去掉鍵結鹵素不屬於溴的化學物:
5.6 文獻比較
5.6.1 Ethyl fluoroacetate 之文獻毒理機制
本次研究觀察到,Ethyl fluoroacetate(1)之毒理機制不屬於非極性麻醉性,
亦不屬於軟親電性(因其不與榖胱甘肽反應)。查詢文獻,文獻[46]指出,
Sodium fluoroacetate 會抑制月芽藻的檸檬酸循環進而造成毒性。
Sodium fluoroacetate 是一種常見的殺蟲劑、殺鼠劑以及除草劑,可由天 然的植物中提煉[47]。任何細胞體內都會進行檸檬酸循環,檸檬酸循環是三 大營養素(糖類、脂類、胺基酸)的最終代謝通路,生成 ATP,並提供生 物體能量。本次實驗所觀察到 Ethyl fluoroacetate(1)之高毒性推測應與檸檬 酸循環之破壞有關。
查詢文獻,Sodium fluoroacetate 對於不同物種所呈現的毒性反應不同,
對哺乳類及昆蟲有強烈的毒性[47],造成神經毒性,肌肉抽蓄或心跳異常;
會抑制植物的光合作用[48],對於多細胞植物的傷害較少(浮萍 (Lemna gibba G3) NOEC:300 mg/L.)[46],除了單細胞藻類之外,其對於藍綠藻 的毒性也很強,Sodium fluoroacetate 會改變其酯雙層結構且抑制其乙炔還 原機制,進而影響其固氮作用[49]。
5.6.2 其他同屬 SN2 親核性取代反應之化學物之文獻
bromoacetate 3.00E-05 2.10E-05 4.30E-05 -0.308 0.062
Ethyl
dibromoacetate 4.23E-04 4.55E-04 6.89E-04 -0.2916 0.943
Ethyl
tribromoacetate 6.40E-04 7.45E-04 1.98E-03 -0.2765 0.032
H-carbon 部分電荷:CS Chem3D Pro 計算軟體、Theory- PM3 比較親核性反應強弱:
Ethyl tribromoacetate >Ethyl bromoacetate >Ethyl dibromoacetate 比較藻類毒性:
Ethyl bromoacetate >Ethyl dibromoacetate >Ethyl tribromoacetate 比較傳統電性參數- H-carbon 部分電荷:
Ethyl tribromoacetate >Ethyl dibromoacetate> Ethyl bromoacetate 觀察毒性與RC50值的關係,觀察到含有三個鹵素的化學物,雖然其親 核性反應最強(RC50值最低),但其毒性卻是最弱的,與一開始的假設不符。
另外,觀察毒性與H-carbon部分電荷的關係,發現毒性與H-carbon部分電荷 呈現良好的反比關係,即H-carbon越小,毒性越強。
比較文獻[42],查詢同屬於 SN2 親核性取代反應的化學物之毒性數據 物種為纖毛蟲,文獻中提到,2,2,2-trichloroethanol 和 2,2,2-tribromoethanol 的實際毒性比預測毒性還來的低,又此二者與 Ethyl tribromoacetate(13)結構 相似(結構圖為下),其解釋為由於碳被鹵素包圍,造成空間立體障礙,
大量的電子雲使得親核詴劑不易與碳鍵結,SN2 親核性取代反應不易發生,
毒性因此下降,本次實驗之化學物 Ethyl tribromoacetate(13)之毒性應也會受 到空間立體障礙之影響。
值得一提的是,利用反應性參數 RC50值來描述親電性化學物於生物體 體內之作用似乎無法顯示空間立體障礙對於 Ethyl tribromoacetate(13)之毒 性所造成的影響,所以 Ethyl tribromoacetate(13)才會同時擁有高反應性卻相 對較低的毒性。由於反應性 RC50之實驗為利用相當純化之穀胱甘肽作為模 擬生物體中的親核物(ex.蛋白質、DNA),過於理想的模擬情境可能是造 成 Ethyl tribromoacetate(13)為 oulier 的原因。
第六章 結論與建議
4. Methyl 3-bromopropionate(6)利用基線毒性所預測之毒性數據與實際值 相差不到一個數量級,推測其毒性機制較傾向麻醉性與親電性呈現較差 之相關性。
5. 在 QSAR 分析方面:
(1) 以反應性參數 RC50值可得到較好的回歸,去除毒理機制與 SN2 親核 性取代反應無相關性之 Ethyl fluoroacetate(1)、Methyl
3-bromopropionate(6)以及 outlier-Ethyl tribromoacetate(13),方程式之
6. Ethyl-2-di-bromoisobutyrate(10)的反應性差(RC50:128.1(mM)),其毒性與 RC50值以及基線毒性皆呈現良好的相關性,顯示其毒性與其微弱的親電 性呈現良好之相關性,顯現出與基線毒性相似之結果。
7. 本研究之重要性為-