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Zum metabolismus von dialkyldithiocarbamaten
JmrrruI of ClrrclJllt~ttl_~rap~~~~ 94 ( 1974) 65-73 :Q Elsevier Scientific Publishing Company.
ZUM
METABOLISMUS
I_ MITT. DURCH PHISCHE
VON
BESTIMMUNG
Amsterdam -
Printed in The Nethcrhnds
DIALKYLDITHIOCARBAMATEN
DER
UMSETZUNG MIT IDENTIFIZIERUNG
BEIM ABBAU ENTSTEHENDEN AMINE ISOCYANATEN UND GASCHROMATOGRADER GEBILDETEN HARNSTOFFDERIVATE
SU XIK.-\RY
N.N’-Diand N_N’_N’-trisuhstituted ureas. timned by the reaction of m-nines isocyanates. c’.+g.rcw.-bury1 isocyanats or _i-tritlttorc~nrrtli~~phrn~l isocyanatr. are usetid derivatives tbr the gas chromato~raphic malvsii 01‘ primary and secondar> atnines. The separation is carried out at temperatures betawn 70 and 130’ on liquid phases SLICK as silicone OV-101 and silicone OV-17. \\‘ith nitrogen and electron capture detectors the detection limit is 10.‘“g_ Trace analysis of simple primar_v and secondary arninrs is important for the study of the mrtabolistn of dittlkyl ditbiocarbamate fungicides or urea herbicides_ Since secondary a-nines are considered to be potential precursors of ctttlcerogenic nitrosaniinrs their mlrilysis is :iIso of great iniportance. with
Der Metabolismus van Ditiliccarbamrtten wurde in der Literatur verschiedentlich beschricben’-Y_ Durch Osgdation van SH-Gruppen entstehen Disulfide_ durch Abspaltung van H..S Thioisocyanttte, durch Abspaltun, ‘x van CS.. ;LLIS der Carbamids%uregruppe Amine. Die Spurenanal~ss einfkzhrr prirkirer und sekundsrer aiiphatischer und aromatischer Amine ist im Zusammenhztng mit dem Abbau van Fungizi-
_ Direktor:
Prof. Dr_ J. BorneIT.
1. NITSCHE,
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F_ SELENKA.
K. BALLSCHMITER
HarnstofTverbindungen, noch wenig hearbeitet. Amine, die als Abbnuprodukte van Bioziden zu erwarten sind, sind in Tabelle I zusammengestellt. Vor allem den sekund3ren Aminen dieser Reihe kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da sic tlls potentieile Ausgangsstoffe fiir cancerozene Nitrosamine anzusehen sind4+“_ Versuchr, Amine direkt durch Colorimetrie, Titration und Gaschromatogradurchgefiihrt. Fritz und phie (CC) quantitativ zu bestimmen, wurden mehrfkh Burgett” benutzten zur Titration van Aminen 0.5 ill Perchlorsiiure. Barbero7 bestimmte das durch Hydrolyse van Ziram freige\\-ordene Methylamin mit 0.1 N Schweden. besonders
TXBELLE
I
AkliXE ALS MOGLICHE ABBXUPRODUKTE VON BiOZiDEN”-’ Abkirzungcnr A -7 Akarazid. F ;-: Fungizid. H == Herbizid, 1 = insektizid.
Xlethvhmin
iirhpirtmin Di~thylamin .~tb~iendinmin Prop_vhmin
Diprop+unin Butylamin Dibut_virrmin N-~lrthy!-N-methox_vamin Propyiendinmin N-Meth~i-N-but~llatill N-Butin~iamin N-~lethvi-K-c~iohes\-lamin Cyzlooctylamin Diallvlamin Anitin 3-Chior2niiin ?-Chloranilin j-Cfilor-j-metti~tanilin ;-Chlorl-methos~aniiin 3_4-Dichloranilin 2.6-Dichlor-4nitraniIin bMrthylaniiin 2-~~eth~I3_chlor~niIin ~-Mcth~i-N-c~cioh~~:vlrtmin +Tritluormethylaniiin 4-Bromanilin
N -: Nematozid.
hietanX - F 1. Methnbmzthhzuron H,Cr?rbaryl 1. Formetrmat A, Methomyl 1. Promearb 1, Monocrotophos 1. X.Iercnptodimethur 1. Ornerhoat 1, Proposur 1. Vamidothion ii F&xam F. TXITD F. Zimm F. lsol~m I, Cyzlttron H. Chlortoiuron H. Chiorosuron H, Diuron H. Fluometuron H. isonoruron H. Xlonuron H. Dicrotophos I. Chiorphcnamidin A. Zectran I. Dimcthilan 1. Trirtmiphos F. Taxx-an F. Fcnaminosulf F. Formt-fnnnt A, hletosuron H. Pirimicxb i_ Diphcnnmid Ii, Primicarb I, Din4o.x 1 Ttxbutylnzin H. Tcrbutryn H. Sinlazin H Sulfallate H_ Phosphamidon 1 Xianrb F, Zineb F, T~JXX~I F. Zireb F. hlancocrb F hlcthoprotryn H. Promrtryn H. Promrton H. Propxhlor iI_ Propzlzin H. Xtmton H. Atrain H. Amrtrin H. Des~ne~ry~~H. Triallatr H Disilnte H. Vrrnolatc H. TriHur:din H, EPTC H Terbumrton H. Trrbutylazin H. Terbutrbn H. Terhacil H. Karbutilrtte H Swan H Linuron H. hlrtobromuron H Propineb F. Xletfi_vlm~th_\--cliii F Neburon H Buturon H C?;cIoar H Cycluron H Allidochlor Osycarbosin F. Thiophanatc F. Phcn\ lurethan H. Prophrun H Chlorpropham H. Barban H. Chlorbut:.tm H Monuron H. Monaiide H. Buturon ti ChlortoIuron H. Pentanxhlor H Metoxuron H Diuron H_ Linuron H. Krburon H. Chlo~~niformrthn~~ F. Proprinil H Dichxan F Phmmedopham H Chiorphenamidin A Cycloat H Fluomrturon H Metobromuron H
ZUM ME-I-ABOLISMUS
VON
DIALKYLDITHIOCARBA~l~T~~_
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I.
