알드린

Aldrin
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알드린
Aldrin
Aldrin-from-xtal-3D-balls.png
이름
선호 IUPAC 이름
(1R,4S,4aS,5S,8R,8aR)-1,2,3,4,10,10-헥사클로로-1,4,4a,5,8a-헥사하이드로-1,4:5,8-디메타하나프탈렌
기타 이름
HHDN[1]
옥탈렌[1]
식별자
3D 모델(JSmol)
체비
켐벨
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.005.652 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 206-215-8
케그
펍켐 CID
RTECS 번호
  • IO2100000
유니
UN 번호 2762, 2761
  • InChi=1S/C12H8Cl6/c13-8-9(14)11(16)7-5-2-1-4(3-5)6(7)10(8,15)12(11,17)18/h1-2,4-7H,3H2/t4+,5+6-7-,10+11 checkY,11
    키: QBYJBZPUGVKQQ-SJJAHHWSA-N checkY
  • InChi=1/C12H8Cl6/c13-8-9(14)11(16)7-5-2-1-4(14)6(7)10(7)10(8,15)12(11,17)18/h1-2,4-H,3H2/t4+,5+,6-6,10+,11)
    키: QBYJBZPUGVKQ-SJJEHWBI
  • CLC4(Cl)[C@]2(Cl)=C(/Cl)=C(/Cl)=[C@H]3[C@H]\1C[C@H](/C=C/1)[C@H]23]
특성.
C12H8CL6
어금질량 364.90 g·190−1
외관 무색 고체
밀도 1.60 g/mL[1]
녹는점 104 °C(219 °F, 377 K)
약간 용해성(0.003%)[1]
증기압 7.5 × 10−5 mmHg @ 20 °C
위험
산업안전보건(OHS/OSH):
주요 위험
 잠재적 직업상 발암물질[1]
GHS 라벨 표시:
GHS06: ToxicGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard
위험
H300, H301, H310, H311, H351, H372, H410
P201, P202, P260, P262, P264, P270, P273, P280, P281, P301+P310, P302+P350, P302+P352, P308+P313, P310, P312, P314, P321, P322, P330, P361, P363, P391, P405, P501
NFPA 704(화재 다이아몬드)
4
0
0
플래시 포인트 66°C(151°F, 339K)
치사량 또는 농도(LD, LC):
50mg/kg(알코올, 구강)
33 mg/kg (양돈 돼지, 구강)
39mg/kg(랫드, 구강)
44mg/kg (마약, 구강)[2]
5.8mg/m3(랫드, 4시간)[2]
NIOSH(미국 건강 노출 제한):
PEL(허용)
 TWA 0.25mg/m3 [피부][1]
REL(권장)
 Ca TWA 0.25mg/m3 [피부][1]
IDLH(즉시 위험)
 25 mg/m3[1]
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

알드린은 오르가노클로린 살충제로 대부분의 국가에서 금지되었던 1990년대까지 널리 사용되었다. 알드린(Aldrin)은 이른바 '클래식 유기농(COC)' 농약군의 일원이다. COCs는 2차 세계대전 중과 그 후 인기가 매우 급상승했다. 다른 주목할 만한 COC의 예로는 DDT가 있다.[3] 연구 결과 유기농클로로인(Organochlorine)이 생체적응을 통해 생태계에 매우 독성이 강할 수 있다는 사실이 밝혀진 후, 대부분은 사용이 금지되었다. 그것은 무색 고체다. 금지령이 내려지기 전에는 종자와 흙을 치료하는 농약으로 많이 쓰였다. 알드린과 관련 '사이클로디아인' 농약(헥사클로클로펜타디엔에서 유래한 살충제를 일컫는 말)은 지속적인 유기오염물질로 악명높게 되었다.[4]

구조 & 반응도

알드린의 구조 공식은 CHCl이다1286. 분자는 분자량이 364.896g/mol이다. 알드린의 녹는점은 105℃이고 옥탄올-물 분할계수는 6.5(logP)이다.[5]

순수한 알드린은 하얀 결정 가루로 형성된다. 물(0.003% 용해도)에는 녹지 않지만, 알드린은 케톤이나 파라핀과 같은 유기 용매에 매우 잘 용해된다.[6] 알드린은 일단 환경에 방출되면 매우 천천히 분해한다. 식물과 박테리아에 의해 데지린으로 빠르게 전환되지만, 데지린은 알드린의 독성 효과와 느린 부패를 유지한다.[7] 알드린은 먼지 입자에 의해 공기 중에 쉽게 운반된다. 알드린은 경산이나 염기에 반응하지 않으며 pH가 4~8인 환경에서 안정적이다. 200 °C[5] 이상의 온도에 노출되면 인화성이 매우 높다 산화제 알드린(aldrin)이 있으면 농축산, 페놀과 반응한다.

