オルドリン

オルドリン
オルドリン
オルドリン
名前
推奨IUPAC名
(1 R ,4 S ,4a S ,5 S ,8 R ,8a R )-1,2,3,4,10,10-ヘキサクロロ-1,4,4a,5,8,8a-ヘキサヒドロ-1,4:5,8-ジメタノナフタレン
その他の名前
HHDN [ 1 ]オクタレン[ 1 ]
識別子
3Dモデル（JSmol）
チェビ
チェムブル
ケムスパイダー
ECHA 情報カード100.005.652
EC番号
  • 206-215-8
ケッグ
RTECS番号
  • IO2100000
ユニイ
国連番号2762、2761
  • InChI=1S/C12H8Cl6/c13-8-9(14)11(16)7-5-2-1-4(3-5)6(7)10(8,15)12(11,17)18/h1-2,4-7H,3H2/t4-,5+,6+,7-,10+,11- チェックはい
    キー: QBYJBZPUGVGKQQ-SJJAEHHWSA-N チェックはい
  • InChI=1/C12H8Cl6/c13-8-9(14)11(16)7-5-2-1-4(3-5)6(7)10(8,15)12(11,17)18/h1-2,4-7H,3H2/t4-,5+,6+,7-,10+,11-
    キー: QBYJBZPUGVGKQQ-SJJAEHHWBI
  • ClC4(Cl)[C@@]2(Cl)C(/Cl)=C(/Cl)[C@]4(Cl)[C@@H]3[C@@H]\1C[C@@H](/C=C/1)[C@H]23
プロパティ
C 12 H 8 Cl 6
モル質量364.90  g·mol −1
外観 無色の固体
密度1.60 g/mL [ 1 ]
融点104℃（219℉; 377K）
わずかに溶ける（0.003％）[ 1 ]
蒸気圧7.5 × 10 −5 mmHg @ 20 °C
薬理学
法的地位
  • AU : S6 (毒)
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険
有毒であり、ヒトに対する発がん性がある疑いがある[ 1 ]
GHSラベル：
GHS06: 有毒GHS08: 健康被害GHS09: 環境ハザード
危険
H300、H301、H310、H311、H351、H372、H410
P201、P202、P260、P262、P264、P270、P273、P280、P281、P301+P310、P302+P350、P302+P352、P308+P313、P310、P312、P314、P321、P322、P330、P361、P363、P391、P405、P501
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）
NFPA 704 4色ダイヤモンドHealth 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
4
0
0
引火点66℃（151℉; 339K）
致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50（中間投与量）
50 mg/kg（ウサギ、経口）33 mg/kg（モルモット、経口）39 mg/kg（ラット、経口）44 mg/kg（マウス、経口）[ 2 ]
5.8 mg/m 3（ラット、4時間）[ 2 ]
NIOSH（米国健康曝露限界）：
PEL（許可）
TWA 0.25 mg/m 3 [皮膚] [ 1 ]
REL（推奨）
Ca TWA 0.25 mg/m 3 [皮膚] [ 1 ]
IDLH（差し迫った危険）
25 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。
チェックはい 検証する （何ですか  ？） チェックはい☒北

アルドリンは、1990年代まで広く使用されていた有機塩素系殺虫剤です。その後、ほとんどの国で禁止されました。アルドリンは、いわゆる「古典的有機塩素系」（COC）殺虫剤グループに属します。COCは第二次世界大戦中および戦後に急速に普及しました。COCの他の注目すべき例としては、ディルドリンとDDTが挙げられます。[ 3 ]有機塩素系殺虫剤は生物蓄積によって生態系に非常に有害である可能性があることが研究で示された後、ほとんどの殺虫剤の使用が禁止されました。禁止以前は、種子や土壌を処理する殺虫剤として多用されていました。アルドリンと関連する「シクロジエン」系殺虫剤（ヘキサクロロシクロペンタジエンから誘導される殺虫剤の総称）は、残留性有機汚染物質として悪名高くなりました。[ 4 ]

構造と反応性

純粋なアルドリンは、白色の結晶性粉末です。水には溶けませんが（溶解度 0.003%）、ケトンやパラフィンなどの有機溶媒には非常によく溶けます。[ 5 ]アルドリンは環境中に放出されると、非常にゆっくりと分解します。植物やバクテリアによってすぐにディルドリンに変換されますが、ディルドリンはアルドリンと同じ毒性作用とゆっくりとした分解を維持します。[ 6 ]アルドリンは、塵粒子によって空気中を容易に移動します。アルドリンは弱酸や弱塩基とは反応せず、pH 4～8 の環境では安定しています。200 °C を超える温度にさらされると非常に引火しやすくなります。[ 7 ]酸化剤の存在下では、アルドリンは濃酸やフェノールと反応します。