feltiure. Sekundz?re aiiphatische Amine konnten von Murphy rt ~1.~ colorimetrisch durch die Kupferdithiocarbamatmethode erfasst werden. Das GC Verhalten von Aminen wurde von O-Donnell und Mann”, Anderson und Shimanskaya’“, Lorenzo und ROUSSO~~.Hepns ef l~f_“‘, Burchfieid und StorrsZZs, Szymanskila und Cieplinsky” untersucht. Sclektiver und empfindiicher erwies sich dagesen die Bestimmung von Aminderivaten- In der Papier- und Diinnschichtchromatographie wurden von Churacek rf (I/.‘” 4-( N-Dimeth~Iami~~o)-benzol-~~z~~benzamide, van Thielemann” das Kuppvon Ilerth und Hartlungsprodukt mit Echtrotsalz AL. von Ciruger I5 Dns-Derivate. nxI~m~” 2_4-Dinitropl;enviverbindlI~~~e~~_ von Denisenko Lmd Khilyt”” quartt?re AmlllolliulllverbindulIgen, van Nikiforov er lrf_” eine p-Benzochinondiazoverbindung zur Bestimmuny von Aminen heranzezogen. Hahere Nachweisrmptindlict~~eitrn erlauben in der Reel GC-Verfahren. Solche Analysen vm derivatisierten Aminen sind bcreits bekannt (Tabelie II). Die Umsetzungen van primriren und sekundsren Aminen mit Aldeh$den und Ketonrn zu Schiikchen Basen bzw_ Enaminen oder mit Carbonsiiuren. Carbonsiiuretmhydriden und !%iurechloriden ZLI den entsprechenden CttrbonsrTur~tmidell beruhen auf der
T:\HELLE
II
I~ERIV’XTISIERUNC;SR~~~~Ti~~E~
VOX
..\~lIKE~
UXD
GC-AN.-\LYSE
DER
DERIVXTE
1. KITSCHE.
6S
E SELENKA,
K. BALLSCHMITER
hohen ReaktivitZt drr Carbonylgruppe und des nuckophilen Amins. Bei diesee Reaktionen entstehen als Nebenprodukte Wasser, Salzslure oder C:wbonsiiure, die durch \\trrser- oder s%.treentziehende Mitte! wie Arneisenstlure oder Natronlauge aus dem Reaktionsgleichgewicht entfemt werden miissen. Die Darstellun~ van Enaminen erfordert zudem meist Reaktionstemperttturen van IX_ 100’. Diese Reaktionsbedingungen sind fiir unsere biologischen Langzeitversuche nicht gee&let_ Zie! der voriiegenden Untersuchunsen ist es deshatb. ein Verfahren zu entwickeln, das iiber Tage und Wochen in yxingen Spuren kontinuierlich sebildete Amine ohne StBrung drr ablaufcndcn biolo+chen Prozessc nachzu\veisen $estattet. EXPERIMENTELLES
Isocymte gehiiren zu den reaktionsf-higtn Crtrbonvl\lcrbindungen mit kumuIierten Doppelbindungem die Basen unter Bildun, 6’ van C3rbos~ideri~3tetl addicren. Die Unxetzung \-on Aminen odrr _4mmoniak mit Isoc~tumtcn hilt vor anderen Reaktionen \\ ie z-B_ der L’rethmbildun~ den Vormn~ und verl27uft durch~chend mit quanlitativer Ausbeute: R*_N>.
c
Es war zu priifcn. WII -_
G
._
R--NH-R,
ob bestimmte
-
R’-NH-C-N-R
Isocyanrttc
eignen und dabei Verbindungen
sic11 fiir die brt~bsichti+x~
liefern_ die irn GC et-fast
DeriuatiGxunNach syntlxtisicrt und
\verdsn kiinnrn.
rrfo!greichen Vorversuchen wurdcn vcrschiedenr Harnstotiilerivate auf ihre Eigenschaften untersucht_ Das jmvcilige Isocymat ivttrde in Hesan oder tknzol gel&t unrt unter Riihrcn das cntsprechende Amin in molaren Mengen trop~>nweiw zugesctzt oder als Gas im ijberschuss eingeleitet. Das kristullin ttusfallende Produkt \vurdr abgssaugt. umkristallisiert und durch Sc!m~e!zpunktbestinm~un~. IR-Sprktroskopk Element~~rrtnal~sc und Sub!imzttionsver!wlten charakterisiert. Die Umsetzungen. die hei Zin~n~crten~prrt~tur durchgefiihrt \vurdcn_ ergiben qutmtitative Ausbeute Lediglich die Umsstzungen van N-2-Nitropl~enylisocyanat mit hlcthylunci Dimethylanlin verliefen nicht vol!stt?ndig_ Hauptgrund hierfiir diirfte die cstrcm gc-
ringe Liislichkeit des Isocyanats sein. Folgende kiparate wurden hrrgestellt: N-rr~-r_-But_vI-I\!‘-n~et!~~!!~srnsto~ (Fp. 83’): N-rerr.-Butyl-N’,N -dimeth_v!harnritoif (Fp. 85-87’): N-rer-r_-Butyl-N’-,;lthvl-N’-metI~y!httrnsto~ (Fp. 70-71’): N-rer-I_-ButylN’_N’-dizith_\-iharnstoif( Fp_ 69-70’): N-ran-r_-But_v!-N’-prop_vIharnstoff( Fp. 137-139.): N-w-i.-But+N’.N’-dipropylharnstotf( Fp. 80-81’): N-rel-r_-Btttvl-N’-pheilylhurnstotf (Fp. ! 5Y’l: N-tert_-But;!-N’-(4-c!~lor)-pf~rn~l!~~rnst~~!~~ (Fp. I9 I ‘): N-2-Chlorpl~en~lN’_N’-dimeth~!h3rnst~~!~~ (Fp. 90-91’): N-3-Trifiuormetl~ylphcnyl-N’.N’-dinletllylharnstoff (Fp. i 53-I 54’j: N-2-Nitrophenyl-N’-n~et!~y!!~arnsto!l~ (zers.): N-2-Nitrophenyl-N’.N’-din~ethyllxtrnstoff (zers.).
ZUM
METABOLISRIUS
VON
DIALKYLDlTHIOC.~~RB~~XlATEN_
I_
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aufGlasperlen, 60-80 mesh) kSnnen eintkh alkylsubstituierte Harnstoffe in der Resel leicht ~etrennt werden*-2x_ Die GC Bestimmung van aromatisch substituierten Harnstoff-en bereitet jedoch htlutig Schwierigkeiten, da diese Verbindungen thermisch \venig stabil sind’“. Bei geeigneter Wahi’der Substituenten iassrn sich diese Etlkkte jedoch gerinz halten o&r bei Anwndun~ schonender Bedin~un~en viillig ausschalte~_ Aminen mit einem geeigneten Isocyanat. 2-B. Wird die Deriwtisierun, ‘x van rc8fr_-But~liscc~tlnat, durch~efiihrt, so erhSlt IIXIII substituierte Harnstoffe. die gaschromatographisch ohne Schwieri$xiten ertksbar sind. Zur Trennun~ VOII verschieden alkylierten Harnstnffverbindungen cignen sich als Trennphase nichtpolare (OV101. SE-30. Apiezon). interpolare (OV-17, QF-1) oder polare (Carboivas 20X4). Eine gute Trennleistung bieten SkIen mit OV-17 und OV-101. Der Nach\veis dieser Verbindungen kann mit dem Stickstoffderektor oder ---bei Vorhandensein ele~tronenattiner Gruppenmit den1 Elel;troneneint’,in~detektor vor~enoninien \verden_ Bcdi~~~m~c~ &- G~I~l.lllwn!:ri(~~l.~l~~i~iL’_ Es mmrden 2 111 hngc G I:tss5ule11 mit 3 1nn1 Innendurchmesser henutzt_ Als Trr?germaterittl diente Chromosorb W,HP_ lOO- 120 mesh. heschichtet mit 5 ‘!:, Trennphase. Van den untersuchten Trennphasen SE-X OV-17, Apiezon 1. QF-I_ OV-101 und Carbowas 20M er&cn OV-101 und OV-17 die bcsten Trennungen. Alle S~LIICII \vurden vt>r Gchrnuch 24 h bei 190’ lionditioniert. Urn eine thcrmische Zersetzung ~~t~szuscRliesscn_ \vtu-de bei miiglichst niedrigsn Temperaturen (70-130’) gcarbeitet_ Die Tempcmtur dcs Einspritzblockes lag n-iasirnal _ 30’ hiihcr xls die Sr?ulcntemperatt~r_ Die Durchtlussr:uc dcs Trr?gcrgases lag z\vischcn 25 und 30 ml/min.
