피레트로이드

Pyrethroid
알레트린 이성질체의 화학적 구조
페르메트린 이성질체의 화학적 구조

피레트로이드(Pyretroid)는 피레트룸(Cryshanga cinerariaefolium, C. coccineum)의 꽃에 의해 생성되는 천연 피레트린과 유사한 유기 화합물이다.피레트로이드는 상업용 및 가정용 [1]살충제로 사용된다.

가정용 농도에서 피레트로이드는 일반적으로 사람에게 [1]무해하다.그러나 피레트로이드는 꿀벌, 잠자리, 하루살이, 개파리, 그리고 수생 및 육생 먹이망의 [2]기초를 구성하는 다른 무척추동물들과 같은 곤충들에게 독성이 있다.피레트로이드는 수생 생물, 특히 [3]어류에 독성이 있다.그것들은 실내 [4]응용 프로그램을 통해 말라리아 발병에 대한 효과적인 통제 수단인 것으로 나타났다.

동작 모드

피레트로이드는 축삭성 엑시토톡신(axonic excitotoxins)으로, 축삭막에서 전압 개폐 나트륨 채널의 폐쇄를 방지함으로써 독성 효과가 매개된다.나트륨 채널은 친수성 내부를 가진 막 단백질이다.이 내부는 나트륨 이온이 막을 통과하여 축삭으로 들어가 활동 전위를 전파할 수 있도록 정확하게 형성되어 있습니다.독소가 채널을 열린 상태로 유지하면 신경은 다시 분극하지 못하고 축삭막이 영구적으로 탈분극 상태가 되어 [5]유기체가 마비됩니다.피레트로이드는 피레트로이드 대사에 중요한 마이크로솜 시토크롬 P450 효소의 알려진 억제제인 시너지제 피페로닐 부톡시드와 결합될 수 있다.이것에 의해, 피레트로이드의 효과(치사율)를 [6]높일 수 있다.다른 중독 메커니즘도 [7]있을 수 있습니다.신경 내분비 활동의 중단은 곤충에 대한 돌이킬 수 없는 영향에 기여하는 것으로 생각되며, 이는 전압 게이트 칼슘 채널(그리고 아마도 더 넓게 [7]다른 전압 게이트 채널)에 대한 피레트로이드 작용을 나타낸다.

화학 및 분류

(1R, 3R)- 또는 (+)- 트랜스-크리스화산.

피레트로이드는 공통의 화학적 구조를 공유하지 않기 때문에 생물학적 작용 메커니즘에 따라 분류된다.대부분은 국화산과 같은 2,2-디메틸시클로프로판카르본산 유도체로 알코올에 의해 에스테르화되어 있습니다.그러나 사이클로프로필 고리가 모든 피레트로이드에서 발생하는 것은 아닙니다.1972년에 개발된 펜발라테는 그러한 예 중 하나이며 그러한 그룹이 없는 최초의 상용화된 피레트로이드이다.

α-시아노기가 없는 피레트로이드는 종종 I형 피레트로이드로 분류되고, 그것을 가진 피레트로이드는 II형 피레트로이드로 분류된다."cy"로 시작하는 일반적인 이름을 가진 피레트로이드는 시아노기를 가지고 있고 타입 II이다.펜발라테는 또한 α-시아노기를 포함한다.

에토펜프로스와 같은 일부 피레트로이드들은 또한 대부분의 다른 피레트로이드에서 발견되는 에스테르 결합이 부족하고 그 자리에 에테르 결합을 가지고 있다.실라플루오펜은 또한 피레트로이드로 분류되며 에스테르 대신 실리콘 원자를 가지고 있다.피레트로이드는 종종 키랄 중심을 가지고 있고 오직 특정 입체 이성질체만이 [8]살충제로 효율적으로 작용합니다.