합성

알드린은 자연에서 형성되지 않는다. 디엘-알데르 반응에서 헥사클로클로클로펜타디엔과 노르보르나디엔을 결합해 인덕트를 부여해 합성한다.[8] 1967년, 기술 등급의 알드린 성분은 헥사클로로헥사히드로디메탄나프탈렌(HHDN)의 90.5%로 보고되었다.[7]

디엘-알데르 반응을 통한 알드린 합성

마찬가지로, 이소드린으로 알려진 알드린 이소머는 헥사클로로노보르나디엔과 사이클로펜타디엔의 반응에 의해 생성된다.[9] 이소드린은 또한 알드린 합성의 부산물로 생산되는데, 기술급 알드린이 약 3.5 % 이소드린을 함유하고 있다.[7]

알드린은 독일의 화학자 커트 알더의 이름을 따서 지어졌는데, 이런 종류의 반응의 동전 발명가 중 한 명이다. 1946년과 1976년 사이에 약 2억 7천만 킬로그램의 알드린과 관련 사이클로디엔 농약이 생산되었다.

사용 가능한 양식

알드린에는 여러 가지 이용 가능한 형태가 있다. 이 중 하나가 이소머 이소드린인데, 자연에서는 찾아볼 수 없지만 알드린처럼 합성할 필요가 있다. 알드린이 인체나 환경에 들어갈 때 그것은 빠르게 데지린으로 전환된다. 자외선이나 미생물에 의한 분해는 질드린을 광전자린으로, 알드린을 광전자린으로 변환시킬 수 있다.[7]

작용기전

비록 알드린의 많은 독성 효과가 발견되었지만, 독성의 기초가 되는 정확한 메커니즘은 아직 결정되지 않았다. 독성이 있는 알드린 유도 과정은 신경독성이다.

신경독성

알드린 중독이 일으키는 효과 중 하나는 신경독성이다. 연구 결과 알드린이 중추신경계(CNS)를 자극해 과호흡과 발작을 일으킬 수 있다는 사실이 밝혀졌다.[10] 이 현상은 두 가지 다른 메커니즘을 통해 그 효과를 발휘한다.

그 메커니즘 중 하나는 뇌 칼슘 ATPAS를 억제하기 위해 알드린의 능력을 이용한다.[11] 이러한 이온펌프는 신경단자를 적극적으로 펌핑하여 칼슘으로부터 해방시킨다. 그러나 알드린이 이러한 펌프를 억제하면 세포내 칼슘 수치가 상승한다. 이것은 신경전달물질 방출의 증가를 초래한다.

두 번째 메커니즘은 감마-아미노부틸산(GABA) 활동을 차단하는 알드린 능력을 이용한다.[12] GABA는 중추신경계의 주요 억제 신경전달물질이다. 알드린은 GABAA 수용체-염화물 채널 복합체를 차단해 신경독성 효과를 유도한다. 이 수용체를 막음으로써 염화물이 시냅스로 이동할 수 없게 되어 뉴런 시냅스의 초극화를 방지한다. 따라서 시냅스는 행동 잠재력을 발생시킬 가능성이 더 높다.

신진대사

경구 알드린 노출의 신진대사는 인간에게 연구되지 않았다. 그러나 동물 연구는 알드린 신진대사에 대한 광범위한 개요를 제공할 수 있다. 이 데이터는 인간과 관련될 수 있다.

알드린의 바이오트랜스포메이션은 다기능 산화제(CYP-450)[13]에 의한 알드린 에폭시디화(Epoxidization)로 시작되는데, 이는 데질린을 형성한다. 이러한 전환은 주로 간에서 일어난다. CYP-450 발현이 낮은 조직에서는 대신 프로스타글란딘 내포페록사이드신분해효소(PES)를 사용한다.[14] 이 산화 경로 bisdisdioxy는 아라키돈산을 프로스타글란딘 G(PGG2)로2 만든다. 이후 PGG는2 하이드로페록시디제(hydroperoxidase)에 의해 프로스타글란딘2 H(PGH2)로 환원된다.

그리고 나서 Dieldrin은 9-hydroxydieldrin을 형성하는 시토크롬 산화물에 의해 직접 산화될 수 있다. 산화 대안으로는 에폭시 하이드라제에 의한 에폭시 링의 개방이 있는데, 이것은 6,7-trans-dihydroxydhydroaldrin 제품을 형성한다.[15] 두 제품 모두 각각 6,7-trans-dihydroxydhydroaldron glucuronide와 9-hydroxydieldrin glucuronide를 혼합할 수 있으며, 6,7-trans-dihydroxydihydroaldronism acid를 산화시켜 알드린 디카르복실산 형성을 만들 수도 있다.[16][17]

효능 및 부작용

환경 내 알드린의 독성역동학을 고려해 화합물의 효능이 결정됐다. 또한 알드린에 노출된 후의 역효과가 입증되어 화합물에 대한 위험을 나타낸다.