Sric-ksrc!!jii~~rc%-rol.. Die Alesstmgen \vurden x11 rinenl Gascl~rom~tto~raph tic\\Ictt-Packard iUodcl1 1909s nlit intcgcum- durch&ihrr. Als Trerrnphasc dicnrr OV- 17. Fig. I gibt die Autirennung der ~~~~~_-B~~t~Ih;~r~~~t~~ffderi~;~te verschiedencr Aniinc lvicdcr. Die Nach\vrisgrenze lirgt bci 2-5 . IO-!’ g_ “ff-f~/~~t~-ol~t~fzri~l/;rr~_~~/~~fr~ror-_ Die ;\~Iess~~nge;~ ~v~~rcien ;m einem Gaschro~natograph Varian Model1 I iO0 durch gefiihrt_ Vou den I-(arnstoltil~ri~~iten N-3-Tritluormeth~ipi?eIi~l-N’_N’-dimeth_\:lharnstclfr und N-f1~~r.-But~l-N’_N’-dim~th_\ilharnstoff lvurden Eichkurvtln fiir die quantitative Bestinunung aul-gestellt. Die Nachw++-enze betriigt beim Trill~I~~rI~letl~;lrisrivat 0. I ng und beim rc,r-r.-But~lrisri~~it IO ng. Die EichLurven zeigen fiir beide Derivate einen ausreichenden Linearitl?tsbereich (Fig. 2). Zur Ermittlung dcr Fehlerbreite der Mlsssnwthode \vurde ;~LIS z~~Blf klessungen die relative Standardab\~eicilun~ bcrechnet. Sic betrug X2‘!,<_
~Ifns_v~~~~s~~~~X-fl-o~rzere/-_ N-r~~l-r_-But_\:l-N’.N’-dimeth~lhttrllstoff wird ini Gaschromatographen nicht zersetzt und knnn ZLII- \vsitsrcn Idsntitizisrun g im Mtissfnspcktrometer untersucht lverden. Zu diesenl Z\veck ivurde eine Probe Ferbam bzw_ Zirtun (Fe- bzw. Zn-Dimeth~ldithiocarbamat) durch Snlzsriure hydrolysiert und das dabei
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min
Fig. I_ Gaschromatogrxnm eincr Mischung \-on H3mstotTderi~ittcn. SGle, 5:1,: OV-17 auf Chromodes Ttigcrgascs, 30 ml-min. I == Ssorb W-HP. 100-120 mesh: S;?ulenofcn, 130 : Durchflussmte rare_-But?rl-N’.NI-dimeth\li~~rnsroRr 2 J= K-rc,rr_-But~l-N’-mcrhvlharnstoff; 3 -2. X-aart.-But\;l-N’;ittl~t-N’-rnerh_\-l~~r~st~~ff: 4 1 ~-~~~~~~.-B~~t~I-N’,N’-d~~th~Ih~rns~~~~T: 5 :- ~-frrr.-Burvl-~‘-Prop\-Ihnmsroffr 6 -= K-rc,~~_-Buivl-N’_N’-diprc~p_uIharnsto~_
entstehende DimethyIamin in eine Vorlage iibergctrieben- Dort erfolgte die Umsetzung mit rerr.-Butyhsocyanat zu N-rerr_-But~l-N’_N’-dimeth_v:hz~mstoff_ Das Derivat \vurde in organischem Liisungsmitrel gel&t dir&t in ein Massellspektrometer CH 7 dcr Firnlzl Varian eingeeben. Sein Spektrum weist den Molekularpeak 134 soLvie \vcitcrc charakteristisrhe Massenzahlen auf. wobei die Massenzahl 72 die strtrkstc relative
c
Fig. 2. Eichkurvm \-on 5-3-Trifiuormerh~Iphcn~I-~‘_&‘-dimrrh~lharnstolf (.-- --.- -) und S-rcr-r.But-I-N’.N.-dimcth,vlharnstoff ( - -- - )_ Tririum-Drtektor. X1)-_ S;?uIc: 6 ft. _ 1 S in. I.D. Clastiule mit 5T.L OV-iOt auf Chromosorb \V-HP. lOO-120 mesh: Sr?ulenofcn. 70 bz\v_ 1 IO‘ : Durchilussmte dcs Tr;igcrgaxs. 25 ml.~min_ _-
IntensitSt
besitzt (Fig- 3). Die Referenzspektren
das Verhalten dieser Mitteilung dargestellt ANALMISCHE
Verbindunsen werden-
NUTZBARKEIT
Abbauversuche
im Hygiene-lnstitut
van
DER
der iibrisen Harnstoffderivatc so\vie in der GC-MS-Kombintttion werden in der 2.
BESCHRIEBENEN
Dithiocarbamaten
Mainz durchgefiihrt-
METHODE
in Wasser
Erste Ersebnisse
Boden wxden zur Zeit mit Tretrttliiethllthiurttm-
und
ZUM
ME-I-ABOLISMUS
VON
DIALI(YLDITHIOCARBAiI~~TE~_
I
I
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mfe-
I.
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1
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150
im Rhein\vasser zeigten, dass das Herbizid nach einer Woche abgebaut war_ Das entstandrne Dimeth;lamin konnte als N-3-TritluormethyIphenyl-N’.N’-dimcthylLverden (Fig. 4). Ein vorhrtndener harnstoff gaschromatogrrtph~isch nachgewirsen Uberschuss 311 Isoc~atxtt lxtchte keine St6rim,. 1~ da Isocyanate und Harnstoffdrriwtc tmterschiedliche Rctentionszciten zeigen.
disulfid
Da die beschriebene Derivatisierung spontan, quantitativ, so\& bei Zimmertemperatur verl5uft tmd einen geringen apparativen Aufwand erfordert, ist sie ais Nach\\-eisreaktion fiir Amine. besonders bei Reihenuntersuchungen, geeignet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Ret&ion in einem organischrn L6sungsmittel vonstatten seht und das entstehende Derivat ohne Reinigungsschritte direkt der GCBestimmung zuefiihrt werden kttnn_
I. KITSCHE,
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F. SELENKA.
