piretrin - Pyrethrin

Image
Bazı piretrinlerin kimyasal yapısı : piretrin I (R = CH 3 ), piretrin II (R = CO 2 CH 3 )

Pire otları bir sınıfıdır organik bileşikler , normal olarak elde edilen Kasımpatı cinerariifolium kuvvetli sahip insektisid sinir sistemleri hedefleyerek aktivitesi böcekler . Piretrin, krizantem çiçeklerinde doğal olarak bulunur ve piperonil bütoksit veya diğer sentetik adjuvanlarla kombine edilmediğinde genellikle organik bir insektisit olarak kabul edilir . Böcek öldürücü ve böcek kovucu özellikleri binlerce yıldır bilinmekte ve kullanılmaktadır.

Piretrinler, tercih edilen pestisit olarak organofosfatlar ve organoklorürlerin yerini yavaş yavaş almaktadır , çünkü ikinci bileşiklerin insanlar üzerinde önemli ve kalıcı toksik etkileri olduğu gösterilmiştir.

Kimya

Bazı piretrinlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri.
Grup piretrin ben piretrin II
Kimyasal bileşik piretrin ben Cinerin I jasmolin ben piretrin II Cinerin II Jasmolin II
Kimyasal yapı piretrin ben Cinerin I jasmolin ben piretrin II Cinerin II Jasmolin II
Kimyasal formül Cı- 21 , H 28 O 3 C 20 H 28 O 3 Cı- 21 , H 30 O 3 C 22 H 28 O 5 Cı- 21 , H 28 O 5 C 22 H 30 O 5
Moleküler kütle (g/mol) 328.4 316,4 330.4 372.4 360,4 374.4
Kaynama noktası (°C) 170 136–138 ? 200 ? ?
Buhar basıncı (mmHg) 2.02 x 10 -5 1,1 x 10 −6 4,8 x 10 −7 3,9 x 10 −7 4,6 x 10 −7 1,9 x 10 −7
Suda çözünürlük (mg/L) 0.35 3.62 0.60 125.6 0.03 214.8

Tarih

Piretrinler , insektisit sağlamak için uzun süredir ticari olarak yetiştirilen çok yıllık bitki piretrumunun ( Chrysanthemum cinerariaefolium ) tohum kutularında ortaya çıkar . Piretrinler binlerce yıldır insektisit olarak kullanılmaktadır. Çin'in krizantem bitkilerini ezdiğine ve tozu MÖ 1000 kadar erken bir zamanda böcek ilacı olarak kullandığına inanılıyor. Çin'deki Chou Hanedanlığının insektisit özellikleri için yaygın olarak piretrin kullandığı biliniyordu . Yüzyıllardır ezilmiş Krizantem çiçekleri İran'da ev kullanımı için bir böcek ilacı olan İran Tozu üretmek için kullanılmıştır. Piretrinler, 1800 civarında Asya'da ezilmiş çiçeklerdeki böcek öldürücü özelliklerden sorumlu Krizantem bitkilerinde güçlü kimyasal olarak tanımlandı. In Napolyon Savaşları , Fransız askerleri pire ve vücut biti uzak tutmak çiçek kullanılır.

biyosentez

Image
Krizantemik asit biyosentezinde bir ara ürün olan krizantemil difosfat üreten siklopropanasyon reaksiyonu

İnsektisit olarak kullanılmaya başlandıktan çok sonra, kimyasal yapıları 1924'te Hermann Staudinger ve Lavoslav Ružička tarafından belirlendi . Pyrethrin I (C n H 28 O 3 ) ve pyrethrin II (C n H 28 O 5 ), yapısal olarak bir siklopropan ile ilişkili esterlerdir. çekirdek. Piretrin I, (+)- trans - krizantemik asidin bir türevidir . Piretrin II yakından ilişkilidir, ancak bir metil grubu bir karboksimetil grubuna oksitlenir, sonuçta ortaya çıkan çekirdeğe piretrik asit denir. Yapılarının bilgisi, piretroid adı verilen sentetik analogların üretiminin yolunu açtı . Piretrinler terpenoidler olarak sınıflandırılır . Doğal olarak oluşan piretrinlerin biyosentezindeki anahtar adım, krizantemil difosfat sentaz enziminin etkisiyle bir siklopropan halkası oluşturmak üzere birleşen iki dimetilalil pirofosfat molekülünü içerir .