예

환경에 미치는 영향

피레트로이드는 꿀벌, 잠자리, 하루살이, 가드파리와 같은 곤충과 수생 [2]및 육생 먹이사슬을 구성하는 다른 무척추동물에게 독성이 있다.그것들은 [3]물고기를 포함한 수생 생물에게 독성이 있다.

생분해

피레트로이드는 보통 하루나 이틀 안에 햇빛과 대기에 의해 분해되지만 침전물과 관련되면 한동안 [9]지속될 수 있습니다.

피레트로이드는 시립 폐수 처리 시설의 기존 2차 처리 시스템의 영향을 받지 않습니다.그것들은 유출물에 나타나며,[10] 보통 무척추동물에게 치명적인 수준으로 나타납니다.

안전.

인간

피레트로이드 흡수는 피부, 흡입 또는 [11]섭취를 통해 발생할 수 있습니다.피레트로이드는 종종 포유류의 나트륨 [12]채널에 효율적으로 결합하지 않는다.그들은 또한 피부를 통해 잘 흡수되지 않으며 인간의 간은 종종 비교적 효율적으로 그것들을 대사시킬 수 있다.따라서 피레트로이드는 [13]곤충보다 인간에게 훨씬 덜 독성이 있다.

소량의 피레트로이드에 대한 만성적인 노출이 위험한지 [14]아닌지는 잘 밝혀지지 않았다.그러나 다량의 복용은 생명을 위협하는 경우가 거의 없는 급성 중독을 일으킬 수 있다.대표적인 증상으로는 안면 감각, 가려움, 화끈거림, 어지럼증, 메스꺼움, 구토 등이 있으며 근육 경련이 더 심합니다.심각한 중독은 종종 피레트로이드 섭취에 의해 발생하며 발작, 혼수, 출혈 또는 폐부종과 [11]같은 다양한 증상을 일으킬 수 있습니다.초기 사회 정서 및 언어 [4]발달이 좋지 않은 피레트로이드와 연관성이 있다.

기타 생물

피레트로이드는 고양이에게는 매우 독성이 있지만 개에게는 독성이 없다.고양이에게 중독되면 발작, 발열, 운동실조, 심지어 사망까지 초래할 수 있다.애완견 전용인 벼룩처리제가 들어 있는 피레트로이드를 고양이에게 사용하면 독이 생길 수 있다.고양이의 간은 개보다 글루쿠론화를 통해 피레트로이드를 더 잘 해독하지 못하기 때문에 이런 [15]차이가 생긴다.고양이를 제외하고, 피레트로이드는 전형적으로 포유류나 [16]조류에게 독성이 없다.그것들은 종종 어류, 파충류,[17] 양서류에게 독성이 있다.

저항

상세 정보:살충제 내성

살충제로 피레트로이드를 사용하는 것은 몇몇 곤충들, 특히 [18]모기들 사이에서 광범위한 내성을 발달시켰다.비록 빈대는 DDT와 유기인산염의 사용을 통해 북미에서 거의 근절되었지만, 두 가지 모두에 내성이 있는 빈대 개체군은 발전해왔다.이 목적을 위한 DDT의 사용은 금지되었고,[19] DDT의 재도입은 저항 때문에 빈대 문제에 대한 해결책을 제공하지 못할 것이다.피레트로이드는 빈대에 더 흔히 쓰이게 되었지만, 저항력 있는 개체들도 [20][21][22][23]이제 그들에게 발달했다.다이아몬드백나방의 개체군 또한 일반적으로 피레트로이드에[24][better source needed] 대한 내성이 발달했습니다 – 미국[25] 노스다코타와[26] 위스콘신 주를 포함한 반면 피레트로이드는 여전히 캘리포니아에서 [27]권장됩니다.1999년 찬드레 등이 2019년까지 서아프리카의 아노펠레스 감비아에, 2018년 이스마일 등이 수단의 A.arabiensis, 2019년 오폰도 등이 감비아와 동남아시아의 아메데스 아멜리아 등 다양한 모기 개체군의 내성이 높은 것으로 밝혀졌다.Mok et al 2019 및 Smith [18]et al 2016에 의한 다양한 위치.