K_ BXLLSCHMITEK
i)ic crhahcncn Harnstoffvcrbindun~cn kijnncn mit hohcr Empfindlichktit im Stickstoffodcr Efcktroncncinfi.m~detektor nachgewicsen wcrdcn. Der Elektronenrint3n~dctektor bietet fiir fluoricrtc Harnstoffc die grbsste Empfindlichkcit. Bcstimmungen \-on Serivatcn in Konzcntrationcn van 500 pg sind miiglich. Bci dcr Auswahl des Isocganatcs ist darrtuf zu a&en_ dass das dtuxur cntstchcndc Produkt thcrmiscb miiglichst stab3 ist_ Umsetzungen van o-Chlorphcnylisocyanatcn mit Amincn crgcbcn ChIorphcnyl-substituicrtc Harnstoffe, die sich im Gaschromritographen bci 190’ S%ulenofentempcratur zersetzen. Es entstehen typischc Cllr~~matogramme. dcrcn Signafc van den entsprcchcndcn Isocyanatcn_ Anilincn und nicht idcntifizicrtcn Vcrbindungen stammcn. Bci Ernicdrigung der Sriulenofentempemtur auf 120-150 3 tretcn bci N-2-ChlorphcnyI-N’.N’-dimcth~lharnstoff nur 1wc11 z\vei Peaks auf. die Yom Harnstoff und dem cntsprechenden fsocynttt hcrriihrcn. Der Isocyanatpeak \vird mit abnchmendcr Ofentcmperatu. r klcincr und vcrsch\vindct bei 70-75’ v5lfig. Bci schoncnden Bcdingungcn ist es somit miiglich, such Chlorphcnylsubstituicrte Hornstoffe unzersetzt im GC nachzuweiscn. Ein weitcrcr Vortcil dcr lsoc~ttn3tlilcthodc licgt dark. dass die iibcr eincn Zcitraum van Tttgcn und Woehen im bioiogischen Versuch entstchendcn Amine in cincm stabilcn Rcagcnz aufsefken und kontinuierfich und quantitativ derivatisiert \verdcn_ Das im Uberschuss in der Vorlagc befindfichc Isocyanat stbrt bci dcr spr?tcrcn gasLXnicht. da sich seine Rctentionszeir van der dcs chromatographischen Untersuchun, Rcaktionsproduktcs unterschcidct.
Wir dankcn dcr Deutschcn stiitzung dieser Arbeit und Frau spcltromctrischcn Untcrsuchung.
Forschu~~fse1i~einschttf.t Dr. Slemrova fXihr die
fiir i!lre freundlichc Durchl‘iihrung dcr
UntcrIII;ISSCII-
Die durch Umsetzung x-011 Aminen mit Isac~anatcn cntstchcndcn N-N’-substituicrtcn Harnstofk cigncn sich in Abht?n&xit vom cingcsctzten Isocyanat fiir die ~Ischromatogrttphische Analyse van prirkircn und sekundt?ren Aminen. Wihrcnd zahfreiche substituiertc Harnstoffc thermisch instabil sind. lassen sich die vom IWI.abgcleitctcn N.N’-dibz\v. Butylisocyanat und j-Trifluonneth~lphen~lisoc~nat N.N’.N’-trisubstituiertcn Hurnstoffc fiir die =* ~~‘Ischromrttorraphischc Trcnnun_r und Bcstimmung der einfkhcn primriren und sekundiiren Amine ver\vcndcn_ StickstofYund Elektroncneinfan~dctcktorcn ermiiglichcn nach diescr Metbode einen spezitischcn und cmpfindlichen Nachwcis van Amincn bis in den Bcrcich van IO- I” g-_ LITERATUR 1 1 3 3 5 6
H_ Seidler, M_ HSrting. \V_ SchwaA und R_ Engst. :Vulrrrtrr.y116 (1970) 363. R_ X_ B. A-
J.
Enpt und W. Schnrtak, Z_ L~*hc~~r.\~~li_-Ltt~r~~~~l~_-i%-sck, 143 (1970) 99. Sh. V&stein und M. A. Klisenko. I+. Pirun.. 29 (1970) 56_ F- Newton: M. J. Saxby und C_ L. Walters. Bioclrcwz.J., 130 ( 1971) S1. Ayanaba_ W_ V’erstraete und M_ Ale.unnder. f_ hhr_ Cmwt- Imr.. 30 ( 1973) Sl 1. S. Fritz und Ch. _A_ Burgett, .-tnrri. Clw~w.. 44 (1972) 1673.
ZUM
MET.4BOLISMUS
VON t~lALI(YLDITHlOCARBA~lATEN.
1.
73
L. Barbero. Imle\- Afinrcv~r., 10 ( 1970) 9% R. T_ Murphy. L. K_ Gaston und F. A. Gunther. J. &I-_ I-iJod C/I~VIJ., 13 11965) 242. J. F. O‘Donnel und Ch. K. Msnn. Attul_ C/tcvtt.. 36 (19(X) MY7. A. A. Anderson und M_ V_ Shimanskag. Lrtrr. PSR Zittctr. .4lxtd L’cstis, ( IYhY) 537. A. D_ Lorenzo und Ci. Rousso. 2. (;(a Chro~~trtr~J.~r_, 6 1196s) SOY. K_ Hcyns, R. Stute und J_ Winkler. J. C/tro~~tctt~~.~r_,21 1lY66) 201. H. P. Burchfield und E. E. Storrs, Bioclt~~tJticd _-I~JpIictttioJts of Gtts Citt-~ttttat~t.~t-tt~t~t~_ hc?u_lcn~ic Press, Ne\x* York_ 1961, p_ 17Y_ H. A. Szynanski, Bitttttc~di~d .-lpphwtitttts t;f G2t.v Cht-tJtttttttJ.y-ttplr?_. Plenum Prrx. Nc\v York. 1961. p_ 39. E. W. Cieplinsky. _-Imrf. C/tmt._ 3s 11966) WY. J. Churrlcek, H. Pcchova. A. Trockcnsteinovrt und Z_ Zirko~t. J. Clrr-tJnt~rft~.~t-.,72 1 lY71) 115. H. Thiclcn~ann, .~fikr~Jdtittt_ _4rra. 1 lY71) 57s. t-I_ J. Chuga-. J. .-lgr_ f-iJlJt/ Chott., 70 ( 1977) 7SI. H--l_ llerth und T. Httrtnxmn. J. C/tt~ttttturot.~t-~_ 71 1 lY71) 1 19. V. I’_ Dcniscnko und P. Khilytl. fhu~~~tt. Chrv~t. J.. 119711) 357. G_ A. Nikifurou, L. G. Pkkhanovrt. A. A. Efrmwnko. G. I)_ Probcdimsky u11d U. Ersltov. 1~. :lkurL :\irrk_ SSRR. _Scr_ HtiJtt.. 11971) 1-W. \V_ H_ R. Shaw und B_ Grushkin. J. _-lrmr. C/tr~t~t_Sot-.. X2 11960) 1021_ H. G. Hc~t!icl, J. C/w~~tttctrc~~~-_. 11 l lY66) 307. R_ \V_ Reker. _-lttuI_Chcvtt.. 36 (196-t) Y6. A_ C_ Xlotlh und E. C. Horning. .-lmf_ Lrtt.. 3 [ lY70) ‘05. E. 0. U111s11. J_ c-/tJ~~JJJt~tflJ.~r.. 51 1LY70) 1jY_ B. Fribush und E. Gh. Au. J. &IS C%J-~JJJ~I~IJ.~J~..
