Введение

Диметилфталат (DMP) - это органическое соединение и фталатовый эфир. Это бесцветная жидкая жидкость, растворимая в органических растворителях, но плохо растворимая в воде (~4 г/л). Он используется в различных продуктах и чаще всего используется в качестве репеллента для насекомых, такого как эктопаразицид для комаров и мух для домашнего скота. Другие виды использования DMP включают твердое ракетное топливо (в качестве стабилизатора) и пластмассы. Его LD50 для перорального применения составляет 4390-8200 мг/кг/сут у крыс, а для дермального применения - 38000 мг/кг/сут у крыс и более 4800 мг/кг/сут у морских свиней.

Синтез

Диметилфталат производится коммерчески путем этерификации фталового ангидрида метанолом. Реакцию можно каталитировать сильной кислотой, такой как серная кислота; различные кислоты Льюиса могут использоваться в качестве альтернативы, включая комплексы титана, циркония или олова. Избыток метанола используется для обеспечения полного преобразования, а остаток удаляется путем дистилляции в конце.

Приложения

В отличие от большинства других фталатовых эфиров, диметилфталат редко используется в качестве пластификатора для ПВХ. Он считается слишком летучим и вызывает чрезмерное испарение во время обработки ПВХ. Это хороший пластификатор для эфиров целлюлозы, включая ацетат целлюлозы, бутират ацетата целлюлозы и композиции пропионата целлюлозы. Исторически это привело к тому, что он присутствовал в лаке для ногтей и некоторых искусственных ногтях, но сегодня он не используется. Он используется в качестве пластификатора для фталата ацетата целлюлозы, который используется для производства кишечных покрытий для лекарственных средств. Другие косметические применения включают в себя фиксатор для парфюмерии, хотя он не так часто используется, как DEP. Диметилфталат способен растворять нитроцеллюлозу, что сделало его исторически важным в некоторых автомобильных покрытиях и стирках.

Репеллент от насекомых

DMP может использоваться в качестве репеллента для насекомых и особенно полезен против иксодидных клещей, ответственных за болезнь Лайма. Было показано, что DMP удерживает от видов комаров, таких как Anopheles stephensi, Culex pipeins и Ades aegypti.

Метаболизм/Биотрансформация

При пероральном введении DMP у крыс в основном проходит фазу I биотрансформации в монометилфталат (MMP) путем гидролиза в печени и слизистой оболочке кишечника. ММФ также может быть дополнительно гидролизован до фталовой кислоты. Однако фталаты с низкой молекулярной массой, такие как MMP, выделяются в основном в виде моноэстеров и не подвергаются процессам биотрансформации фазы II, таким как гидроксилирование и окисление, в отличие от хорошо известной запрещенной молекулы DEHP.

Безопасность человека

Острое воздействие DMP через вдыхание у людей и животных может вызвать раздражение глаз, носа и горла. Хотя некоторые исследования показали связь между восприимчивостью репродуктивной системы и фталатовыми эфирами, большинство фталатов демонстрируют низкую острую токсичность. Хронические (долгосрочные) эффекты, воздействие на репродукцию и канцерогенность DMP на людях и животных еще не полностью установлены по сравнению с некоторыми другими фталатовыми эфирами. Это связано с недостаточным количеством данных о канцерогенности на животных и недостаточным количеством исследований канцерогенности при пожизненном воздействии. Однако, по-видимому, DMP имеет меньший потенциал вызывать опасность для здоровья, чем другие фталаты, такие как DEHP и BBP.

Гематоксичность

При высоких дозах (1000 мг/ кг) DMP может привести к потере функций красных кровяных телец (ККТ) как переносчиков кислорода. Как в исследованиях in vitro, так и in vivo на крысах, инкубированные DMP эритроциты высвобождали железо. Железо является местом связывания кислорода с гемоглобином, без него гемоглобин не может связываться с кислородом и транспортировать его в остальную часть тела. Выделение железа из красных кровяных клеток не было обнаружено ни в красных кровяных клетках, не инкубированных DMP, ни при низких и средних дозах DMP. Одним из механизмов высвобождения железа является окислительный стресс, индуцированный на красные кровяные клетки DMP. В отдельном исследовании было обнаружено, что окислительный стресс, вызванный DMP, также снижает иммунные функции эритроцитов. Окислительный стресс повреждает структуру и функцию эритроцитов, в частности, рецепторов комплемента 3b (C3b) в красных кровяных клетках.

Гепатотоксичность

Исследования на животных при пероральном воздействии DMP у крыс показали гепатотоксические эффекты, включая увеличение веса печени, повышенную активность щелочной фосфатазы и снижение уровня холестерина и липидов.

Токсическое воздействие на бактерии

Исследование загрязнения окружающей среды DMP оказывает непосредственное влияние на клеточную функцию Pseudomonas fluroescens (P. fluorescens), например, ингибирование роста, снижение использования глюкозы и т. д. Результаты исследования свидетельствуют о наличии изменений в экспрессии генов, которые участвуют в энергетическом метаболизме, таких как ATP-связывающие кассетные транспортеры. Кроме того, у бактерий также наблюдалось ингибирование цикла Кори и пути гликолиза DMP. P. fluorescens, Rhizobacterium, способствующий росту растений (PGPR), является важной бактерией, обнаруженной в почве, листьях и воде, которая вырабатывает метаболиты, которые позволяют растениям противостоять биотическим и абиотическим стрессам. В частности, наблюдалась деформация клеточной мембраны и неправильное открытие мембранных каналов, а также измененная экспрессия генов, отвечающих за энергетический метаболизм.

Токсичность для водных организмов

Токсичность DMP у взрослой рыбы-зебры (Danio rerio) была исследована и показала окислительное повреждение после высоких концентраций воздействия. Также было обнаружено, что антиоксидантные ферменты могут использоваться в качестве биохимических маркеров для идентификации токсичного вещества, которое должно быть DMP. ЛК50 после 96 часов воздействия составил 45, 8 мг/ л, при 100% смертности в группе, получавшей 200 мг/ л. После 96 часов воздействия при высоких концентрациях уровни активности основных антиоксидантных ферментов каталазы, супероксид- дисмутазы и глутатион- трансферазы были значительно снижены. Это привело к снижению экспрессии генов этих ферментов. Антиоксидантные ферменты защищают клетки от окислительного повреждения от загрязнителей, присутствующих в виде свободных радикалов, которые могут вызвать инактивацию ферментов, повреждение ДНК и холестерина и пероксидацию ненасыщенных жиров в клеточной мембране. Степень перекисления липидов у животных может быть измерена путем наблюдения за тенденцией концентрации малондиальдегида, который является продуктом перекисления липидов. Это показатель воздействия DMP.