テトラエチルピロリン酸
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| 名称 | |
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| 推奨IUPAC名 テトラエチルジホスフェート | |
| 識別番号 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
| ChEBI | |
| ChEMBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA情報カード | 100.003.179 |
| EC番号 |
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| KEGG | |
パブケムCID | |
| RTECS番号 |
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| UNII |
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| 国連番号 | 3018 2783 |
CompToxダッシュボード（EPA） | |
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| 性質 | |
| C 8 H 20 O 7 P 2 | |
| モル質量 | 290.189 g·mol |
| 外観 | 無色から琥珀色の液体[ 1 ] |
| 臭い | かすかなフルーティーな香り[ 1 ] |
| 密度 | 1.19 g/mL (20℃) [ 1 ] |
| 融点 | 0℃; 32°F; 273K [ 1 ] |
| 沸点 | 分解する[ 1 ] |
| 混和性[ 1 ] | |
| 蒸気圧 | 0.0002 mmHg (20°C) [ 1 ] |
| 危険有害性 | |
| GHSラベル | |
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| 危険 | |
| H300、H310、H400 | |
| P262、P264、P270、P273、P280、P301+P310、P302+P350、P310、P321、P322、P330、P361、P363、P391、P405、P501 | |
| NFPA 704（ファイアダイヤモンド） | |
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |
LD Lo (公表最低値) | 0.5 mg/kg（ラット、経口）2.3 mg/kg（モルモット、経口）3 mg/kg（マウス、経口）[ 2 ] |
| NIOSH（米国健康曝露限界）： | |
PEL（許可） | TWA 0.05 mg/m 3 [皮膚] [ 1 ] |
REL（推奨） | TWA 0.05 mg/m3 [皮膚] [ 1 ] |
IDLH（差し迫った危険） | 5 mg/m 3 [ 1 ] |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
テトラエチルピロリン酸（TEPP）は、化学式[(C 2 H 5 O) 2 P(O)] 2 Oで表される有機リン化合物です。ピロリン酸（P 2 O 7 4- ）のテトラエチル誘導体です。無色の油で、室温付近で固まります。殺虫剤として使用されます。この化合物は急速に加水分解します。[ 3 ]
用途
TEPPは、アブラムシ、ダニ、クモ、コナカイガラムシ、ヨコバイ、カメムシ、アザミウマ、ハモグリバエ、その他多くの害虫に対する殺虫剤です。[ 4 ] TEPPとその他の有機リン系殺虫剤は、その有効性と、この有機リン系殺虫剤が非常に容易に分解されるため環境への影響が比較的小さいことから、米国で最も広く使用されています
TEPPは、自己免疫疾患である重症筋無力症の治療に用いられており、筋力増強効果が期待されています。[ 5 ]
合成
ドゥ・クレルモンとモシュニンによる合成は、アレクサンダー・ウィリアムソン（ウィリアムソンエーテル合成で有名）による以前の研究に基づいていました。[ 6 ]彼らの合成では、ヨウ化エチルと銀塩を用いてピロリン酸と組み合わせてエステルを形成しました。[ 7 ]
- Ag 4 P 2 O 7 + 4EtI → [(EtO) 2 P(O)] 2 O + 4AgI
TEPPの商業的な製造法では、シュレーダー、ウッドストック、トイによって開発された方法がよく用いられます。リン酸トリエチルは、オキシ塩化リン（シュレーダー法）または五酸化リン（ウッドストック法）と反応します。[ 8 ] [ 9 ]あるいは、ジエチルホスホロクロリデートを制御加水分解することで、以下の化合物が得られます。[ 10 ] [ 11 ]
- 2(EtO) 2 P(O)Cl + H 2 O → [(EtO) 2 P(O)] 2 O + 2HCl
関連するテトラベンジルピロリン酸は、ジベンジルリン酸の脱水によって製造される：[ 12 ]