5 11967) 257. \\‘_ J. Irvinc und 11. J. S;~xhy_ J. C‘~JJ-~JIJ~~~~~J.~J-~_ -I: 1 I%91 13). I>_ 1). Clark. S. Wilk, W. E. Gitiow und XI. J. Fr:uiklin_ J. bit.\ C%r~JtJtttroJ.~t_.5 1 lY67) 3117. A_ Zhtkis u11d 1~. C. Pcttitt. Cln-~JtttttrcJ.~,rt~/ti~t.2 1lY69) 56. G. Ssur,trli itnd W. LCatich. J_ C/t~rJ~JtttrqyJ-._37 1 IYhS) 105. E. R_ Holdcn_ W_ Xl. Jonce und Xl. Berozt. J. .-lpr_ ~GJOC/ C-lrrwr.. Li ( l9h9) 56. S. \Vilk. \v. E. Girlow. 51. J. Fr.lnktin und H. E. Carr. C&t_ Cltirtt. .-trtcc. 101 1196-I) lY3_ L. 51. Cumnins und Xl. J. Fourier. .-lrtcrl_ Lcrr.. 2 1lY6Y) -IO>_ R. B. Bruce u11J W_ R. .\laynard. .-lttd Cftctrt.. -II ( IYW) 977. E. Xngyard und G_ Scd~:dl_ .-L;td_ ~%~JJJ._ -II 1 lY6Y) 1250. 31. .I. tlorning. A. Xl. Sloss. E. A_ Boucher u11d 1% C. Horning. :ltrtrl. 1x11.. I_ ( 1Y)hS) 3 1 l_
W. J. A. vatxknHs~:uA
J_ C%rot;tttt~Jzy_. 36 ( 1958) 35-I.
T. Walk. .-It-m PhtrJJt. Strccim_ 5 ( 19hS) 353. I)_ J_ Cmsby und J. B_ Ba\\~s_ J. :?gr_ I-i~r;cf Clwt~r.. 1 ( 1953) 82’).
19T.
ZUM
METABOLISMUS
I_ MITT. DURCH PHISCHE
VON
BESTIMMUNG
Amsterdam -
Printed in The Nethcrhnds
DIALKYLDITHIOCARBAMATEN
DER
UMSETZUNG MIT IDENTIFIZIERUNG
BEIM ABBAU ENTSTEHENDEN AMINE ISOCYANATEN UND GASCHROMATOGRADER GEBILDETEN HARNSTOFFDERIVATE
SU XIK.-\RY
N.N’-Diand N_N’_N’-trisuhstituted ureas. timned by the reaction of m-nines isocyanates. c’.+g.rcw.-bury1 isocyanats or _i-tritlttorc~nrrtli~~phrn~l isocyanatr. are usetid derivatives tbr the gas chromato~raphic malvsii 01‘ primary and secondar> atnines. The separation is carried out at temperatures betawn 70 and 130’ on liquid phases SLICK as silicone OV-101 and silicone OV-17. \\‘ith nitrogen and electron capture detectors the detection limit is 10.‘“g_ Trace analysis of simple primar_v and secondary arninrs is important for the study of the mrtabolistn of dittlkyl ditbiocarbamate fungicides or urea herbicides_ Since secondary a-nines are considered to be potential precursors of ctttlcerogenic nitrosaniinrs their mlrilysis is :iIso of great iniportance. with
Der Metabolismus van Ditiliccarbamrtten wurde in der Literatur verschiedentlich beschricben’-Y_ Durch Osgdation van SH-Gruppen entstehen Disulfide_ durch Abspaltung van H..S Thioisocyanttte, durch Abspaltun, ‘x van CS.. ;LLIS der Carbamids%uregruppe Amine. Die Spurenanal~ss einfkzhrr prirkirer und sekundsrer aiiphatischer und aromatischer Amine ist im Zusammenhztng mit dem Abbau van Fungizi-
_ Direktor:
Prof. Dr_ J. BorneIT.
1. NITSCHE,
66
F_ SELENKA.
K. BALLSCHMITER
HarnstofTverbindungen, noch wenig hearbeitet. Amine, die als Abbnuprodukte van Bioziden zu erwarten sind, sind in Tabelle I zusammengestellt. Vor allem den sekund3ren Aminen dieser Reihe kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da sic tlls potentieile Ausgangsstoffe fiir cancerozene Nitrosamine anzusehen sind4+“_ Versuchr, Amine direkt durch Colorimetrie, Titration und Gaschromatogradurchgefiihrt. Fritz und phie (CC) quantitativ zu bestimmen, wurden mehrfkh Burgett” benutzten zur Titration van Aminen 0.5 ill Perchlorsiiure. Barbero7 bestimmte das durch Hydrolyse van Ziram freige\\-ordene Methylamin mit 0.1 N Schweden. besonders
TXBELLE
I
AkliXE ALS MOGLICHE ABBXUPRODUKTE VON BiOZiDEN”-’ Abkirzungcnr A -7 Akarazid. F ;-: Fungizid. H == Herbizid, 1 = insektizid.
