Главная Статьи Карбаматы

Карбаматы

КарбаматыКарбаматные инсектициды представлены широким спектром веществ с разными химическими и физическими свойствами; большинство из них – производные метилкарбаминовой кислоты (метилкарбаматы), являются сложными эфирами замещенных фенолов и оксимов.

Существует природный аналог синтетических карбаматов – алкалоид физостигмин, выделенный в начале 20 века из африканского растения физиостигма ядовитая. Первые карбаматы получены в 1929 году, с 1956 года используют карбаматы с инсектицидными свойствами.

В эту группу инсектицидов входят: карбарил, алдикарб, карбофуран, пропоксур, бендиокарб, метомил, оксамил, тиодикарб, метиокарб. Некоторые из них очень опасны для человека (карбофуран, алдикарб, оксамил), поэтому создаются пропестициды со значительно меньшей активностью. Пропестицид карбосульфан в организме насекомого, в почве и растении постепенно превращается в карбофуран, у которого токсичность в 10 раз выше.

Метилкарбаматы относительно устойчивы в нейтральной и кислой среде, но подвержены щелочному гидролизу. 


ДВ из группы:

Пропоксур

Метомил

Бендиокарб


Ингибирование холинэстеразы

Электрические импульсы в нервной системе насекомых, позвоночных животных и человека, передаются при помощи особого вещества – нейротрансмиттера ацетилхолин, которое переносит стимулирующий сигнал нервным волокнам, мышцам и железам. Достигнув синапса – места соединения нерва с мышцей, нейротрансмиттер в течение 2-3 миллисекунд взаимодействует с чувствительными никотиновыми или мускариновыми рецепторами, которые стимулируют мышцы и нервы.

Для прекращения стимуляции мышц фермент ацетилхолинэстераза тормозит нервный импульс, гидролитически расщепляя ацетилхолин в холин и уксусную кислоту со скоростью 25 тысяч молекул в секунду. Освобожденный холин вступает в реакцию синтеза ацетилхолина.

По химической структуре карбаматы сходны с ацетилхолином, они также могут вступать в реакцию с холинэстеразой, ингибируя процесс расщепления ацетилхолина. Избыток ацетилхолина в синапсе вызывает многократные неконтролируемые электрические сигналы, что приводит к подергиванию мышц, их парализации, конвульсиям,  остановке дыхания, и, в тяжелых случаях, к смерти.

Также действуют органофосфаты, но в отличие от ФОС, соединение карбаматов с холинэстеразой обратимо. У млекопитающих его полураспад происходит около 30 минут; в то время как некоторые ФОС связывают фермент необратимо, а у других восстановление холинэстеразы происходит за несколько часов или несколько дней.

Токсичность

Благодаря обратимости связывания ацетилхолинэстеразы, карбаматы в целом менее токсичны для человека, чем фосфорорганические соединения. Их действие менее продолжительно, а доза отравления выше. Однако, карбофуран, алдикарб, оксамил относятся к 1 классу чрезвычайно опасных веществ по российской классификации ГОСТ 12.1.007-76. Другие действующие вещества 2-3 класса опасности для млекопитающих чрезвычайно опасны для пчел.

В организм карбаматы поступают перорально, при дыхании и через кожу, последний путь наименее токсичен. Например, для карбофурана пероральный путь примерно в 375 раз токсичнее кожного: у крысы пероральный LD50 8 мг/кг, а кожный – 3000 мг/кг. Карбаматы  раздражают кожу и слизистые оболочки, вызывают кашель и чихание.

Ранние признаки отравления карбаматными инсектицидами сходны с таковыми у органофосфатов: сужение зрачков, мышечная слабость, головная боль, тремор. Алдикарб и метомил могут вызвать поражение поджелудочной железы. Наиболее тяжело выражены нарушения дыхания (бронхоспазм) и центральной нервной системы (судороги, летаргия, кома). Для неотложной помощи имеется антидот атропин.

Основным путем детоксикации карбаматных инсектицидов является ферментативный гидролиз в печени и сыворотке крови до карбоновой кислоты, с дальнейшим ее разложением до соответствующего амина и диоксида углерода. Частичная детоксикация происходит прежде достижения целей в нервной системе, кроме того, карбаматы плохо проникают через гематоэнцефалический барьер.

Применение

Карбаматные инсектициды и акарициды обладают контактным, кишечным и фумигационным действием на насекомых, некоторые проявляют системные свойства в растениях. Они применяются в сельском хозяйстве, ветеринарии, санитарной медицине.

В санитарных обработках против синантропных насекомых применяют средства на основе трех действующих веществ: пропоксур, метомил и бендиокарб. 

Особенно эффективны карбаматы при уничтожении резистентных к пиретроидам и неоникотиноидам популяций; сами они практически не вызывают резистентности, чему способствует быстрое и длительное действие (1-3 месяца). 


Инсектициды на основе Карбаматов


Ограничения

Существуют ограничения на действующие вещества и отдельные формы препаратов на основе карбаматов.

  • Карбофуран запрещен в ЕС и Канаде; в США отменены допуски на его наличие в продуктах питания, что означает запрет на его применение на культурах для потребления человеком. В России действующее вещество разрешено только для обработки семян на специализированных предприятиях.
  • Широко применяемый на более чем 100 культурах карбарил – самый давний из карбаматов, запрещен в Австрии, Швеции, Иране, Дании, Германии, Великобритании и Анголе. Карбарил – предположительно является канцерогеном для человека.
  • Одна из двух форм применения оксамила – гранулированная – запрещена в США, в жидкой форме он разрешен.
  • Средства, содержащие 1% метомила, доступны к широкому применению, а более концентрированные составы используются только профессионалами.
  • Метиокарб запрещен в странах ЕС с 2019 года.
  • Из-за высокой растворимости в воде алдикарба и возможной канцерогенности, он запрещен в местностях с высоким уровнем залегания грунтовых вод. В США он разрешен для применения только специалистам.