Üretme

Image
Tanacetum cinerariifolium , Dalmaçyalı krizantem olarak da adlandırılır.

Ticari piretrin üretimi esas olarak dağlık ekvator bölgelerinde gerçekleşir. Dalmaçya krizanteminin ticari ekimi deniz seviyesinden 3000 ila 6000 metre yükseklikte gerçekleşir. Bu yapılır, çünkü yükseklik bu seviyeye yükseldikçe piretrin konsantrasyonunun arttığı gösterilmiştir. Bu bitkileri yetiştirmek fazla su gerektirmez çünkü yarı kurak koşullar ve serin bir kış optimum piretrin üretimi sağlar. Piretrin üretimi için kullanılan bir başka Krizantem çeşidi de piretrum krizantemdir. Bu çiçekler, piretrin üretimini optimize etmek için Dalmaçya krizanteminden daha düşük bir rakımda kuru topraklarda yetiştirilmeyi tercih eder.

Dünyanın piretrin ve C. cinerariaefolium arzının çoğu, en güçlü çiçekleri üreten Kenya'dan gelir . Diğer ülkeler arasında Hırvatistan ( Dalmaçya'da ) ve Japonya bulunmaktadır. Çiçek ilk olarak 1920'lerin sonlarında Kenya'ya ve Doğu Afrika'nın dağlık bölgelerine tanıtıldı. 2000'lerden bu yana Kenya, dünyadaki piretrum arzının yaklaşık %70'ini üretti. Çiçeklerin önemli bir kısmı, bir gelir kaynağı olarak ona bağımlı olan küçük ölçekli çiftçiler tarafından yetiştirilmektedir. Kenya için önemli bir ihracat geliri kaynağı ve 3.500'den fazla ek iş kaynağıdır. 1975'te yaklaşık 23.000 ton hasat edildi. Aktif bileşenler , altı tip piretrin içeren bir konsantre vermek üzere organik çözücüler ile özütlenir : piretrin I , piretrin II , sinerin I, sinerin II, jasmolin I ve jasmolin II.

Piretrin yetiştirmek için çiçekleri işlemek genellikle uzun bir süreçtir ve bölgeden bölgeye değişen bir süreçtir. Örneğin, Japonya'da çiçekler kuruması için baş aşağı asılır ve bu da piretrin konsantrasyonunu biraz artırır. Piretrin işlemek için çiçekler ezilmelidir. Çiçeğin ezilme derecesi hem piretrin kullanımının ömrüne hem de kalitesine etki eder. Üretilen daha ince toz, daha kaba ezilmiş çiçeklerden daha böcek ilacı olarak kullanım için daha uygundur. Bununla birlikte, daha kaba ezilmiş çiçekler daha uzun raf ömrüne sahiptir ve daha az bozulur.

Böcek ilacı olarak kullanın

Piretrin en yaygın olarak bir insektisit olarak kullanılır ve 1900'lerden beri bu amaçla kullanılmaktadır. 1800'lerde " Fars tozu ", "Pers pellitory" ve "zacherlin" olarak biliniyordu. Piretrinler , böceklerin sinir hücrelerindeki voltaj kapılı sodyum kanallarının kapanmasını geciktirerek, tekrarlanan ve uzun süreli sinir ateşlemelerine neden olur. Bu aşırı uyarılma, motor koordinasyon kaybı ve felç nedeniyle böceğin ölümüne neden olur. Piretrin direnci, insektisitin piperonil butoksit gibi sentetik sinerjistlerle eşleştirilmesiyle atlanmıştır . Birlikte, bu iki bileşik böcekte detoksifikasyonu önleyerek böcek ölümünü sağlar. Sinerjistler, piretrini daha etkili hale getirerek daha düşük dozların etkili olmasını sağlar. Piretrinler, daha yüksek böcek sinir duyarlılığı, daha küçük böcek vücut boyutu, daha düşük memeli derisi emilimi ve daha verimli memeli karaciğer metabolizması nedeniyle memelilerden ziyade böcekleri seçici olarak hedefledikleri için etkili böcek öldürücülerdir.