Xlethvhmin
iirhpirtmin Di~thylamin .~tb~iendinmin Prop_vhmin
Diprop+unin Butylamin Dibut_virrmin N-~lrthy!-N-methox_vamin Propyiendinmin N-Meth~i-N-but~llatill N-Butin~iamin N-~lethvi-K-c~iohes\-lamin Cyzlooctylamin Diallvlamin Anitin 3-Chior2niiin ?-Chloranilin j-Cfilor-j-metti~tanilin ;-Chlorl-methos~aniiin 3_4-Dichloranilin 2.6-Dichlor-4nitraniIin bMrthylaniiin 2-~~eth~I3_chlor~niIin ~-Mcth~i-N-c~cioh~~:vlrtmin +Tritluormethylaniiin 4-Bromanilin
N -: Nematozid.
hietanX - F 1. Methnbmzthhzuron H,Cr?rbaryl 1. Formetrmat A, Methomyl 1. Promearb 1, Monocrotophos 1. X.Iercnptodimethur 1. Ornerhoat 1, Proposur 1. Vamidothion ii F&xam F. TXITD F. Zimm F. lsol~m I, Cyzlttron H. Chlortoiuron H. Chiorosuron H, Diuron H. Fluometuron H. isonoruron H. Xlonuron H. Dicrotophos I. Chiorphcnamidin A. Zectran I. Dimcthilan 1. Trirtmiphos F. Taxx-an F. Fcnaminosulf F. Formt-fnnnt A, hletosuron H. Pirimicxb i_ Diphcnnmid Ii, Primicarb I, Din4o.x 1 Ttxbutylnzin H. Tcrbutryn H. Sinlazin H Sulfallate H_ Phosphamidon 1 Xianrb F, Zineb F, T~JXX~I F. Zireb F. hlancocrb F hlcthoprotryn H. Promrtryn H. Promrton H. Propxhlor iI_ Propzlzin H. Xtmton H. Atrain H. Amrtrin H. Des~ne~ry~~H. Triallatr H Disilnte H. Vrrnolatc H. TriHur:din H, EPTC H Terbumrton H. Trrbutylazin H. Terbutrbn H. Terhacil H. Karbutilrtte H Swan H Linuron H. hlrtobromuron H Propineb F. Xletfi_vlm~th_\--cliii F Neburon H Buturon H C?;cIoar H Cycluron H Allidochlor Osycarbosin F. Thiophanatc F. Phcn\ lurethan H. Prophrun H Chlorpropham H. Barban H. Chlorbut:.tm H Monuron H. Monaiide H. Buturon ti ChlortoIuron H. Pentanxhlor H Metoxuron H Diuron H_ Linuron H. Krburon H. Chlo~~niformrthn~~ F. Proprinil H Dichxan F Phmmedopham H Chiorphenamidin A Cycloat H Fluomrturon H Metobromuron H
ZUM ME-I-ABOLISMUS
VON
DIALKYLDITHIOCARBA~l~T~~_
67
I.
feltiure. Sekundz?re aiiphatische Amine konnten von Murphy rt ~1.~ colorimetrisch durch die Kupferdithiocarbamatmethode erfasst werden. Das GC Verhalten von Aminen wurde von O-Donnell und Mann”, Anderson und Shimanskaya’“, Lorenzo und ROUSSO~~.Hepns ef l~f_“‘, Burchfieid und StorrsZZs, Szymanskila und Cieplinsky” untersucht. Sclektiver und empfindiicher erwies sich dagesen die Bestimmung von Aminderivaten- In der Papier- und Diinnschichtchromatographie wurden von Churacek rf (I/.‘” 4-( N-Dimeth~Iami~~o)-benzol-~~z~~benzamide, van Thielemann” das Kuppvon Ilerth und Hartlungsprodukt mit Echtrotsalz AL. von Ciruger I5 Dns-Derivate. nxI~m~” 2_4-Dinitropl;enviverbindlI~~~e~~_ von Denisenko Lmd Khilyt”” quartt?re AmlllolliulllverbindulIgen, van Nikiforov er lrf_” eine p-Benzochinondiazoverbindung zur Bestimmuny von Aminen heranzezogen. Hahere Nachweisrmptindlict~~eitrn erlauben in der Reel GC-Verfahren. Solche Analysen vm derivatisierten Aminen sind bcreits bekannt (Tabelie II). Die Umsetzungen van primriren und sekundsren Aminen mit Aldeh$den und Ketonrn zu Schiikchen Basen bzw_ Enaminen oder mit Carbonsiiuren. Carbonsiiuretmhydriden und !%iurechloriden ZLI den entsprechenden CttrbonsrTur~tmidell beruhen auf der
T:\HELLE
II
I~ERIV’XTISIERUNC;SR~~~~Ti~~E~
VOX
..\~lIKE~
UXD
GC-AN.-\LYSE
DER
DERIVXTE
1. KITSCHE.
6S
E SELENKA,
K. BALLSCHMITER
hohen ReaktivitZt drr Carbonylgruppe und des nuckophilen Amins. Bei diesee Reaktionen entstehen als Nebenprodukte Wasser, Salzslure oder C:wbonsiiure, die durch \\trrser- oder s%.treentziehende Mitte! wie Arneisenstlure oder Natronlauge aus dem Reaktionsgleichgewicht entfemt werden miissen. Die Darstellun~ van Enaminen erfordert zudem meist Reaktionstemperttturen van IX_ 100’. Diese Reaktionsbedingungen sind fiir unsere biologischen Langzeitversuche nicht gee&let_ Zie! der voriiegenden Untersuchunsen ist es deshatb. ein Verfahren zu entwickeln, das iiber Tage und Wochen in yxingen Spuren kontinuierlich sebildete Amine ohne StBrung drr ablaufcndcn biolo+chen Prozessc nachzu\veisen $estattet. EXPERIMENTELLES
Isocymte gehiiren zu den reaktionsf-higtn Crtrbonvl\lcrbindungen mit kumuIierten Doppelbindungem die Basen unter Bildun, 6’ van C3rbos~ideri~3tetl addicren. Die Unxetzung \-on Aminen odrr _4mmoniak mit Isoc~tumtcn hilt vor anderen Reaktionen \\ ie z-B_ der L’rethmbildun~ den Vormn~ und verl27uft durch~chend mit quanlitativer Ausbeute: R*_N>.
c
Es war zu priifcn. WII -_
G
._
R--NH-R,
ob bestimmte
-
R’-NH-C-N-R
Isocyanrttc
eignen und dabei Verbindungen
sic11 fiir die brt~bsichti+x~
liefern_ die irn GC et-fast
DeriuatiGxunNach syntlxtisicrt und
\verdsn kiinnrn.
rrfo!greichen Vorversuchen wurdcn vcrschiedenr Harnstotiilerivate auf ihre Eigenschaften untersucht_ Das jmvcilige Isocymat ivttrde in Hesan oder tknzol gel&t unrt unter Riihrcn das cntsprechende Amin in molaren Mengen trop~>nweiw zugesctzt oder als Gas im ijberschuss eingeleitet. Das kristullin ttusfallende Produkt \vurdr abgssaugt. umkristallisiert und durch Sc!m~e!zpunktbestinm~un~. IR-Sprktroskopk Element~~rrtnal~sc und Sub!imzttionsver!wlten charakterisiert. Die Umsetzungen. die hei Zin~n~crten~prrt~tur durchgefiihrt \vurdcn_ ergiben qutmtitative Ausbeute Lediglich die Umsstzungen van N-2-Nitropl~enylisocyanat mit hlcthylunci Dimethylanlin verliefen nicht vol!stt?ndig_ Hauptgrund hierfiir diirfte die cstrcm gc-
ringe Liislichkeit des Isocyanats sein. Folgende kiparate wurden hrrgestellt: N-rr~-r_-But_vI-I\!‘-n~et!~~!!~srnsto~ (Fp. 83’): N-rerr.-Butyl-N’,N -dimeth_v!harnritoif (Fp. 85-87’): N-rer-r_-Butyl-N’-,;lthvl-N’-metI~y!httrnsto~ (Fp. 70-71’): N-rer-I_-ButylN’_N’-dizith_\-iharnstoif( Fp_ 69-70’): N-ran-r_-But_v!-N’-prop_vIharnstoff( Fp. 137-139.): N-w-i.-But+N’.N’-dipropylharnstotf( Fp. 80-81’): N-rel-r_-Btttvl-N’-pheilylhurnstotf (Fp. ! 5Y’l: N-tert_-But;!-N’-(4-c!~lor)-pf~rn~l!~~rnst~~!~~ (Fp. I9 I ‘): N-2-Chlorpl~en~lN’_N’-dimeth~!h3rnst~~!~~ (Fp. 90-91’): N-3-Trifiuormetl~ylphcnyl-N’.N’-dinletllylharnstoff (Fp. i 53-I 54’j: N-2-Nitrophenyl-N’-n~et!~y!!~arnsto!l~ (zers.): N-2-Nitrophenyl-N’.N’-din~ethyllxtrnstoff (zers.).