역사

피레트로이드는 1920년대 [28]헤르만 슈타우딩거와 레오폴드 루지치카가 피레트린 I과 II의 구조를 설명한 후 1960년대와 1970년대에 로담스테드 연구팀에 의해 도입되었다.피레트로이드는 피레트룸에서 발견되는 자연 버전의 유사물을 합성하는 화학의 큰 발전을 나타냈다.살충작용은 포유류의 독성이 비교적 낮고 생분해 속도가 매우 빠르다.이러한 개발은 DDT 사용에 대한 문제의 발견과 동시에 이루어졌습니다.이들의 연구는 우선 동아프리카 국화꽃에서 추출한 살충제 성분의 가장 활성적인 성분을 확인하는 것으로 구성됐다.Pyrethrum은 날아다니는 곤충을 빠르게 쓰러뜨리지만 지속성이 미미하여 환경에는 좋지만 현장에서 바르면 효과가 떨어진다.피레트로이드는 본질적으로 화학적으로 안정된 형태의 천연 피레트룸이며 IRAC MoA 그룹 3에 속합니다(곤충 신경 [29]세포의 나트륨 수송을 방해합니다).

1960년대에 개발된 1세대 피레트로이드는 바이오알레트린, 테트라메트린, 레스메트린, 바이오레즈메트린을 포함한다.그것들은 자연 발열보다 더 활발하지만 햇빛에서는 불안정하다.91/414/EEC [30]검토에서는 시장이 (안전에 대한 특별한 우려보다는) 재등록 비용을 보증하기에 충분히 크지 않기 때문에 많은 1세대 화합물이 부속서 1에 포함되지 않았다.

1974년까지 Rothamsted 팀은 특히 페르메트린, 사이퍼메트린 및 델타메트린의 2세대를 발견했다.이들은 빛과 공기에 의한 열화에 상당히 강하기 때문에 농업에 적합하지만 포유류의 독성이 상당히 높다.이후 수십 년 동안 이러한 유도체들은 펜발레이트, 람다-시할로트린, 베타-시플루트린과 같은 다른 독점 화합물들과 함께 이어졌다.대부분의 특허는 이제 만료되었고, 이러한 화합물은 값싸고 인기가 있습니다(단, 페르메트린과 펜발레이트는 91/414/EEC 프로세스에 따라 재등록되지 않았습니다).

