피레트린

Pyrethrin
일부 피레트린의 화학적 구조: 피레트린 I(R = CH3), 피레트린 II(R = COC23)

피레트린은 보통 국화 시네라리폴리움에서 유래한 유기화합물의 한 종류로 곤충의 신경계를 표적으로 하여 강력한 살충활성을 가지고 있다.피레트린은 국화꽃에서 자연적으로 발생하며 피페로닐 부톡사이드나 다른 합성 보조제와 [1]결합되지 않을 때 종종 유기 살충제로 여겨진다.그들의 살충성과 방충성은 수천 년 동안 알려져 있고 사용되어 왔다.

피레트린은 유기인산염과 유기염화물이 사람에게 중요하고 지속적인 독성 영향을 미치는 것으로 나타나면서 점차적으로 농약으로 대체되고 있다.

화학

일부 피레틴의 물리적, 화학적 특성입니다.
그룹. 피레트린 1세 피레트린 2세
화합물 피레트린[2][3] 1세 시네린[4][3] 1세 재스몰린[5] 1세 피레트린[6][3] 2세 시네린[7][3] 2세 재스몰린[8] 2세
화학 구조 Pyrethrin I Cinerin I Jasmolin I Pyrethrin II Cinerin II Jasmolin II
화학식 C21H28O3 C20H28O3 C21H30O3 C22H28O5 C21H28O5 C22H30O5
분자량(g/mol) 328.4 316.4 330.5 372.5 360.4 374.5
비등점(°C) 170 137 ? 200 183 ?
증기압(mmHg) 2.03 x 10−5 1.13 x 10−6 ? 3.98 x 10−7 4.59 x 10−7 ?
물속 용해도(mg/L) 0.2 0.085 ? 9.0 0.03 ?

역사

피레트린은 살충제를 공급하기 위해 오랫동안 상업적으로 재배된 여러해살이풀 피레트룸(국화씨네라리아에폴리움)의 씨앗 케이스에서 발생한다.피레틴은 수천 년 동안 살충제로 사용되어 왔다.중국인들은 기원전 1000년경에 국화초를 으깨서 살충제로 사용한 것으로 여겨진다.중국 초나라가 살충제 [9]성질을 위해 피레트린을 널리 사용했다는 것은 널리 알려져 있다.수세기 동안, 으깨진 국화꽃은 이란에서 가정용 살충제인 페르시안 파우더를 생산하기 위해 사용되어 왔다.피레틴은 아시아에서 1800년경에 찌그러진 꽃의 살충 성질을 일으키는 국화 식물에서 강력한 화학 물질로 확인되었다.나폴레옹 전쟁 때 프랑스 병사들은 이 꽃을 벼룩과 [9][dubious – discuss]이를 멀리하기 위해 사용했다.

생합성

국화산 생합성 중간물인 크리산테밀2인산을 생성하는 시클로프로판화 반응

살충제로 사용하기 시작한 지 한참 지난 [10]1924년 헤르만 슈타우딩거와 라보슬라브 루지치카에 의해 화학구조가 결정되었다.피레트린 I(CHOn283) 및 피레트린 II(CHOn285)는 사이클로프로판 코어를 가진 구조적으로 관련된 에스테르이다.피레트린 I은 (+)-트랜스-크리스화산의 [11][12]유도체이다.피레트린 II는 밀접하게 관련되어 있지만, 하나의 메틸기가 카르복시메틸기로 산화되고, 그 결과 발생하는 코어는 피레트산이라고 불립니다.그들의 구조에 대한 지식은 피레트로이드라고 불리는 합성유사체의 생산의 길을 열었다.피레트린은 테르페노이드로 분류된다.자연적으로 발생하는 피레트린의 생합성의 핵심 단계는 디메틸알릴 피로인산염의 두 분자를 포함하며, 디메틸알릴 피로인산염은 크리산테밀 [13]이인산염 합성효소의 작용에 의해 사이클로프로판 고리를 형성합니다.

생산.

달마시안 국화라고도 불리는 타나세툼 시네라리폴리움

상업적인 피레트린의 생산은 주로 적도 산악지대에서 이루어진다.달마시안 국화(C. cinerariifolium)의 상업적 [15]재배는 해발[14] 1600~3000m에서 이루어진다.이것은 피레트린 농도가 이 수준까지 상승함에 따라 증가하는 것으로 나타났기 때문에 이루어집니다.반건조 기후와 시원한 겨울이 최적의 피레트린 생산을 제공하기 때문에 이러한 식물을 기르는 데는 많은 물이 필요하지 않습니다.페르시아 국화 C. 콕시눔은 또한 피레트린을 생산하지만 훨씬 낮은 수준에서 생산한다.둘 다 건조한 토양의 저고도 지역에 심을 수 있지만, 피레트린 수치는 [14]더 낮다.

