剰なコリン作動性活動につながる。^[12]

ジクロフェンチオンの化学的および毒性学的特性に基づくと、それは親油性です。時間の経過とともに動的平衡を経て、循環系に戻ります。体内で、ジクロフェンチオンは代謝的に、より毒性の高いオキソンまたはジクロフェンチオンの酸化型に変換されます。^[15]

ジクロフェンチオンは症状の発現が遅れるため、摂取してから顕著な影響が現れるまでにかなりの時間差があります。コリン作動性の症状と徴候の典型的な時間枠は、曝露後24時間以内に発生します。ジクロフェンチオン中毒の場合、これらの症状と徴候は曝露後40～48時間で観察されます。この遅延により誤った安心感が生じ、医療介入が遅れる可能性があります。この遅延発現にもかかわらず、ジクロフェンチオン中毒は重篤で生命を脅かす症状を引き起こす可能性があるため、迅速な医療処置が重要です。^{[11] [15]}

ジクロフェンチオンによるAChEの阻害は、通常の条件下では不可逆的であると考えられており^[16]、酵素は再びその機能を果たすことができず、体は新しいAChEを合成しなければならないことを意味します。しかし、中毒の場合には特定の治療法が採用されることがあります。

アトロピンはムスカリン性アセチルコリン受容体の競合的拮抗薬である。^[11]ムスカリン症状の治療に使用されるが、AChE阻害を逆転させることはない。ムスカリン受容体を遮断することで、ジクロフェンチオン中毒によって引き起こされる過剰なコリン作動性活性を打ち消すことができる。アトロピン投与は、過剰な唾液分泌、気管支収縮、徐脈などの症状を緩和するのに役立つ。アトロピン投与の目的は、徐脈を予防し、血圧を維持し、肺をきれいにし、皮膚を乾燥させることである。^[16]

プラリドキシムは、早期に投与すれば、ジクロフェンチオンなどの有機リン系殺虫剤によって阻害されたアセチルコリンエステラーゼを再活性化できるオキシム化合物です。 ^[12]リン酸化酵素を切断し、アセチルコリンエステラーゼの活性を回復させることで作用します。ただし、その有効性は関与する特定の有機リン系殺虫剤によって異なります。^[12]プラリドキシムは、有機リン中毒の治療を強化するために、アトロピンと併用されることがよくあります。

プラリドキシムの限界

有機リン化合物中毒の管理に関する研究であるPalaniappen, V. (2013)によると、 ^[16]以下の結論を導き出すことができます。ジクロフェンチオンなどのジエチル有機リン殺虫剤中毒患者で赤血球アセチルコリンエステラーゼの明らかな再活性化が観察されているにもかかわらず、この治療法が有機リン殺虫剤中毒の場合の生存率を改善したり挿管の必要性を減らしたりするという証拠はありません。この有益な効果がない理由は不明のままです。さらに、オキシム試験のメタアナリシスでは、オキシム療法に関連する全体的な効果がない、または潜在的な害が示されています。最大規模のオキシム研究では害が生じる傾向があり、死亡率の低下を示した研究は 1 件のみでした。ただし、これは研究デザイン、タイミング、オキシムの投与量、化合物の種類、解毒剤の毒性などの研究要因の限界に起因する可能性があります。したがって、この問題に対処するには、異なる投与レジメンや代替オキシム療法に関するさらなる調査が必要です。

ジクロフェンチオン中毒の患者は、医療施設で支持療法が必要になる場合があります。これには、気道管理、酸素療法、呼吸不全の場合の人工呼吸器が含まれます。水分補給と電解質バランスを維持するために、静脈内輸液が投与される場合もあります。

ジクロフェンチオンを摂取または皮膚接触により曝露した場合は、農薬のさらなる吸収を最小限に抑えるために、皮膚や目を水で洗い流し、汚染された衣服を脱ぐなどの除染手順を直ちに実行する必要があります。^[17]

患者は呼吸困難、心血管合併症、神経症状の兆候がないか注意深く監視されるべきである。継続的な監視により、必要に応じてタイムリーな介入と治療戦略の調整が可能となる。^[15]

ジクロフェンチオン中毒が疑われる場合は、適切な治療を受け、生命を脅かす可能性のある合併症を防ぐために、直ちに医師の診察を受けることが重要です。また、ジクロフェンチオンなどの有機リン系殺虫剤にさらされるリスクを最小限に抑えるために、適切な取り扱いと使用方法に従う必要があります。

物質（この場合はジクロフェンチオン）の毒性を測定するために使用される確立されたパラメータがあります。

これは、暴露された被験者の半数に致死量となるジクロフェンチオンの量です。摂取した場合の経口LD50、皮膚に塗布した場合の経皮LD50、または蒸気の形で投与した場合の吸入LD50で測定できます。^[18]

経口LD50: 270 mg/kg（ラット）

経皮LD50: 6000 mg/kg（ウサギ）

これは空気中に浮遊するジクロフェンチオンの量であり、これにさらされた被験者の50％が死亡する。^[19]  

LC50: 1.75 mg/l (ラット)

これは、影響が検出されない物質の最高濃度です。免疫系への影響、神経症状、内分泌系の混乱など、長期暴露の影響が測定されます。^[20]

NOAEL: 0.75 mg/kg (ラット)

これは有害な影響を引き起こす物理的因子または化学物質の最小量を指します。^[21]