효능

흰개미 통제를 위해 사용하는 알드린 능력을 검사하여 적용할 때 최대 반응을 결정한다. 1953년 미국 연구원들은 치거를 운반하는 것으로 알려진 쥐를 가지고 지상에서 에이커 당 2.25 파운드의 비율로 알드린과 들드린을 실험했다. 알드린과 들드린 치료는 들쥐가 지형을 치료할 때 75배, 알드린으로 치료할 때 들쥐의 치거가 25배 감소하는 것으로 나타났다. 알드린 치료법은 특히 DDT, 황 또는 BHC와 같이 사용된 다른 살충제에 비해 높은 생산성을 나타낸다.[18]

역효과

알드린이 환경에 노출되면 공기, 토양, 물 속 화학성분이 국산화된다.[7] 알드린은 데지린으로 빠르게 변화하고 그 화합물은 천천히 분해되며, 이는 1차 피폭 주변 환경과 발전소의 알드린 농도를 설명한다.[19] 이러한 농도는 오염된 식물이나 오염된 물에 사는 동물을 먹는 동물에서도 발견될 수 있다. 이러한 생체분석은 지방내 고농도로 이어질 수 있다.

다발성 실드린 피폭 후 빈혈에 걸린 근로자들의 사례가 보고되고 있다. 그러나 알드린과 들드린의 주된 역효과가 중추신경계와 관계가 있다.[7] 체내에 축적된 Dieldrin의 수위는 경련을 일으킨다고 믿어졌다.[20] 그 외에도 두통, 메스꺼움, 구토, 거식증, 근육 경련, 근경색 저킹, EEG 왜곡과 같은 다른 증상들도 보고되었다. 이 모든 경우에서 알드린/딜드린에 대한 노출원 제거는 빠른 회복으로 이어졌다.[21]

독성

알드린과 들드린의 독성은 여러 동물 연구의 결과에 의해 결정된다. 알드린에 여러 번 노출된 뒤 빈혈로 인한 사망이 보고되는 경우도 있지만 알드린과 관련해 근로자가 크게 늘어난다는 보고는 발견되지 않았다. 면역학적 테스트는 그러한 경우 데지린으로 코팅된 적혈구에 항원 반응을 연관시켰다.[22] 사망 원인이 되는 직접적인 용량-반응 관계는 아직 조사되지 않았다.

쥐 연구로부터 도출된 NOAL은 다음과 같다.[7]

  • 알드린에 대한 급성 구강 노출 시 최소 위험 수준은 하루 0.002mg/kg이다.
  • Dieldrin에 대한 중간 노출 시 최소 위험 수준은 0.0001 mg/kg/day이다.
  • 알드린에 만성 피폭 시 최소 위험 수준은 일일 0.00003mg/kg이다.
  • Dieldrin에 만성 피폭 시 최소 위험 수준은 일일 0.00005mg/kg이다.

이러한 연구 외에도 유방암 위험 연구가 수행되어 유방암 위험이 상당히 증가했음을 입증하였다. 혈액 농도를 림프절 수와 종양 크기에 비교한 후 사망 위험이 5배 더 높은 것으로 조사 결과 최고 사분위수 범위를 하위 사분위수 범위와 비교했다.[23] 어린 아이들도 약에 더 취약해 심각한 일반화 경련을 일으킨다.[24]

동물에 미치는 영향

알드린과 들드린으로 행해진 대부분의 동물 연구는 쥐를 사용했다. 알드린과 들드린을 많이 복용한 결과 신경독성이 나타났지만, 여러 쥐 연구에서도 들드린 유도 간신생성에 대한 생쥐 간의 독특한 민감성이 나타났다.[25] 게다가, 알드린은 쥐를 치료한 결과 산후 사망률이 증가했으며, 성인들은 쥐의 아이들에 비해 이 화합물에 대한 민감도가 증가했다.[26]

환경영향 및 규제

관련 폴리염소화 농약과 마찬가지로 알드린은 지방질이 풍부하다. 물 속 용해도는 0.027mg/L에 불과해 환경 내 지속성을 악화시킨다. 그것은 스톡홀름의 지속적인 유기 오염에 관한 협약에 의해 금지되었다. 미국에서는 1974년 알드린이 취소됐다. 이 물질은 EU에 의해 식물 보호를 위해 사용이 금지되어 있다.[27]

안전 및 환경 측면

알드린은 쥐50 LD가 39~60mg/kg(쥐의 경우 구강)이다. 그러나 물고기의 경우, 송어와 블루길의 경우 50 LC50이 0.006 – 0.01일 정도로 매우 독성이 강하다.[4]

미국에서 알드린은 산업안전보건청과 국립산업안전보건연구소에 의해 잠재적 직업상 발암물질로 간주된다. 이들 기관은 8시간 평균에 걸쳐 피부 노출에 대한 직업상 피폭 한도를 0.25mg/m로3 설정했다.[28] 또한, 피폭 후 20분 이내에 경련으로 반응한 인간의 급성 독성 데이터를 바탕으로 IDLH 한도를 25mg/m으로3 설정했다.[29]

미국 비상계획 및 공동체 알권리법 제302조(미국법전 제42조 제11002)에 규정된 미국 내에서는 극도로 위험한 물질로 분류되며, 상당량을 생산, 저장 또는 사용하는 시설별로 엄격한 보고 요건이 적용된다.[30]

참조

  1. ^ a b c d e f g h NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0016". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
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