세계 대부분의 피레트린과 C. cinerariaefolium 공급은 가장 강력한 꽃을 생산하는 케냐에서 옵니다.다른 나라로는 크로아티아(달마티아)와 일본이 있다.이 꽃은 1920년대 후반에 케냐와 동아프리카 고지대에 처음 소개되었다.2000년대 이후 케냐에서는 세계 피레툼 [16]공급량의 약 70%가 생산되고 있다.꽃의 상당량은 수입원으로 의존하는 소규모 농가에 의해 재배된다.그것은 케냐의 주요 수출 수입원이며 3,500개 이상의 추가 일자리를 창출하는 원천이다.1975년에는 약 23,000톤이 수확되었다.활성성분을 유기용매로 추출하여 피레트린 I, 피레트린 II, 시네린 I, 시네린 II, 재스몰린 I,[17] 재스몰린 II의 6종류의 피레트린을 함유하는 농축액을 얻는다.

피레트린을 재배하기 위해 꽃을 가공하는 것은 종종 긴 과정이며, 지역에 따라 다르다.예를 들어 일본에서는 꽃을 거꾸로 매달아 말리기 때문에 피레트린의 농도가 [14]약간 높아집니다.피레트린을 가공하려면 꽃을 으깨야 합니다.꽃이 찌그러지는 정도는 피레트린의 사용 수명 및 품질에 영향을 미칩니다.거칠게 으깨진 꽃보다 고운 가루가 살충제로 사용하기에 더 적합합니다.그러나 거칠게 으깨진 꽃은 유통기한이 길고 변질도 [14]적다.

살충제로 사용

피레트린은 살충제로 가장 일반적으로 사용되며 1900년대부터 [17]이 용도로 사용되어 왔다.1800년대에는 "페르시아 가루", "페르시아 펠리토리", "자헤린"으로 알려져 있었다.피레트린은 곤충의 신경 세포에서 전압 게이트 나트륨 채널의 폐쇄를 지연시켜 반복되고 확장된 신경 발화를 일으킵니다.이 과자극은 운동 협응의 상실과 [18]마비 때문에 곤충의 죽음을 초래한다.피페로닐 부톡시드와 같은 합성 시너지제와 살충제를 조합함으로써 피레트린에 대한 내성이 무시되었습니다.이 두 가지 화합물은 함께 곤충의 해독을 방지하여 곤충의 [19]죽음을 보장한다.시너지 효과를 내는 사람들은 피레트린을 더 효과적으로 만들어, 낮은 용량으로 효과를 볼 수 있게 한다.피레틴은 곤충의 신경민감도가 높고, 곤충의 몸집이 작으며, 포유류의 피부 흡수율이 낮으며, 포유류의 간 [20]대사 효율이 높아 포유류가 아닌 곤충을 선택적으로 노리기 때문에 효과적인 살충제이다.

피레트린은 강력한 살충제이지만 저농도에서는 방충제 역할도 한다.음식점에서 관찰한 바에 따르면 파리는 즉시 죽지는 않지만 창문턱이나 문 근처에서 더 자주 발견된다.이것은 낮은 용량으로 인해 곤충들이 [21]죽기 전에 그 지역을 떠나게 된다는 것을 암시한다.살충제와 방충 효과 때문에, 피레트린은 잠재적으로 질병을 옮기는 모기, 벼룩, 진드기뿐만 아니라 인간, 농작물, 가축, 그리고 애완동물에게 영향을 미치는 해충 개체 수를 줄이는데 매우 성공적이었다.

피레트린과 피레트로이드가 살충제로 점점 더 많이 사용되면서, 이러한 화학물질에 노출되는 것과 관련된 질병과 부상의 수도 증가하고 있다.[22]그러나 사람에게 심각한 건강상의 영향이나 사망을 초래하는 경우는 거의 없기 때문에 피레트로이드는 "저독성" 화학 물질로 분류되고 가정용품에 [20]흔하다.피레틴은 환경에 더 좋은 것으로 널리 알려져 있으며, 자외선 노출이 그것들을 무해한 화합물로 분해하기 때문에 국부적인 스프레이를 사용하는 현장에서만 사용하면 무해할 수 있다.또한, 그것들은 식물에 거의 지속적인 영향을 미치지 않으며, 자연적으로 분해되거나 조리 과정에 [23]의해 분해됩니다.

피레툼에 의해 성공적으로 통제된 특정 해충 종들은: 감자, 비트, 포도, 그리고 여섯 반점이 있는 잎사귀, 양배추 루퍼, 셀러리 잎사귀, 세이의 악취 벌레, 12 반점이 있는 오이 딱정벌레, 복숭아에 있는 리거스 벌레, 포도, 꽃에 사는 꽃벌레, 그리고 크랜베리 과일 [24]벌레입니다.

독성

피레틴은 환경에서의 급속한 열화로 인해 시중에서 가장 안전한 살충제 중 하나이다.