ZUM
METABOLISRIUS
VON
DIALKYLDlTHIOC.~~RB~~XlATEN_
I_
69
aufGlasperlen, 60-80 mesh) kSnnen eintkh alkylsubstituierte Harnstoffe in der Resel leicht ~etrennt werden*-2x_ Die GC Bestimmung van aromatisch substituierten Harnstoff-en bereitet jedoch htlutig Schwierigkeiten, da diese Verbindungen thermisch \venig stabil sind’“. Bei geeigneter Wahi’der Substituenten iassrn sich diese Etlkkte jedoch gerinz halten o&r bei Anwndun~ schonender Bedin~un~en viillig ausschalte~_ Aminen mit einem geeigneten Isocyanat. 2-B. Wird die Deriwtisierun, ‘x van rc8fr_-But~liscc~tlnat, durch~efiihrt, so erhSlt IIXIII substituierte Harnstoffe. die gaschromatographisch ohne Schwieri$xiten ertksbar sind. Zur Trennun~ VOII verschieden alkylierten Harnstnffverbindungen cignen sich als Trennphase nichtpolare (OV101. SE-30. Apiezon). interpolare (OV-17, QF-1) oder polare (Carboivas 20X4). Eine gute Trennleistung bieten SkIen mit OV-17 und OV-101. Der Nach\veis dieser Verbindungen kann mit dem Stickstoffderektor oder ---bei Vorhandensein ele~tronenattiner Gruppenmit den1 Elel;troneneint’,in~detektor vor~enoninien \verden_ Bcdi~~~m~c~ &- G~I~l.lllwn!:ri(~~l.~l~~i~iL’_ Es mmrden 2 111 hngc G I:tss5ule11 mit 3 1nn1 Innendurchmesser henutzt_ Als Trr?germaterittl diente Chromosorb W,HP_ lOO- 120 mesh. heschichtet mit 5 ‘!:, Trennphase. Van den untersuchten Trennphasen SE-X OV-17, Apiezon 1. QF-I_ OV-101 und Carbowas 20M er&cn OV-101 und OV-17 die bcsten Trennungen. Alle S~LIICII \vurden vt>r Gchrnuch 24 h bei 190’ lionditioniert. Urn eine thcrmische Zersetzung ~~t~szuscRliesscn_ \vtu-de bei miiglichst niedrigsn Temperaturen (70-130’) gcarbeitet_ Die Tempcmtur dcs Einspritzblockes lag n-iasirnal _ 30’ hiihcr xls die Sr?ulcntemperatt~r_ Die Durchtlussr:uc dcs Trr?gcrgases lag z\vischcn 25 und 30 ml/min.
Sric-ksrc!!jii~~rc%-rol.. Die Alesstmgen \vurden x11 rinenl Gascl~rom~tto~raph tic\\Ictt-Packard iUodcl1 1909s nlit intcgcum- durch&ihrr. Als Trerrnphasc dicnrr OV- 17. Fig. I gibt die Autirennung der ~~~~~_-B~~t~Ih;~r~~~t~~ffderi~;~te verschiedencr Aniinc lvicdcr. Die Nach\vrisgrenze lirgt bci 2-5 . IO-!’ g_ “ff-f~/~~t~-ol~t~fzri~l/;rr~_~~/~~fr~ror-_ Die ;\~Iess~~nge;~ ~v~~rcien ;m einem Gaschro~natograph Varian Model1 I iO0 durch gefiihrt_ Vou den I-(arnstoltil~ri~~iten N-3-Tritluormeth~ipi?eIi~l-N’_N’-dimeth_\:lharnstclfr und N-f1~~r.-But~l-N’_N’-dim~th_\ilharnstoff lvurden Eichkurvtln fiir die quantitative Bestinunung aul-gestellt. Die Nachw++-enze betriigt beim Trill~I~~rI~letl~;lrisrivat 0. I ng und beim rc,r-r.-But~lrisri~~it IO ng. Die EichLurven zeigen fiir beide Derivate einen ausreichenden Linearitl?tsbereich (Fig. 2). Zur Ermittlung dcr Fehlerbreite der Mlsssnwthode \vurde ;~LIS z~~Blf klessungen die relative Standardab\~eicilun~ bcrechnet. Sic betrug X2‘!,<_
~Ifns_v~~~~s~~~~X-fl-o~rzere/-_ N-r~~l-r_-But_\:l-N’.N’-dimeth~lhttrllstoff wird ini Gaschromatographen nicht zersetzt und knnn ZLII- \vsitsrcn Idsntitizisrun g im Mtissfnspcktrometer untersucht lverden. Zu diesenl Z\veck ivurde eine Probe Ferbam bzw_ Zirtun (Fe- bzw. Zn-Dimeth~ldithiocarbamat) durch Snlzsriure hydrolysiert und das dabei
I_ NITSCHE_
70
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I
3
4
5
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min
Fig. I_ Gaschromatogrxnm eincr Mischung \-on H3mstotTderi~ittcn. SGle, 5:1,: OV-17 auf Chromodes Ttigcrgascs, 30 ml-min. I == Ssorb W-HP. 100-120 mesh: S;?ulenofcn, 130 : Durchflussmte rare_-But?rl-N’.NI-dimeth\li~~rnsroRr 2 J= K-rc,rr_-But~l-N’-mcrhvlharnstoff; 3 -2. X-aart.-But\;l-N’;ittl~t-N’-rnerh_\-l~~r~st~~ff: 4 1 ~-~~~~~~.-B~~t~I-N’,N’-d~~th~Ih~rns~~~~T: 5 :- ~-frrr.-Burvl-~‘-Prop\-Ihnmsroffr 6 -= K-rc,~~_-Buivl-N’_N’-diprc~p_uIharnsto~_
entstehende DimethyIamin in eine Vorlage iibergctrieben- Dort erfolgte die Umsetzung mit rerr.-Butyhsocyanat zu N-rerr_-But~l-N’_N’-dimeth_v:hz~mstoff_ Das Derivat \vurde in organischem Liisungsmitrel gel&t dir&t in ein Massellspektrometer CH 7 dcr Firnlzl Varian eingeeben. Sein Spektrum weist den Molekularpeak 134 soLvie \vcitcrc charakteristisrhe Massenzahlen auf. wobei die Massenzahl 72 die strtrkstc relative
c
Fig. 2. Eichkurvm \-on 5-3-Trifiuormerh~Iphcn~I-~‘_&‘-dimrrh~lharnstolf (.-- --.- -) und S-rcr-r.But-I-N’.N.-dimcth,vlharnstoff ( - -- - )_ Tririum-Drtektor. X1)-_ S;?uIc: 6 ft. _ 1 S in. I.D. Clastiule mit 5T.L OV-iOt auf Chromosorb \V-HP. lOO-120 mesh: Sr?ulenofcn. 70 bz\v_ 1 IO‘ : Durchilussmte dcs Tr;igcrgaxs. 25 ml.~min_ _-
IntensitSt
besitzt (Fig- 3). Die Referenzspektren
das Verhalten dieser Mitteilung dargestellt ANALMISCHE
Verbindunsen werden-
NUTZBARKEIT
Abbauversuche
im Hygiene-lnstitut
van
DER
der iibrisen Harnstoffderivatc so\vie in der GC-MS-Kombintttion werden in der 2.