Piretrin güçlü bir insektisit olmasına rağmen , daha düşük konsantrasyonlarda böcek kovucu olarak da işlev görür . Gıda işletmelerinde yapılan gözlemler, sineklerin hemen öldürülmediğini, daha çok pencere kenarlarında veya kapıların yakınında bulunduğunu göstermektedir. Bu, uygulanan düşük doz nedeniyle böceklerin ölmeden önce bölgeyi terk etmeye yönlendirildiğini göstermektedir. İnsektisit ve böcek kovucu etkileri nedeniyle piretrinler, insanları, ekinleri, çiftlik hayvanları ve karıncalar, örümcekler ve bitler gibi evcil hayvanları etkileyen böcek haşere popülasyonlarının yanı sıra potansiyel olarak hastalık taşıyan sivrisinekler, pireler, ve keneler.

Piretrinler ve piretroidler insektisit olarak giderek daha fazla kullanıldığından, bu kimyasallara maruz kalma ile ilişkili hastalık ve yaralanmaların sayısı da artmaktadır. Bununla birlikte, insanlarda ciddi sağlık etkilerine veya ölümlere yol açan birkaç vaka meydana gelmiştir, bu nedenle piretroidler "düşük toksik" kimyasallar olarak etiketlenir ve evde bakım ürünlerinde her yerde bulunur. Piretrinler çevre için daha iyi olarak kabul edilir ve UV'ye maruz kalma onları zararsız bileşiklere ayırdığından, yalnızca yerel spreylerle sahada kullanılırsa zararsız olabilir. Ek olarak, bitkiler üzerinde çok az kalıcı etkiye sahiptirler, doğal olarak parçalanırlar veya pişirme işlemiyle bozulurlar.

Piretrum tarafından başarılı bir şekilde kontrol edilen belirli zararlı türleri şunlardır: patates, pancar, üzüm ve altı benekli yaprak böceği, lahana ilmek yapıcı, kereviz yaprağı katmanı, Say'ın kokuşmuş böceği, on iki benekli salatalık böceği, şeftali üzerindeki ligus böcekleri, üzüm ve çiçek tripsleri ve kızılcık meyve kurdu.

toksisite

Piretrinler, çevrede hızlı bozulmaları nedeniyle piyasadaki en güvenli insektisitler arasındadır.

Piretrinler ve sentetik piretroidlerin kimyası arasındaki benzerlikler, benzer bir etki tarzı ve böcekler için hemen hemen aynı toksisiteyi içerir (yani, hem piretrinler hem de piretroidler, sodyum kanalları üzerinde etki ederek böcek içinde toksik bir etki yaratır).

Piretrinler ve sentetik piretroidler arasındaki kimyadaki bazı farklılıklar, sentetik piretroidlerin nispeten daha uzun çevresel kalıcılığa sahip olduğu sonucuna varmıştır. Piretrinler, kimyasal yapıları UV ışığının varlığına ve pH'daki değişikliklere daha duyarlı olduğundan, sentetik piretroidlerden daha kısa çevresel kalıcılığa sahiptir.

Doğal insektisitler ve şampuanlar gibi ürünlerde piretrin kullanımı, maruz kalan memelilerde toksisite olasılığını artırır. Piretrin kullanımından kaynaklanan ölümleri gösteren ve birçok organik çiftçinin kullanımı bırakmasına neden olan tıbbi vakalar ortaya çıktı. Bilinen astımlı bir durumu olan ve köpeğini yıkamak için sadece küçük bir miktar (%0.2 piretrin) içeren şampuan kullanan 11 yaşında bir kız çocuğunun ölümcül bir vakası belgelenmiştir.

