卡巴硫磷

卡巴芬硫磷，又名斯托弗 R 1303（Stauffer R 1303，其製造商為斯托弗化學公司），是一種有機磷化合物。它曾以 Trithion 為商品名，用作柑橘類水果的農藥。卡巴芬硫磷被用作殺蟲劑和殺蟎劑。儘管現已不再使用，但在美國仍屬於限制使用農藥。根據《緊急應變計畫與社區知情權法案》，該化學品在美國被認定為極度危險物質。

簡介與歷史

卡巴芬硫磷是一種劇毒的有機磷酸鹽殺蟲劑和殺蟎劑。有機磷酸鹽是乙醯膽鹼酯酶抑制劑，會干擾膽鹼能突觸的訊號傳導。它被環境保護局 (EPA) 列為限制使用農藥 (RUP)。卡巴芬硫磷用於 Trithion 等不同品牌。此類農藥含有 80% 的卡巴芬硫磷作為其唯一的活性成分。由於這類有機磷酸鹽在九零年代的美國被廣泛使用，成為農業中毒最常見的原因。

卡巴芬硫磷毒性的一個例子是七名家庭成員的中毒事件。他們食物中使用的麵粉可能受到了卡巴芬硫磷的污染。這些成員在食入後四到六小時生病。症狀包括噁心和嘔吐，此外還有一名家庭成員失去意識。所有家庭成員在六天後完全康復。

由於卡巴芬硫磷毒性極高，只能由合格的施用人員及受其直接監督的人員使用。為防止不必要的皮膚接觸，施用之間需有兩天的安全等待間隔。此化合物為人工合成。純品為無色至黃棕色液體，可溶於大多數工業溶劑。它可與大多數有機化合物（如醇類、酮類和酯類）混溶。

1972 年，農藥殘留聯席會議 (JMPR) 對卡巴芬硫磷進行了評估。會議期間，建議了數種水果、堅果和牛奶等食品的臨時容許量，以每日容許攝取量 (ADI) 的形式呈現。1975 年，這些容許量被重新評估，但由於 ADI 所依據的數據不可得，ADI 被撤銷。與 1972 年的會議相比，當時卡巴芬硫磷的使用情況並未顯示需要為作物增訂最大殘留限量。JMPR 最近一次關於此化合物的會議是在 1980 年舉行的。

結構與性質

卡巴芬硫磷是一種帶有氯化物的芳香族有機磷酸鹽。在室溫下呈無色至黃棕色液體。它有輕微的硫醇味（類似臭雞蛋）。其沸點為 82 °C，熔點未知。它對熱相對穩定（低於 82 °C）。

卡巴芬硫磷具有親脂性，因此不溶於水。它無腐蝕性，但可被氧化成硫代磷酸酯。卡巴芬硫磷可在大氣中透過與光化學產生的氫氧自由基反應而降解。此反應的半衰期估計約為兩小時。由於卡巴芬硫磷的蒸氣壓較低 (在 20 °C 時為 3.0 × 10 −7 mm Hg)，此反應不常發生。它不易發生直接光解，因為它吸收的紫外線極少，且不吸收波長 310 nm 以上的光。水解可能是更重要的降解途徑。

合成

卡巴芬硫磷可由 4-氯硫酚、氯化氫、甲醛和 O,O-二乙基二硫代磷酸鈉經兩步驟合成。首先，4-氯硫酚可與氯化氫和甲醛反應生成。第二步，與 O,O-二乙基二硫代磷酸鈉反應生成卡巴芬硫磷和氯化鈉。這兩個反應皆為自發反應，如下圖所示。

作用機制

卡巴芬硫磷的作用機制與其毒性機制相同，都是透過抑制膽鹼酯酶——一種在產生含膽鹼基酯類（如乙醯膽鹼）的神經傳導物質中不可或缺的酵素。無法產生這些神經傳導物質會導致神經元細胞的訊號傳導失敗。這會產生廣泛的影響（見不良反應），並可能致命。

卡巴芬硫磷的藥效因其極長的殘留活性及易於被昆蟲吸收而增強。卡巴芬硫磷的主要親脂特性使其能夠長時間停留在施藥的植物上及周圍的土壤中。這使其對產在處理過的植物上的卵有效。其親脂性的另一個優點是，它能輕易地透過純粹的接觸進入昆蟲體內。

代謝

卡巴芬硫磷在人體內的代謝與在小鼠、昆蟲和植物中的代謝相似。關於卡巴芬硫磷在哺乳動物體內定量降解為氧化和水解化合物的數據很少。研究發現，在大鼠體內，超過 75% 的給予劑量在 24 小時內經由尿液排出。因此，推斷卡巴芬硫磷在人體內也能迅速排出。該化合物在未代謝時毒性最強。卡巴芬硫磷大多數代謝物的急性毒性已在大鼠身上進行研究。這些代謝物的毒性顯著較低，因此顯示卡巴芬硫磷的代謝可能不涉及生物活化，而是解毒過程。此代謝過程的兩個主要產物是亞碸和碸。已鑑定出五種氧化產物：卡巴芬硫磷的氧類似物、亞碸及其氧類似物，以及碸及其氧類似物，所有這些都顯示在右圖中。