- 2(RO) 2 P(O)OH → [(EtO) 2 P(O)] 2 O + H 2 O
加水分解
TEPPおよび他のほとんどの有機リン化合物は加水分解を受けやすい。[ 13 ] 生成物はジエチルリン酸である。[ 13 ] [ 14 ]
毒性
TEPPはアセチルコリンエステラーゼ阻害剤として生理活性を示します。活性部位のセリン水酸基と反応し、この酵素が通常の基質である神経伝達物質アセチルコリンに作用する のを阻害します
TEPPは人間を含む全ての温血動物に対して非常に有毒である。[ 15 ]実験室での研究では、これらの動物に対する3種類の影響が明らかになっている。
- 経皮：LD 50 = 2.4 mg/kg（雄ラット）
- 経口：LD50 = 1.12 mg/kg（ラット）[ 4 ]
死亡は主に呼吸不全、場合によっては心停止によって起こります。吸収経路が、特定の組織への影響の範囲に影響を及ぼしている可能性があります。[ 16 ]
冷血動物への影響は若干異なります。カエルを用いた研究では、急性曝露により血液中の赤血球数の減少が見られました。また、白血球、特に好中球顆粒球とリンパ球の減少も見られました。血球の減少を説明できるような血管の目に見える損傷は認められませんでした。さらに、温血動物のような過流涎や流涙などの症状は見られませんでしたが、低血圧による麻痺は見られました。[ 17 ]
歴史
1854年、アドルフ・ヴルツと共同研究していたウラジミール・モシュニンによって初めて合成されました。同級生のフィリップ・ド・クレルモンは、2つの論文でモシュニンの優位性を認めているにもかかわらず、TEPPの発見者として誤って認められることがよくあります。[ 18 ]
TEPPの潜在的な毒性に関する無知は、ドゥ・クレルモン自身がTEPPの味を「焼けるような味と独特の臭い」と表現していることからも明らかである。[ 6 ]その後もTEPPは他の化学者によって繰り返し合成されたが、1930年代になって初めて有害な影響が観察された。さらに、フィリップ・ドゥ・クレルモンは90歳で亡くなるまで、家族から一度も体調不良の報告を受けていなかった。その間、有機リン化学はAW・フォン・ホフマン、カール・アーノルド・アウグスト・ミカエリス、アレクサンドル・アルブゾフらの助力を得て、本格的に発展し始めた。[ 19 ]
TEPPに類似した化合物の副作用が初めて認識されたのは1932年になってからでした。ヴィリー・ランゲとゲルダ・フォン・クルーガーが最初にその副作用を報告し、その論文（ドイツ語）には次のような記述がありました。[ 20 ]
興味深いことに、モノフルオロリン酸アルキルエステルが人体に強い影響を及ぼすことを報告します。これらの化合物の蒸気は心地よい香りと鋭い芳香を有します。蒸気を吸入してからわずか数分で、喉頭に強い圧迫感を感じ、息切れを伴います。その後、意識の低下、混濁、そして眩しい現象が現れ、光に対する眼の痛みを伴う過敏症を引き起こします。これらの現象は数時間後にようやく緩和されます。これらの症状はエステルの酸性分解生成物によって引き起こされるのではなく、ジアルキルモノフルオロリン酸自体に起因すると考えられます。これらの効果はごく微量で発現します。
1935年からドイツ政府は新たな毒性物質に関する情報収集を開始し、その中にはドイツ国防省によって機密指定されるものもあった。[ 19 ]有機リン系殺虫剤と神経ガスの研究で知られるゲルハルト・シュレーダーは、TEPPを研究していた化学者の一人でした。彼は研究、特に生物学的側面の研究において、この試薬が殺虫剤として使用できる可能性があることに気付きました。そのため、この化合物を機密指定することは、民間企業にとって不利な状況となりました。[ 19 ]
第二次世界大戦の初め頃、TEPPはコリンエステラーゼ阻害剤であることが発見されました。 [ 6 ]シュレーダーは、1939年に初めてTEPPの作用機序を認識したエバーハルト・グロスの研究に言及しました。その後も、ハンス・グレメルスによる実験など、さらに多くの実験が行われ、グロスの研究は裏付けられました。[ 19 ]グレメルスも当時、神経ガスの開発に携わっていました。彼の研究には、数種の動物とボランティアのヒトが参加していました。ほぼ同じ頃、 TEPPの抗コリンエステラーゼ作用に対する解毒剤としてアトロピンが発見されました。
第二次世界大戦後、シュレーダーはイギリスの科学者をはじめとする多くのドイツ人科学者から尋問を受けました。戦時中、イギリスは敵を驚かせるために独自の化学兵器を開発していました。これらの尋問で、TEPPなどの殺虫剤の存在が明らかになりました。しかし、神経ガスの存在はシュレーダーによって明らかにされていましたが、軍によって秘匿されていました。[ 10 ]
参考文献
- ^ a b c d e f g h i j NIOSH化学物質ハザードポケットガイド。「#0590」。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
- ^ 「TEPP」。生命または健康に直ちに危険を及ぼす濃度。米国労働安全衛生研究所。
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