İnsanlarda kronik piretrin toksisitesi

İnsanlarda kronik toksisite en hızlı şekilde akciğerlere solunum yoluyla veya daha yavaş olarak deri yoluyla emilim yoluyla meydana gelir. Maruz kaldıktan sonra alerjik reaksiyonlar meydana gelebilir, bu da kaşıntıya ve tahrişe ve ayrıca yanma hissine neden olabilir. Bu tür reaksiyonlar nadirdir çünkü yarı sentetik piretroidlerdeki piretrinin alerjenik bileşeni çıkarılmıştır. Piretrinin metabolit bileşikleri, memeliler için kaynaklarından daha az toksiktir ve bileşikler ya karaciğerde ya da gastrointestinal sistemde parçalanır ya da dışkı yoluyla atılır; dokularda depolandığına dair herhangi bir kanıt bulunamamıştır.

piretrum toksisitesi

Piretrinin ham formu olan piretruma maruz kalmak, memeliler için zararlı sağlık etkilerine neden olur. Piretrum ayrıca ticari piretroidlerin sahip olmadığı alerjenik bir etkiye sahiptir. Memelilerde, piretruma toksik maruziyet, dil ve dudak uyuşmasına, salya akmasına , letarjiye , kas titremelerine , solunum yetmezliğine , kusmaya , ishale , nöbetlere, felce ve ölüme yol açabilir . İnsanlarda yüksek düzeyde piretruma maruz kalma, astımlı solunum, hapşırma, burun tıkanıklığı, baş ağrısı, mide bulantısı, koordinasyon kaybı, titreme, kasılmalar, yüzde kızarma ve şişme gibi semptomlara neden olabilir. Toksisiteyi takiben alerjilerin kötüleşmesine yol açan bağışıklık sistemine zarar verme olasılığı vardır. Bebekler, cilde penetrasyon kolaylığı nedeniyle piretrumu ustaca parçalayamazlar, bu da yetişkinlerle benzer semptomlara neden olur, ancak ölüm riski artar.

Çevresel etkiler

su habitatları

Su ortamlarında, piretrinin toksisitesi dalgalanır, artan sıcaklıklar, su ve asitlik ile artar. Piretroidler bu alanlarda birikebileceğinden, uygulama sonrası akıntı tortuda yaşayan su organizmaları için bir endişe haline gelmiştir. Sudaki yaşam, piretrin toksisitesine son derece duyarlıdır ve göl alabalığı gibi türlerde belgelenmiştir . Piretrinler kuşlar ve çoğu memeli tarafından hızlı bir şekilde metabolize edilmesine rağmen, balıklar ve suda yaşayan omurgasızlar bu bileşikleri metabolize etme yeteneğinden yoksundur ve bu da yan ürünlerin toksik birikmesine yol açar. Su kütlelerinde piretroidlerin birikmesiyle mücadele etmek için Çevre Koruma Ajansı (EPA) iki etiketleme girişimi başlattı. Piretroid ve Sinerjize Piretrinlerin Tarım Dışı Dış Mekan Ürünleri için Çevresel Tehlike ve Genel Etiketleme, konut, ticari, kurumsal ve endüstriyel alanlarda kullanımdan sonra su kütlelerine akışı azaltmak için 2013 yılında revize edilmiştir. Pyrethroid Spray Drift Initiative, tarımsal ürünlerde kullanılacak tüm piretroid ürünlerini etiketlemek için güncellenmiş dil. Düşük dozlarda bile balıklar ve suda yaşayan omurgasızlar için yüksek toksisitesi nedeniyle EPA, pestisit içermeyen yöntemler veya çevredeki su ortamına daha az zararlı alternatif kimyasallar gibi alternatifler önermektedir.

Arılar

Piretrinler, genel olarak spesifik olmayan insektisitler olarak uygulanır. Arıların , 0.02 mikrogram kadar küçük ölümcül dozlarda piretrin'e özellikle duyarlı olduğu gösterilmiştir. Bu hassasiyet ve tozlayıcı azalması nedeniyle , tipik tozlaşma saatlerinden kaçınmak için piretrinlerin gece ve toz halinde değil sıvı olarak uygulanması tavsiye edilir.

Referanslar

Dış bağlantılar