TOKSYKOLOGIA
ZWIĄZKI CYNOORGANICZNE (OTCs)
Są to głównie pestycydy (głównie działanie antyporostowe). Człowiek używa związków cynoorganicznych najczęściej ze wszystkich istniejących związków metaloorganicznych, np. arsen bardzo łatwo łączy się w związki arsenoorganiczne, ale niestety jest to pierwiastek zbyt toksyczny. Dzielimy je na 4 główne grupy:
R4Sn
R3SnX (znalazły największe zastosowanie)
R2SnX2
RSnX3
Pierwszą syntezę związku cynoorganicznego, którym był dijodek dietylocyny zsyntezował w 1853 roku Sir Edward Frankland.
1859r - synteza tetraetylocyny
2001r - znano już 800 związków cynoorganicznych, głównie zsyntetyzowanych przez człowieka
przez 100 lat nie używano związków cynoorganicznych do niczego, gdyż nie znaleziono dla nich odpowiedniego użycia. Dopiero w 1940r zaczęto używać ich do mas plastycznych, do PCV.
Zastosowanie:
Na szeroką skalę związków cynoorganicznych (głównie tributylocynę) używa się jako środków antyporostowych dodawanych do farb używanych na statkach, jachtach, różnych konstrukcji podwodnych, sieci. Wyróżniamy trzy typy farb:
gdzie jest ciągłe uwalnianie substancji aktywnej do wody
gdzie matryca jest zmywalna oraz ablatywna (?)
gdzie występuje powłoka samopolimerujące (?) - zmywaniu ulega hydrofilowa część farby
W gospodarstwie domowym tributylocynę głównie można było spotkać w papierze do smażenia.
Tabela 1. Przemysłowe zastosowanie związków cynoorganicznych
Przemysłowe zastosowanie |
Funkcje |
OTC |
Stabilizator PCV |
stabilizują one właściwości termiczne materiałów (odporność na degradację pod wpływem temperatury i promieniowania UV) |
R2SnX2 RSnX3 R=metylo (Me), butylo (Bu), oktylo (Oct) |
Farby antyporostowe |
Biocydy |
R3SnX R=Bu, fenylo (Ph) |
Agrochemikalia |
Fungicydy, Insektycydy, „miticide“, substancje antyodżywcze |
R3SnX R=Bu, Ph, cykloheksylo (Cy) |
Ochrona drewna |
Insektycydy, fungicydy |
Bu3SnX |
Produkcja szkła |
Prekursor dla tlenku (IV)cyny |
Bu3SnX, Me2SnX2, RSnX3 R=Me, Bu |
Ochrona materiałów (kamień, skóra, papier) |
Fungicydy, Algicydy, Bakteriocydy |
Bu3SnX |
Impregnacja tekstyliów |
Insektycydy, substancja antyodżywcza |
Ph3SnX |
Farmy drobiu |
Odrobaczacz |
Bu2SnX3 |
Środki ochrony roślin |
|
R3SnX |
Toksyczność:
Dijodek dietylocyny stosowano jako związek antyseptyczny (gr. anti - przeciw sepsis - gniciu, dosłownie: zapobieganie gniciu) - postępowanie odkażające, mające na celu niszczenie drobnoustrojów na skórze, błonach śluzowych, w zakażonych ranach. W przeciwieństwie do dezynfekcji, antyseptyka nie dotyczy odkażania przedmiotów) zakażeń gronkowcami skóry. W 1954 roku we Francji zaobserwowano przypadki śmiertelne po podaniu leku doustnie. Po czasie okazało się, że lek ten był zanieczyszczony jodkiem trietylocyny.
cyna metaliczna jest nietoksyczna, ale już tri podstawione związki cyny są toksyczne (tributylo-, trifenylocyna). Anion X ma na toksyczność niewielki wpływ
toksyczność zależy od gatunku i organizmu zwierzęcia. Dla ssaków najbardziej toksyczny jest octantrietylocyny (LD50 dla szczura wynosi 4mg/kg)
w środowisku wodnym TBT toksyczna dla organizmów, glonów, larw mięczaków LD50=1-2ng/l
farby do jachtów z TBT spowodowały zmniejszenie się hodowli ostryg
Tabela 2. Wartości LD50 dla szczura (mg/kg m.c.)