레퍼런스

  1. ^ a b Metcalf, Robert L (2000). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a14_263.
  2. ^ a b Zaveri, Mihir (February 4, 2010). "Study Links Pesticides to River Contamination". The Daily Californian. The Daily Californian. Retrieved 9 June 2012.
  3. ^ a b 일리노이 공중보건부의 피레트로이드 자료표입니다
  4. ^ a b Brenda Eskenazi; Sookee An; Stephen A Rauch; et al. (6 April 2018). "Prenatal Exposure to DDT and Pyrethroids for Malaria Control and Child Neurodevelopment: The VHEMBE Cohort, South Africa". Environmental Health Perspectives. 126 (4): 047004. doi:10.1289/EHP2129. ISSN 0091-6765. PMC 6071803. PMID 29648420. Wikidata Q52880664. (오류)
  5. ^ Soderlund, David M; Clark, John M; Sheets, Larry P; Mullin, Linda S; Piccirillo, Vincent J; Sargent, Dana; Stevens, James T; Weiner, Myra L (2002). "Mechanisms of pyrethroid neurotoxicity: Implications for cumulative risk assessment". Toxicology. 171 (1): 3–59. doi:10.1016/s0300-483x(01)00569-8. PMID 11812616.
  6. ^ Devine, G.J; Denholm, I (2009). "An unconventional use of piperonyl butoxide for managing the cotton whitefly, Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)". Bulletin of Entomological Research. 88 (6): 601–10. doi:10.1017/S0007485300054262.
  7. ^ a b Soderlund, David M; Bloomquist, Jeffrey R (1989). "Neurotoxic Actions of Pyrethroid Insecticides". Annual Review of Entomology. Annual Reviews. 34 (1): 77–96. doi:10.1146/annurev.en.34.010189.000453. ISSN 0066-4170. PMID 2539040. S2CID 31881940.
  8. ^ Ujihara K (2019). "The history of extensive structural modifications of pyrethroids". Journal of Pesticide Science. 44 (4): 215–224. doi:10.1584/jpestics.D19-102. PMC 6861428. PMID 31777441.
  9. ^ Luo, Yuzhou; Zhang, Minghua (2011). "Environmental Modeling and Exposure Assessment of Sediment-Associated Pyrethroids in an Agricultural Watershed". PLOS ONE. 6 (1): e15794. Bibcode:2011PLoSO...615794L. doi:10.1371/journal.pone.0015794. PMC 3016336. PMID 21246035.
  10. ^ Weston, Donald P; Lydy, Michael J (2010). "Urban and Agricultural Sources of Pyrethroid Insecticides to the Sacramento-San Joaquin Delta of California". Environmental Science & Technology. 44 (5): 1833–40. Bibcode:2010EnST...44.1833W. doi:10.1021/es9035573. PMID 20121184.
  11. ^ a b Bradberry, Sally M.; Cage, Sarah A.; Proudfoot, Alex T.; Vale, J. Allister (2005). "Poisoning due to pyrethroids". Toxicological Reviews. 24 (2): 93–106. doi:10.2165/00139709-200524020-00003. ISSN 1176-2551. PMID 16180929. S2CID 32523158.
  12. ^ Silver KS, et al. (2014). "Voltage-gated sodium channels as insecticide targets". Advances in Insect Physiology. 46: 389–433. doi:10.1016/B978-0-12-417010-0.00005-7. ISBN 9780124170100. PMC 6005695. PMID 29928068.
  13. ^ Ray, David E.; Ray, Dr David; Forshaw, Philip J. (2000-01-01). "Pyrethroid Insecticides: Poisoning Syndromes, Synergies, and Therapy". Journal of Toxicology: Clinical Toxicology. 38 (2): 95–101. doi:10.1081/CLT-100100922. ISSN 0731-3810. PMID 10778904. S2CID 22213256.
  14. ^ Burns CJ, Pastoor TP (2018). "Pyrethroid epidemiology: a quality-based review". Critical Reviews in Toxicology. 48 (4): 297–311. doi:10.1080/10408444.2017.1423463. PMID 29389244.
  15. ^ Boland LA, Angles JM (2010). "Feline permethrin toxicity: retrospective study of 42 cases". Journal of Feline Medicine and Surgery. 12 (2): 61–71. doi:10.1016/j.jfms.2009.09.018. ISSN 1532-2750. PMID 19897392. S2CID 206051191.