LOAEL: 80 mg/kg

GHS 分類では、ジクロフェンチオンは急性毒性、刺激性、腐食性、可燃性があり、健康被害および環境被害を引き起こす物質として分類されています。

ジクロフェンチオンは有機リン系殺虫剤で、これまでさまざまな国で害虫駆除の目的で農業に使用されていました。この化合物は現在でも環境に残留しています。そのため、農業活動でジクロフェンチオンが使用される地域では、人間に曝露するリスクがある可能性があります。ジクロフェンチオンが歴史的に使用されていた、または現在も使用されている可能性のある国には、次の国が含まれます。

図 1: ジクロフェンチオンが歴史的にどこで、どのような目的で使用されてきたかを詳細に示す国。

ジクロフェンチオンが使用されていた、または現在も使用されている地域では、農家、農場労働者、農薬散布者など、農業活動に携わる人々が曝露の危険にさらされる可能性があります。さらに、ジクロフェンチオンが使用されている農業地域の近くに住む人々も、水源への流出や農薬残留物の漂流などの環境汚染を通じて農薬に曝露する可能性があります。農業環境でジクロフェンチオンやその他の農薬に曝露するリスクを最小限に抑えるには、適切な取り扱い、適用、および安全対策が不可欠です。

ジクロフェンチオンの有効性は、環境への残留性、生体内蓄積の可能性、および人間を含む非標的生物への毒性を考慮してバランスを取る必要があります。これらの要因により、ジクロフェンチオンの用途が制限されたり、悪影響を最小限に抑えるために必要な適用方法や安全対策が決定されたりする場合があります。

ジクロフェンチオンの半減期は、水中と土壌中の両方でわずか数分と比較的短い。この化合物の環境中での運命についてはほとんど研究が行われていないが、この化合物が含まれる化合物クラスについては多くのことが分かっている。

ジクロフェンチオンは化学的にはホスホロチオエートですが、一般的には有機リン系殺虫剤と考えられています。ほとんどの有機リン系殺虫剤は比較的早く生分解するため、一般的に使用しても安全であると考えられています。これはほとんどの化合物に当てはまるかもしれませんが、細菌は土壌に導入された新しい化合物を分解するために適応するのにまだ時間が必要です。^[22]同じ化合物が土壌に繰り返し導入されると、分解速度が速まることが示されています。

土壌や堆積物への吸収が高いと考えられるため、ジクロフェンチオンは移動性の高い化合物ではありません。水、土壌、堆積物におけるジクロフェンチオンの推定半減期は数分未満です。空気中の推定半減期は 2.78 時間で、水、土壌、堆積物中の半減期よりはるかに長くなっています。推定廃水処理除去効率は 84% で、空気中への除去率は約 5% です。

生体蓄積の可能性: 物質が生体内に蓄積される仕組みで、さらに、食物連鎖の頂点にいる生物への間接的な曝露につながる可能性があります。

ジクロフェンチオンは有機リン系農薬であるため、通常、有機塩素系農薬などの他の種類の農薬ほど生体内に蓄積されません。

持続性と分解: 特定の化学物質が環境中でどのくらいの期間活性を維持するかについてのデータを提供します。このデータには、土壌と水中での半減期や、光分解、加水分解、微生物の作用などのプロセスを通じて起こる分解が含まれます。

ジクロフェンチオンが環境中に残留すると、野生生物に危険をもたらし、水源を汚染する可能性があります。

これは、化学物質が非標的生物や環境に害を及ぼす能力を指します。^[23]

ジクロフェンチオンの生態毒性は主に魚類やその他の水生無脊椎動物に影響を及ぼします。

人間の急性有機リン中毒は、職業上、事故、犯罪、または意図的な暴露（自殺目的の摂取など）によって起こる可能性があります。

ムスカリンの急性作用は心臓に生命を脅かす可能性があり、^[11]徐脈、低血圧、迷走神経緊張の亢進による心臓伝導異常などが含まれます。呼吸器系では、ムスカリンの活性化により気管支収縮、気管支分泌物の増加、呼吸困難の可能性が生じます。胃腸障害は運動亢進として現れ、腹部不快感、下痢、吐き気を引き起こします。排尿への影響には、尿路におけるムスカリン刺激による尿意切迫感、頻尿、重篤な場合には失禁が含まれます。

ジクロロフェンチオンのニコチン作用は主に神経筋接合部を標的とし、さまざまな筋肉および神経症状を引き起こします。ジクロロフェンチオンはアセチルコリンエステラーゼを阻害することでニコチン受容体の活性化を長引かせ、筋肉のけいれん、筋力低下、場合によっては麻痺を引き起こします。呼吸筋は特に影響を受けやすいです。さらに、ジクロロフェンチオンが中枢神経系のニコチン受容体と相互作用すると、頭痛、めまい、混乱などの神経症状を引き起こす可能性があります。^[11]重症の場合、ジクロロフェンチオン中毒は発作や昏睡に進行する可能性があり、筋肉と神経の両方の機能に深刻な影響を及ぼします。

物質が何らかの腫瘍を引き起こしたり誘発したりするリスク、あるいは何らかの形で接触した後に腫瘍が発生する可能性を高めるリスク。^[24]

ジクロフェンチオンは飲み込むとがんを引き起こす可能性があるため、発がん性物質です。

このパラメータは、化合物が成人およびその子孫の生殖能力や性機能に悪影響を及ぼす可能性があるかどうかを測定します。^[25]

ジクロフェンチオンは、それに曝露した人の子孫に損害を与える疑いがある。

ラットとマウスの両方で行われた実験では、胎児体重の減少と胚毒性の影響が観察されました。

これは、化学物質やその他の物質にさらされた後に生殖細胞に突然変異が誘発され、それが子孫に受け継がれる可能性を指します。

ジクロフェンチオンにさらされると遺伝的欠陥を引き起こすのではないかと疑われています。