Гексахлоран

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Гексахлоран
Gamma-hexachlorocyclohexane.svg
Lindane-3D.gif
Общие
Систематическое
наименование
(1r,2R,3S,4r,5R,6S)-1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексан
γ-гексахлорциклогексан
Сокращения ГХЦГ
Традиционные названия Гексахлоран, линдан, 666, гексатокс, гаммексан, бензолгексахлорид.
Хим. формула C6H6Cl6
Физические свойства
Состояние твёрдый белый порошок, без запаха
Молярная масса 290,83 ± 0,017 г/моль
Плотность 1,87 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 112,8 °C
Т. кип. 323 °C
Химические свойства
Растворимость в воде 7,3-8,5 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 58-89-9
PubChem 727
Рег. номер EINECS 200-401-2
SMILES
ChEBI CHEBI:32888
Безопасность
ПДК 0,05 мг/м3
ЛД50 125 мг/кг (мыши, внутрибрюшинно);
1200 мг/кг (человек, перорально)
Токсичность высокотоксичен для насекомых, умеренно для млекопитающих и человека.


Hazard TT.svg Hazard X.svg Hazard N.svg

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Гексахлора́н C6H6Cl6 — смесь восьми стереоизомеров 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексана. Все изомеры представляют собой белые кристаллические нерастворимые в воде вещества.

Используется в качестве инсектицида, однако применение гексахлорана для борьбы с насекомыми ограничено.

Препарат, содержащий 99—100 % γ-изомера, называется «линдан».

История получения[править | править вики-текст]

Гексахлорциклогексан впервые получил Майкл Фарадей в 1825. Инсектицидные свойства были обнаружены у одного из его изомеров — линдана (γ-ГХЦГ) Г. Бендером в 1933, но его промышленное производство было начато в Японии только в 1949 году[1].

По оценкам, с 1950 по 2000 года в мире было произведено около 600 000 тонн линдана, и подавляющее большинство из которого было использовано в сельском хозяйстве. ГХЦГ до сих пор занимает второе место после ДДТ по масштабу применения и производства.

Физические и химические свойства[править | править вики-текст]

Чистый гексахлоран представляет собой твёрдое, белое, порошкообразное вещество, практически без запаха, неочищенный — технический ГХЦГ имеет стойкий неприятный запах плесени, желтовато-серый цвет, которые обусловлены примесями пентахлорциклогексена и тетрахлорциклогексадиена. Плохо растворим в воде, хорошо растворяется в органических неполярных растворителях — керосине (1:7), ацетоне (1:2), диэтиловом эфире, бензоле, как липофильное соединение хорошо взаимодействует с минеральными маслами, жирными кислотами и липидами.

ГХЦГ термически устойчив, но при высоких температурах возгоняется с образованием белого густого дыма, что дает возможность применять его в форме аэрозоля. Слабо разрушается под действием ультрафиолетовых лучей, но благодаря относительно высокой летучести возгоняется с парами воды или испаряется с обработанных поверхностей, поэтому сохранность его в основном зависит от температуры[2].

ГХЦГ весьма устойчив к действию различных окислителей и концентрированных кислот: азотной, серной, соляной (даже при их температуре кипения). Это свойство применяется при анализе растений на остатки инсектицида: растительную пробу обрабатывают серной кислотой, после чего возгоняют ГХЦГ с парами воды[2].

Под влиянием щелочей или высокой температуры все изомеры ГХЦГ разлагаются с отщеплением НСl и образованием трихлорбензола. Во влажной почве γ-изомер разлагается с образованием пентахлорциклогексена, который для теплокровных животных в 1000 раз менее токсичен, чем γ-изомер[3].

Получение[править | править вики-текст]

Получают фотохимической реакцией хлорирования бензола. Хлорирование ведут в избытке бензола или в растворе других органических растворителей, чаще всего хлористого метилена. Хорошие результаты дает хлорирование в алифатических нитрилах[4].

При хлорировании бензола получается смесь следующего состава (в %):

  • α-изомер 53-70
  • β-изомер 3-14
  • γ-изомер 11-18
  • δ-изомер 6-10
  • другие изомеры 3-5
  • гептахлорциклогексан 3-4
  • октахлорциклогексан 0,5-1
  • маслянистые вещества (неустановленного состава) 0,5-3[4].

Применение[править | править вики-текст]

Эффективный инсектицид комплексного действия, который широко применяется в сельском хозяйстве для борьбы с паразитами животных. Гексахлоран, обогащенный γ-изомером, обладающим более высокими инсектицидными свойствами (является сильным контактным, системным, кишечным и фумигантным ядом)[5], чем другие изомеры, используется для протравливания семян, а также для борьбы с вредителями овощных, плодовых и технических культур[3].

ГХЦГ выпускают в форме 12%-ного дуста, 25%-ного порошка на фосфоритной муке, эмульсий, смачивающихся порошков, аэрозолей и дымовых шашек[6].

Неактивные изомеры ГХЦГ используются для получения хлорпроизводных бензола (три-, тетра-, гексахлорбензола)[7].