合成

アルドリンは自然界では生成されません。この種の反応の共同発明者の一人であるドイツの化学者クルト・アルダーにちなんで名付けられました。アルドリンは、ヘキサクロロシクロペンタジエンとノルボルナジエンをディールス・アルダー反応で反応させて付加物を得ることで合成されます。[ 8 ] 1967年、工業用アルドリンの成分はヘキサクロロヘキサヒドロジメタノナフタレン（HHDN）が90.5%含まれていると報告されました。[ 6 ]

ディールス・アルダー反応によるアルドリンの合成

同様に、アルドリンの異性体であるイソドリンは、ヘキサクロロボルナジエンとシクロペンタジエンの反応によって生成されます。[ 9 ]イソドリンはアルドリン合成の副産物としても生成され、工業用アルドリンには約3.5%のイソドリンが含まれています。[ 6 ]

イソドリン

1946年から1976年の間に、アルドリンと関連シクロジエン系殺虫剤は推定2億7000万キログラム生産された。[ 10 ]米国におけるアルドリンの推定生産量は、1960年代半ばに年間約1800万ポンド（8.2キロトン）でピークに達し、その後減少した。[ 11 ]

利用可能なフォーム

アルドリンには複数の形態があります。その一つが異性体イソドリンです。イソドリンは自然界には存在せず、アルドリンと同様に合成する必要があります。アルドリンが人体や環境に入ると、急速にディルドリンに変換されます。紫外線や微生物による分解により、ディルドリンは光ディルドリンに、アルドリンは光アルドリンに変換されます。[ 6 ]

作用機序

アルドリンには多くの毒性作用が発見されているものの、その毒性の正確なメカニズムは未だ解明されていません。アルドリンによって引き起こされる毒性作用のうち、広く理解されているのは神経毒性作用のみです。

神経毒性

アルドリン中毒によって引き起こされる影響の一つは神経毒性です。研究によると、アルドリンは中枢神経系（CNS）を刺激し、過興奮や発作を引き起こす可能性があることが示されています。[ 12 ]この現象は2つの異なるメカニズムを通じて作用します。

そのメカニズムの一つは、アルドリンが脳のカルシウムATPaseを阻害する能力を利用している。[ 13 ]これらのイオンポンプは、カルシウムを積極的に排出することで神経終末からカルシウムを解放する。しかし、アルドリンがこれらのポンプを阻害すると、細胞内のカルシウム濃度が上昇し、神経伝達物質の放出が促進される。

2つ目のメカニズムは、アルドリンのγ-アミノ酪酸（GABA）の活性を阻害する作用を利用するものである。[ 14 ] GABAは中枢神経系における主要な抑制性神経伝達物質である。アルドリンはGABA A受容体-塩素イオンチャネル複合体を阻害することで神経毒性作用を誘発する。この受容体を阻害することで塩素イオンはシナプスへ移行できなくなり、神経シナプスの過分極が抑制される。その結果、シナプスは活動電位を発生しやすくなる。

代謝

経口摂取したアルドリンの代謝はヒトでは研究されていません。しかし、動物実験ではアルドリンの代謝に関する広範な概要が得られており、このデータはヒトにも関連している可能性があります。

アルドリンの生体内変換は、混合機能酸化酵素（CYP-450 ）によるアルドリンのエポキシ化から始まり、[ 15 ]ディルドリンを生成します。この変換は主に肝臓で起こります。CYP-450の発現が低い組織では、代わりにプロスタグランジンエンドペルオキシド合成酵素（PES）が利用されます。[ 16 ]この酸化経路は、アラキドン酸をビス二酸素化してプロスタグランジンG 2（PGG 2）を生成します。その後、PGG 2はヒドロペルオキシダーゼによってプロスタグランジンH 2（PGH 2）に還元されます。

ディルドリンはシトクロム酸化酵素によって直接酸化され、9-ヒドロキシディルドリンが生成される。酸化の別の方法として、エポキシドヒドラーゼによってエポキシド環が開裂し、6,7-トランス-ジヒドロキシジヒドロアルドリンが生成される。[ 17 ]両生成物は共役して、それぞれ6,7-トランス-ジヒドロキシジヒドロアルドリン・グルクロニドと9-ヒドロキシディルドリン・グルクロニドを形成する。6,7-トランス-ジヒドロキシジヒドロアルドリンは酸化されてアルドリンジカルボン酸を形成することもできる。[ 18 ] [ 19 ]

有効性と副作用

環境中におけるアルドリンの毒物動態を考慮すると、この化合物の有効性は明らかである。さらに、アルドリンへの曝露後の有害作用が実証されており、この化合物のリスクが示唆されている。