피레트린과 합성 피레트로이드의 화학적 유사성에는 유사한 작용 형태와 곤충과 거의 동일한 독성이 포함된다(즉, 피레트린과 피레트로이드는 모두 나트륨 [citation needed]채널에 작용함으로써 곤충 내에서 독성 효과를 유발한다).

피레트린과 합성 피레트로이드 사이의 화학적인 차이점들은 합성 피레트로이드가 피레트린보다 상대적으로 더 긴 환경 지속성을 가지고 있다는 결과를 낳는다.피레트린은 화학구조가 자외선의 존재와 [citation needed]pH의 변화에 더 민감하기 때문에 합성 피레트로이드보다 환경 지속성이 짧습니다.

천연 살충제와 애완용[why?] 샴푸와 같은 제품에 피레트린을 사용하는 것은 노출된 포유류에서 독성의 가능성을 증가시킨다.피레트린의 사용으로 인한 사망자를 나타내는 의료 사례가 발생하면서 많은 유기농 농가들이 사용을 중단하고 있다.천식 상태로 알려진 11세 소녀가 소량(0.2%) 함유된 샴푸를 사용하여 개를 씻긴 사망 사례가 기록되었다.[25]

사람의 만성 피레트린 독성

인간의 만성 독성은 폐로의 호흡을 통해 가장 빨리 발생하거나 [26]피부를 통한 흡수를 통해 더 느리게 발생한다.노출 후 알레르기 반응이 발생하여 가려움증, 자극성 피부, 화끈거림 [27]등의 증상이 나타날 수 있습니다.이러한 유형의 반응은 반합성 피레트로이드에서 피레트린의 알레르기 유발 성분이 [28]제거되었기 때문에 드물다.피레트린의 대사물 화합물은 포유류에게 원래 물질보다 독성이 덜하며, 화합물은 간이나 위장관에서 분해되거나 대변을 통해 배출된다. 조직에 저장되었다는 증거는 발견되지[citation needed] 않았다.

발열 독성

피레트린의 [28]조잡한 형태인 피레트룸에 노출되는 것은 포유류에 해로운 건강상의 영향을 끼친다.Pyrethrum은 또한 시판되는 Pyretroid에는 [28]없는 알레르기 유발 효과가 있습니다.포유동물에서, 화농에 대한 독성 노출은 혀와 입술 저림, 침 흘림, 무기력, 근육 떨림, 호흡부전, 구토, 설사, 발작, 마비, 그리고 [26]죽음을 초래할 수 있습니다.인간의 높은 수준의 발열량에 노출되면 천식 호흡, 재채기, 코 막힘, 두통, 메스꺼움, 조정력 상실, 떨림, 경련, 안면 홍조, [29][unreliable source?]붓기와 같은 증상을 일으킬 수 있습니다.독성에 [26]따른 알레르기의 악화로 이어지는 면역체계의 손상 가능성이 존재한다.유아는 피부 침투가 용이하기 때문에 지략적으로 열통을 분해할 수 없어 성인과 비슷한 증상을 일으키지만 [30]사망 위험이 높아진다.

환경에 미치는 영향

수생 서식지

수중에서 피레트린의 독성은 온도, 물, 산도의 상승과 함께 증가하며 변동한다.피레트로이드([31]pyrethroid)가 이 지역에 축적될 수 있기 때문에 도포 후의 유출은 침전물에 사는 수생 생물에게 걱정거리가 되었다.수중 생물은 피레트린 독성에 매우 취약하며, 호수 송어와 같은 종에서 보고되었습니다.피레틴은 조류와 대부분의 포유류에 의해 빠르게 대사되지만, 물고기와 수생 무척추동물은 이러한 화합물을 대사하는 능력이 부족하여 독성 부산물의 [26]축적을 초래한다.수역에 피레트로이드가 축적되는 것을 방지하기 위해 환경보호청(EPA)은 두 가지 라벨링 이니셔티브를 도입했습니다.2013년 주거지역, 상업지역,[32] 기관지역 및 산업지역에서의 사용 후 유출수를 수역으로 줄이기 위해 피레트로이드 및 시너지 피레트린 비농업 아웃도어 제품의 환경 위해 및 일반 라벨링이 개정되었다.Pyretroid Spray Drift Initiative는 농작물에 [32]사용되는 모든 Pyretroid 제품에 라벨을 붙이기 위해 언어를 업데이트했습니다.EPA는 저용량에서도 물고기와 수생 무척추동물에 대한 독성이 높기 때문에 무농약 방법이나 주변 수생환경에 [33]덜 해로운 대체 화학물질 등의 대안을 권고하고 있다.

벌

피레틴은 비특이성 살충제로 널리 사용된다.꿀벌은 [1]0.02마이크로그램의 치사량으로 피레트린에 특히 민감한 것으로 나타났다.이러한 민감성과 꽃가루 매개자 감소로 인해, 일반적인 수분 시간을 피하기 위해 밤에, 먼지 [34]형태보다는 액체 형태로 피레트린을 사용하는 것이 좋습니다.

레퍼런스

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외부 링크