Линдан(γ-ГЦХГ), как лекарственное средство по-прежнему доступно в США, с 1995 года он был включен в список препаратов вторичной помощи. Однако в некоторых штатах (Калифорнии и Мичигане) выпуск фармацевтического линдана запрещён.

В настоящее время ГХЦГ и его изомеры используются только в государствах с аграрной экономикой. В промышленно развитых государствах ГЦХГ и его изомеры рассматриваются, как чрезвычайно опасные вещества, приносящие вред экологии и здоровью человека, и поэтому, либо запрещены в производстве и применении, либо ограничены (Семнадцать стран, включая США и Канаду, позволили себе ограниченное сельскохозяйственное или фармацевтическое применение[8].).

Общий характер действия[править | править вики-текст]

Инсектицидное действие γ-изомера объясняют конкуренцией его в клетках с инозитом за участие в некоторых биологических процессах. Гексахлоран значительно ядовитее для насекомых, чем для млекопитающих: γ-изомер вызывает гибель 50 % насекомых в дозе 0,73 мг/кг, а 50 % млекопитающих в дозе 100—1000 мг/кг. Для последних гексахлоран прежде всего яд, действующий на нервную систему; поражает также кроветворную систему[9], накапливается главным образом в жировой ткани. Вызывает индукцию ферментов печени, усиливающих метаболизм самого γ-изомера и других соединений[3][10].

Действие на вредоносные организмы[править | править вики-текст]

Вещество быстро проникает через кутикулу насекомых, достигая с током гемолимфы непосредственно нервной системы, концентрируется в периферийных областях ганглиев брюшного и головного отделов. Все начинается с возбуждения и расстройства координации движений. Вскоре наступает паралич конечностей и общий паралич. Последняя стадия может продолжаться от нескольких часов до нескольких дней[2].

Механизм действия ГХЦГ не изучен. Вероятно, молекулы вещества проникают в структуру липопротеиновых мембран нервных клеток, нарушая перенос ионов в момент передачи нервного импульса. Важное значение при этом имеет пространственная структура молекулы. По-видимому, гексахлорциклогексан может нарушить обмен липидов у насекомых. Действие ГХЦГ также проявляется в накоплении очень больших количеств холестерина в тканях пораженного насекомого, вследствие чего можно предположить, что инсектицид воздействует на липопротеино-стериновые комплексы клеточных структур то есть по сути ГХЦГ является липофильным соединением[2].

Эффективность действия ГХЦГ[править | править вики-текст]

Для большинства вредных насекомых ГХЦГ обладал высокой токсичностью. Высокочувствительны к нему прямокрылые, в том числе и чешуекрылые, саранчовые, мухи, клопы, блохи, комары, жуки и личинки этих видов, особенно младших возрастов. В то же время, кокциды и растительноядные клещи весьма устойчивы, поэтому после долгого применения ГХЦГ популяция этих вредителей на обрабатываемых участках возрастала вследствие уменьшения численности естественных врагов[2].

γ-Изомер очень токсичен для пчёл и шмелей, а также для рыб и организмов, которые являются для них пищей. Помимо этого, он значительно изменяет органолептические свойства воды[2].

Резистентность к ГХЦГ и его изомерам[править | править вики-текст]

Частое применение ГЦХГ и его изомеров может привести к резистентности (невосприимчивости) и приобретенной устойчивости насекомых. Насекомые, резистентные к гексахлорциклогексану, очень устойчивы и к другим хлорорганическим соединениям (например, некоторые виды тлей, в том числе и филлоксера[11]). Выявлены устойчивые к ГХЦГ расы тараканов, комнатных мух, колорадского жука, некоторых видов долгоносиков (свекловичный, люцерновый) и других вредных насекомых[2].

Воздействие на организм[править | править вики-текст]

Гексахлоран является тератогенным веществом (вызывает уродства эмбриона).

Токсичность гексахлорана[править | править вики-текст]

Гексахлоран относится к высокотоксичным (для насекомых), биоакуммулирующим веществам. По отношению к человеку, гексахлоран умеренно-токсичен, максимальная LD50 составляет более 1500 мг[12]. При интоксикации γ-изомером гексахлорана у человека наблюдаются: головная боль, головокружение, слюнотечение, тошнота, рвота, загрудинные боли, кашель, кровотечение из носа, гиперемия лица. В тяжелых случаях — обморочное состояние, потеря сознания, падение кровяного давления, 3амедление пульса и дыхания, судороги; возможно развитие парезов. В крови — лейкоцитоз, снижение уровня сахара и кальция. Возможны изменения в периферической нервной системе (типа полирадикулоневрита, энцефаломиелополиневрита), токсические поражения сердечной мышцы и почек. Известны случаи агранулоцитоза, лейкемии, анемии. Электрокардиографические изменения — признаки токсической миокардиодистрофии. Иногда картина вегетативного невроза с явлениями токсического полиневрита. Острый дерматит[3].