有効性

アルドリンをシロアリ駆除に使用する場合の効力は、適用時の最大効果を決定するために検査される。1953年、米国の研究者らは、ツツガムシを媒介することが知られているネズミがいる土地で、アルドリンとディルドリンを1エーカーあたり2.25ポンド（2.52 kg/ha）の割合で試験した。アルドリンとディルドリンの処理により、ディルドリン処理した土地ではネズミのツツガムシの数が75分の1に減少し、アルドリン処理ではネズミのツツガムシの数が25分の1に減少した。アルドリン処理は、当時使用されていたDDT、硫黄、リンデンなどの他の殺虫剤と比較して、高い効果を示した。[ 20 ]

副作用

アルドリンが環境中に曝露されると、この化合物は大気、土壌、水中に局在化します。[ 6 ]アルドリンはすぐにディルドリンに変化し、この化合物はゆっくりと分解されます。これが、一次曝露現場周辺の環境や植物におけるアルドリンの濃度の理由です。[ 21 ]これらの濃度は、汚染された植物を食べる動物や汚染された水中に生息する動物にも見られます。この生物濃縮により、アルドリンは脂肪中に高濃度で蓄積する可能性があります。

ディルドリンへの複数回の曝露後に貧血を発症した労働者の症例がいくつか報告されています。しかし、アルドリンおよびディルドリンの主な有害作用は中枢神経系に関連しています。[ 6 ]体内に蓄積されたディルドリンが痙攣を引き起こすと考えられています。[ 22 ]そのほか、頭痛、吐き気、嘔吐、食欲不振、筋肉のけいれん、ミオクローヌス、脳波の歪みなどの症状も報告されています。これらの症例ではいずれも、アルドリン／ディルドリンへの曝露源を除去することで急速に回復しました。[ 23 ]

毒性

アルドリンとディルドリンの毒性は、複数の動物実験の結果によって決定されています。アルドリンに関連して労働者の死亡率が有意に増加したという報告は見つかっていませんが、アルドリンへの複数回曝露後に貧血による死亡が報告されているケースがいくつかあります。免疫学的検査では、これらの症例においてディルドリンで覆われた赤血球に対する抗原反応が関連していることが示されました。[ 24 ]死亡原因となる直接的な用量反応関係はまだ検証されていません。

ラットの研究から導き出されたNOAEL ： [ 6 ]

  • アルドリンの急性経口暴露における最小リスクレベルは 0.002 mg/kg/日です。
  • ディルドリンの中程度の暴露における最小リスクレベルは 0.0001 mg/kg/日です。
  • アルドリンの慢性暴露における最小リスクレベルは 0.00003 mg/kg/日です。
  • ディルドリンの慢性暴露における最小リスクレベルは 0.00005 mg/kg/日です。

これらの研究に加えて、乳がんリスクに関する研究も実施され、乳がんリスクの有意な増加が示されました。血中濃度とリンパ節の数、腫瘍の大きさを比較した結果、研究における最高四分位範囲と最低四分位範囲を比較すると、死亡リスクが5倍高くなることが判明しました。[ 25 ]

動物への影響

アルドリンとディルドリンを用いた動物実験のほとんどはラットを用いて行われた。高用量のアルドリンとディルドリンは神経毒性を示したが、複数のラット実験では、マウスの肝臓がディルドリン誘発性肝発がん性に対して特異的な感受性を示した。[ 26 ]さらに、アルドリンを投与されたラットは出生後死亡率の上昇を示し、成体ラットでは幼少ラットと比較してこれらの化合物に対する感受性が高かった。[ 27 ]

環境への影響と規制

類似のポリ塩化物農薬と同様に、アルドリンは非常に親油性が高い。水への溶解度はわずか0.027 mg/Lであり、環境中での残留性を悪化させる。アルドリンは、残留性有機汚染物質に関するストックホルム条約で禁止されている。米国では1974年にアルドリンの使用が中止された。EUでは、この物質の植物保護目的での使用が禁止されている。[ 28 ]

安全性と環境面

アルドリンのラットLD50は39～60 mg/kg（ラット経口投与）である。しかし、魚類に対しては非常に毒性が強く、マスとブルーギルに対するLC50は0.006～0.01である。[ 4 ]

米国では、アルドリンは労働安全衛生局と国立労働安全衛生研究所によって潜在的な職業性発がん物質とみなされており、これらの機関は、経皮曝露の職業性曝露限界を8時間加重平均で0.25 mg/m 3に設定している。 [ 29 ] さらに、曝露後20分以内に被験者がけいれん反応を起こしたヒトの急性毒性データに基づいて、 IDLH限界が25 mg/m 3に設定されている。[ 30 ]

これは、米国緊急事態計画およびコミュニティの知る権利法（42 USC 11002）第302条で定義されているように、米国では非常に危険な物質に分類されており、大量に製造、保管、または使用する施設には厳しい報告義務が課せられています。[ 31 ]

参考文献

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