Związek |
LD50 |
Et3SnOAc |
4 |
Me3SnOAc |
9 |
Me3SnCl |
13 |
Me3SnOH |
540 |
Me2SnCl2 |
74 |
MeSnCl3 |
1370 |
Ph3SnOH |
125 |
Hex3SnOAc |
1000 |
Oct4Sn |
50 000 |
Objawów specyficznych zatruć związkami cynoorganicznymi nie ma: wymioty, bóle brzucha itp.
Tabela 3. Ilość MBT+TDBT+TBT u mieszkańców Gdańska w 1994 roku
Lata |
Płeć |
Wątroba ng/g m.m. |
67 |
M |
2,7 |
55 |
M |
2,4 |
55 |
K |
45 |
82 |
K |
27 |
57 |
? |
55 |
47 |
M |
15 |
45 |
M |
25 |
67 |
K |
53 |
55 |
K |
45 |
Tabela 4. Stężenie butylocyny w mięśniach ryby [ng/g m.m.]
Stężenie |
Kraj |
23-190 |
Kraje azjatyckie |
16-230 |
Włochy |
19-455 |
Gdańsk (1990) |
83-110 |
Gdańsk (1992) |
78-3300 |
Zatoka Pucka (1997) |
17-150 |
Zatoka Wiślana (1997) |
74 |
Wisła (1997) |
Właściwości fizyko-chemiczne:
duże różnice chemiczne i fizyczne między poszczególnymi związkami cynoorganicznymi. To powoduje, że każdy związek jest indywiduum chemicznym
atom cyny jest kowalencyjnie związany z podstawnikiem organicznym (grupa metylowa, etylowa, butylowa, propylowa, fenylowa)
wiązanie Sn-C jest bardzo trwałe w środowisku zarówno wodnym (odporne na hydrolizę), lądowym (ulega degradacji dopiero pod wpływem tem >200oC), jak i w powietrzu (odporne na utlenianie)
wiązanie Sn-C jest w stanie rozerwać bardzo silne promieniowanie, silne kwasy
liczba wiązań Sn-C oraz długość łańcucha alkilowego decyduje o właściwościach i toksyczności
rozpuszczalność w wodzie maleje wraz z wzrastającą ilością i długością łańcucha części organicznej oraz zależy od anionu, np.
dichlorek dimetylocyny rozpuszczalność= 20g/l
fenylo-
cykloheksylo- rozpuszczalność mniejsza niż 1mg/l
octylo-
są trwałe w środowisku (głównie te z grupą fenylową, butylową
ulegają bioakumulacji (zwłaszcza TBT)
lipofilny charakter (rozpuszczalne w warstwie lipidowej)
w formie jonowej mogą łączyć się z makrocząsteczkami np. glutationem
cyna może być metylowana w środowisku morskim
Tributylocyna (TBT)
Uzyskała największą „karierę”.
Związki zsyntetyzowane na bazie TCT to:
Tlenek bis tributylocyny
Bursztynian bis tributylododecylocyny
Siarczan
Akrylan tributylocyny
Octan
Jej efekty toksyczne to:
• Spowolnienie tempa wzrostu wrażliwych glonów i planktonu * efekt ekotoksykologiczny.
• Zaburzenia w metabolizmie wapnia u ostryg pacyficznych (Carssostera gigas) w Zatoce Arcachon (Francja) i w Wielkiej Brytanii, lata 70-te.
• Imposex u ślimaków morskich Nassarius obseletus, Nucella lapillus i innych gatunków, a także u ślimaków słodkowodnych (Marisa cornuarietis).
• Obniżenie odporności na infekcje u fąder.
• Zaburzenia absorpcji tlenu u ryb.
• Toksyczność ostra u gryzoni.
• Wpływ na układ odpornościowy człowieka.
Degradacja
Najbardziej trwałe są 4-podstawione. Degradacja następuje pod wpływem promieniowania UV, mikroorganizmów, bakterii, metabolizmu organizmów wyższych, biodegradacji chemicznej.
R4SnR3SnXR2SnX2RSnX3SnX4