В случаях массовых отравлений при протравливании зерна (после 5 ч. работы) — головная боль, слабость, тошнота, боли в области сердца, признаки поражения миокарда (на электрокардиограмме). Обнаружены единичные тельца Гейнца в крови. У одной из пострадавших — тяжёлое отравление с парезом лучевого нерва, плекситами, поражением сердечной мышцы, пневмонией с эксудатом в плевру. Болезненность по ходу нервов и дистрофические изменения в миокарде отмечались в течение нескольких месяцев. В других случаях — резкое раздражение глаз и кожи, головокружение, потливость, повышение температуры, тошнота, рвота, белок в моче. Возобновление работы через несколько дней снова вызывало слабость, повышение температуры и содержания белка в моче[3].

Действие на кожу[править | править вики-текст]

Очень часто вызывает дерматиты как при остром, так и хроническом воздействии. Острые ограниченные дерматиты чаще возникают в теплое время года (при большом загрязнении кожи). В легких случаях — покраснение и отечность, умеренный зуд и жжение. В более тяжелых случаях дерматиты могут распространяться на все тело, сопровождаться сильной краснотой, папулёзно-везикулёзной высыпью, резким зудом, мокнутьем. В дальнейшем иногда остается повышенная чувствительность к гексахлорану. У работающих с γ-изомером (дезинфекторов) отмечались случаи экзем[3]. При наложении тестов из всех изомеров появлялся только быстро исчезающий зуд; при поражении кожи эти же тесты вызывали резкий зуд, а иногда обострение экземы По данным некоторых тестов, кожные тесты с α-, β-, γ-, δ-изомерами дают отрицательные результаты, а с техническим гексахлораном — положительные.

Предельно допустимая концентрация для смеси изомеров 0,1 мг/м3, для γ-изомера 0,05 мг/м3.

Экологические аспекты[править | править вики-текст]

ГХЦГ и его изомеры (в особенности α, β и γ)[2] представляет большую угрозу животному и растительному миру. Обладает ярко выраженным куммулятивным свойством. Накапливается в организмах животных (в основном в жировых тканях, это прежде всего связано с липофильными свойствами), в растениях (ГХЦГ проникает через листья и корни в плоды, клубни и другие органы, тем самым делая их фитотоксичными и полностью непригодными к употреблению)[13]. Большую опасность представляет загрязнение воды ГХЦГ и его изомерами, так как они практически не растворяются в ней и могут накапливаться в больших количествах. Большинство хладнокровных животных, таких как рыбы и земноводные, высокочувствительны к ГХЦГ. Помимо токсичности, некоторые изомеры (в частности β-изомер) обладают также и канцерогенной активностью[14].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Исидоров В. А. Введение в химическую экотоксикологию: Учеб. пособие. — СПб: Химиздат, 1999. — 144 с.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 Груздев Г. С. Химическая защита растений. Под редакцией Г. С. Груздева — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1987. — 415 с.: ил
  3. 1 2 3 4 5 6 Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том I. Органические вещества. Под ред. засл. деят. науки проф. Н. В. Лазарева и докт. мед. наук Э. Н. Левиной. Л., «Химия», 1976. 592 стр., 27 табл., библиография —1850 названий.
  4. 1 2 Мельников Н. Н. Пестициды. Химия, технология и применение. — М.: Химия, 1987. 712 с.
  5. Сухотина А. М. Коррозия и защита химической аппаратуры Том 7, 1972, 440 с.
  6. XuMuK.ru - § 2. ГЕКСАХЛОРЦИКЛОГЕКСАН (ГХЦГ). Токсикологическая химия. В.Ф. Крамаренко
  7. ГЕКСАХЛОРЦИКЛОГЕКСАН | Справочная | Книги по химии
  8. Commission for Environmental Cooperation. North American Regional Action Plan (NARAP) on lindane and other hexachlorocyclohexane (HCH) isomers. November 30, 2006. http://www.cec.org/files/PDF/POLLUTANTS/LindaneNARAP-Nov06_en.pdf
  9. Химия — учебник для сред. спец. учеб. заведений нехим. специальностей — С. И. Васюченко. — 6-е изд., испр. и доп. — М. : Высш. шк., 1966. — 280 с. : ил. ; — 150000 экз. — 0.54 р.
  10. Chadwlck R. W. et al. Toxicol. a. Appl. Pharmacol., 1971, v. 18, №. 3, p. 685—695.
  11. Справочник по ядохимикатам : П. В. Попов; под ред. Н. Н. Мельникова. — М. : Госхимиздат, 1956. — 623 с.: ил. 2.33 р.
  12. Безобразов Ю. Н., Молчанов А. В., Гар К. А., Гексахлоран, его свойства, получение и применение, М., 1958
  13. Гексахлоран - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья
  14. Бета гексахлорциклогексан (в приложение А) | Экология производства

Литература[править | править вики-текст]

  • Кнунянц И. Л. и др. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1 (А-Дарзана). — 623 с. — 100 000 экз.

См. также[править | править вики-текст]