卡巴芬硫磷在大鼠體內的第一個主要降解途徑是硫氧化，如右圖所示。此產物可進一步轉化為 4-氯苯亞磺酸和 4-氯苯磺酸。第二個主要途徑涉及形成 4-氯硫酚，其再經由甲基化和環羥基化轉化為 4-氯-3-羥基苯基甲碸。然後，此物質以大約相等的比例轉化為硫酸鹽和葡萄糖醛酸結合物。此外，還有一些代謝物推測是由 P-S 鍵斷裂產生的，例如 4-氯苯亞磺醯基甲基甲碸。下表概述了在大鼠體內研究的代謝物及其出現情況。

一項對大鼠的研究發現，在 48 小時內，66% 的給予劑量卡巴芬硫磷會經由尿液排出；而根據其他實驗，完全排出約需六天。其他研究則指出，即使在 14 天後，仍可檢測到氧化產物的存在。

功效與不良反應

功效

卡巴芬硫磷被用作殺蟲劑和殺蟎劑，主要用於保護柑橘類水果，但也用於保護棉花免受蚜蟲和葉蟎的侵害。此外，它也與石油混合使用，作為防治水果、堅果、蔬菜、高粱、玉米及其他作物上多種害蟲的農藥。除此之外，它還用於控制動物身上的寄生蟲。Trithion、Garrathion 和 Lethox 是使用卡巴芬硫磷的農藥品牌的三個例子（Trithion 即為卡巴芬硫磷）。

不良反應

對人體的影響

接觸到卡巴芬硫磷的人類會表現出多種症狀。它會引起膽鹼酯酶抑制劑的典型病症。嘔吐、噁心、腹瀉和過度流涎是一些常見的例子。當有人經由吸入接觸時，可能會出現鼻漏和胸悶感。由於卡巴芬硫磷影響神經和腦部的活動，也會觀察到精神錯亂、極度虛弱和嗜睡等症狀。當有人經由皮膚吸收接觸時，也會出現肌肉收縮。迄今為止，在人體發現的唯一長期影響是紅血球數量減少和腎上腺增大。後兩種現象僅在女性中發現。其他關於長期影響的研究僅在動物身上進行，尚未對可能的外推性做出任何說明。

對動物的影響

卡巴芬硫磷不僅對人類有劇毒，對其他動物也是如此。許多不同動物的 LD50（即 50% 動物死亡的劑量）已被測定。下表列出了某些鳥類和水生生物的 LD50。它對甲殼類動物、海洋生物、兩棲動物、蜜蜂、野生動物也具有高毒性，但尚無確切數值。

長期影響也進行了檢視。接觸卡巴芬硫磷對生殖能力有負面影響，至少在大鼠身上是如此。當連續三代給予 1–2 mg/kg/天的卡巴芬硫磷劑量時，導致死產增加和幼鼠存活率下降。此外，一項對 10-14 隻成年母雞進行的研究顯示，每天給予卡巴芬硫磷劑量持續 24 天後，出現了膽鹼能影響的跡象，例如運動失調、流涎和腹瀉、體重減輕以及產蛋受阻。

毒性

卡巴芬硫磷可透過吸入其氣溶膠、經由皮膚和食入而被人體吸收。經由食入接觸的毒性極高，但經由皮膚吸收的毒性也幾乎同樣高。急性毒性的發生是因為大多數影響在身體攝入後不久即出現。卡巴芬硫磷透過抑制膽鹼酯酶來影響神經系統。沒有慢性或致癌作用的跡象。

EPA 將卡巴芬硫磷歸類為第一類——劇毒。其在人體中的毒性尚未得到充分研究。曾有一項研究，五個人連續 30 天給予 0.8 mg/kg/天的卡巴芬硫磷。報告顯示對血漿或紅血球膽鹼酯酶活性沒有影響。這些結果不足以確定 ADI。後來，由於一項在狗身上進行的實驗證明 0.125 mg/kg/天的劑量已有影響，這些結果甚至受到質疑。目前對人體的臨時 ADI 估計值定為 0 - 0.005 mg/kg。這是基於大鼠的未觀察到有害作用的劑量 (NOAEL) 為飲食中 5 ppm，相當於 0.25 mg/kg/天。對於一個 150 磅 (70 公斤) 的人，估計的致死口服劑量為 0.6 克。人類的 LD50 未知。

外部連結

Category:乙醯膽鹼酯酶抑制劑 Category:殺蟎劑 Category:有機硫代磷酸酯 Category:毒藥 Category:有機磷殺蟲劑 Category:4-氯苯基化合物 Category:乙酯