  16. ^ Gupta RC, et al. (2007). Veterinary toxicology: basic and clinical principles (1st ed.). Elsevier. pp. 676–677. doi:10.1016/B978-012370467-2/50153-X. ISBN 978-0-08-048160-9.
  17. ^ Ortiz-Santaliestra ME, et al. (2018). "Validity of fish, birds and mammals as surrogates for amphibians and reptiles in pesticide toxicity assessment". Ecotoxicology. 27 (7): 819–833. doi:10.1007/s10646-018-1911-y. PMID 29492806. S2CID 3604324.
  18. ^ a b Jeran, 니나, Grdiša, 마르티나, 바르가, Filip, Šatović, 즐라트코;리베르 즈라트코;Dabić, 다리오;Biošić, 마르티나(2020-10-06)."Pyrethrin 달마시안 제충국에서(Tanacetum cinerariifolium/Trevir./Sch. Bip.):생합성, 생물학적 활동, 추출과 determination"의 방법이었다.Phytochemistry 검토.Phytochemical 협회 유럽+Phytochemical 협회 북 아메리카의(스프링거). 20(5):875–905. doi:10.1007/s11101-020-09724-2.ISSN 1568-7767.(MGORCID:0000-0002-4584-4851).
  19. ^ Craggs, Samantha (November 20, 2014). "DDT repeal would do nothing to combat bed bugs, experts say". CBC News. Retrieved 14 November 2016.
  20. ^ Goddard, Jerome; Deshazo, R (2009). "Bed Bugs Cimex lectularius and Clinical Consequences of Their Bites". JAMA. 301 (13): 1358–66. doi:10.1001/jama.2009.405. PMID 19336711.
  21. ^ Kolb, Adam; Needham, Glen R; Neyman, Kimberly M; High, Whitney A (2009). "Bedbugs". Dermatologic Therapy. 22 (4): 347–52. doi:10.1111/j.1529-8019.2009.01246.x. PMID 19580578. S2CID 221648188.
  22. ^ 보일랜드, 아담"You May be Alone" (혼자가 아닐 수 있음) 2011-11-07년 Wayback Machine U.S. News & World Report 2007년 7월 16일, Vol. 143, 제 2, p53-54호 아카이브.
  23. ^ Yoon, Kyong Sup; Kwon, Deok Ho; Strycharz, Joseph P; Hollingsworth, Craig S; Lee, Si Hyeock; Clark, J. Marshall (2008). "Biochemical and Molecular Analysis of Deltamethrin Resistance in the Common Bed Bug (Hemiptera: Cimicidae)". Journal of Medical Entomology. 45 (6): 1092–101. doi:10.1603/0022-2585(2008)45[1092:BAMAOD]2.0.CO;2. PMID 19058634.
  24. ^ Leibee, Gary L.; Savage, Kenneth E. (1992). "Evaluation of Selected Insecticides for Control of Diamondback Moth and Cabbage Looper in Cabbage in Central Florida with Observations on Insecticide Resistance in the Diamondback Moth". The Florida Entomologist. 75 (4): 585. doi:10.2307/3496140. ISSN 0015-4040. JSTOR 3496140.
  25. ^ "Pyrethroid Complaints for Diamondback Moth Control in Canola (08/26/21)". NDSU Agriculture and Extension. 2021-08-26. Retrieved 2022-01-08.
  26. ^ Marsden, Christy (2021-10-15). "Diamondback Moth". Wisconsin Horticulture. Retrieved 2022-01-08.
  27. ^ "Diamondback Moth - Floriculture and Ornamental Nurseries Pest Management Guidelines". University of California Agriculture and Natural Resources (UCANR).
  28. ^ Staudinger, H; Ruzicka, L (1924). "Insektentötende Stoffe I. Über Isolierung und Konstitution des wirksamen Teiles des dalmatinischen Insektenpulvers" [Insecticidal substances I. On isolation and constitution of the active part of the Dalmatian insect powder]. Helvetica Chimica Acta. 7 (1): 177–201. doi:10.1002/hlca.19240070124.
  29. ^ Haddi, Khalid; Berger, Madeleine; Bielza, Pablo; Cifuentes, Dina; Field, Linda M; Gorman, Kevin; Rapisarda, Carmelo; Williamson, Martin S; Bass, Chris (2012). "Identification of mutations associated with pyrethroid resistance in the voltage-gated sodium channel of the tomato leaf miner (Tuta absoluta)". Insect Biochemistry and Molecular Biology. 42 (7): 506–13. doi:10.1016/j.ibmb.2012.03.008. PMID 22504519.
  30. ^ "EUR-Lex - 31991L0414 - EN - EUR-Lex". europa.eu.