BESCHRIEBENEN
Dithiocarbamaten
Mainz durchgefiihrt-
METHODE
in Wasser
Erste Ersebnisse
Boden wxden zur Zeit mit Tretrttliiethllthiurttm-
und
ZUM
ME-I-ABOLISMUS
VON
DIALI(YLDITHIOCARBAiI~~TE~_
I
I
a4
129
88
mfe-
I.
71
1
144
150
im Rhein\vasser zeigten, dass das Herbizid nach einer Woche abgebaut war_ Das entstandrne Dimeth;lamin konnte als N-3-TritluormethyIphenyl-N’.N’-dimcthylLverden (Fig. 4). Ein vorhrtndener harnstoff gaschromatogrrtph~isch nachgewirsen Uberschuss 311 Isoc~atxtt lxtchte keine St6rim,. 1~ da Isocyanate und Harnstoffdrriwtc tmterschiedliche Rctentionszciten zeigen.
disulfid
Da die beschriebene Derivatisierung spontan, quantitativ, so\& bei Zimmertemperatur verl5uft tmd einen geringen apparativen Aufwand erfordert, ist sie ais Nach\\-eisreaktion fiir Amine. besonders bei Reihenuntersuchungen, geeignet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Ret&ion in einem organischrn L6sungsmittel vonstatten seht und das entstehende Derivat ohne Reinigungsschritte direkt der GCBestimmung zuefiihrt werden kttnn_
I. KITSCHE,
71
F. SELENKA.
K_ BXLLSCHMITEK
i)ic crhahcncn Harnstoffvcrbindun~cn kijnncn mit hohcr Empfindlichktit im Stickstoffodcr Efcktroncncinfi.m~detektor nachgewicsen wcrdcn. Der Elektronenrint3n~dctektor bietet fiir fluoricrtc Harnstoffc die grbsste Empfindlichkcit. Bcstimmungen \-on Serivatcn in Konzcntrationcn van 500 pg sind miiglich. Bci dcr Auswahl des Isocganatcs ist darrtuf zu a&en_ dass das dtuxur cntstchcndc Produkt thcrmiscb miiglichst stab3 ist_ Umsetzungen van o-Chlorphcnylisocyanatcn mit Amincn crgcbcn ChIorphcnyl-substituicrtc Harnstoffe, die sich im Gaschromritographen bci 190’ S%ulenofentempcratur zersetzen. Es entstehen typischc Cllr~~matogramme. dcrcn Signafc van den entsprcchcndcn Isocyanatcn_ Anilincn und nicht idcntifizicrtcn Vcrbindungen stammcn. Bci Ernicdrigung der Sriulenofentempemtur auf 120-150 3 tretcn bci N-2-ChlorphcnyI-N’.N’-dimcth~lharnstoff nur 1wc11 z\vei Peaks auf. die Yom Harnstoff und dem cntsprechenden fsocynttt hcrriihrcn. Der Isocyanatpeak \vird mit abnchmendcr Ofentcmperatu. r klcincr und vcrsch\vindct bei 70-75’ v5lfig. Bci schoncnden Bcdingungcn ist es somit miiglich, such Chlorphcnylsubstituicrte Hornstoffe unzersetzt im GC nachzuweiscn. Ein weitcrcr Vortcil dcr lsoc~ttn3tlilcthodc licgt dark. dass die iibcr eincn Zcitraum van Tttgcn und Woehen im bioiogischen Versuch entstchendcn Amine in cincm stabilcn Rcagcnz aufsefken und kontinuierfich und quantitativ derivatisiert \verdcn_ Das im Uberschuss in der Vorlagc befindfichc Isocyanat stbrt bci dcr spr?tcrcn gasLXnicht. da sich seine Rctentionszeir van der dcs chromatographischen Untersuchun, Rcaktionsproduktcs unterschcidct.
Wir dankcn dcr Deutschcn stiitzung dieser Arbeit und Frau spcltromctrischcn Untcrsuchung.
Forschu~~fse1i~einschttf.t Dr. Slemrova fXihr die
fiir i!lre freundlichc Durchl‘iihrung dcr
UntcrIII;ISSCII-
Die durch Umsetzung x-011 Aminen mit Isac~anatcn cntstchcndcn N-N’-substituicrtcn Harnstofk cigncn sich in Abht?n&xit vom cingcsctzten Isocyanat fiir die ~Ischromatogrttphische Analyse van prirkircn und sekundt?ren Aminen. Wihrcnd zahfreiche substituiertc Harnstoffc thermisch instabil sind. lassen sich die vom IWI.abgcleitctcn N.N’-dibz\v. Butylisocyanat und j-Trifluonneth~lphen~lisoc~nat N.N’.N’-trisubstituiertcn Hurnstoffc fiir die =* ~~‘Ischromrttorraphischc Trcnnun_r und Bcstimmung der einfkhcn primriren und sekundiiren Amine ver\vcndcn_ StickstofYund Elektroncneinfan~dctcktorcn ermiiglichcn nach diescr Metbode einen spezitischcn und cmpfindlichen Nachwcis van Amincn bis in den Bcrcich van IO- I” g-_ LITERATUR 1 1 3 3 5 6
H_ Seidler, M_ HSrting. \V_ SchwaA und R_ Engst. :Vulrrrtrr.y116 (1970) 363. R_ X_ B. A-
J.
Enpt und W. Schnrtak, Z_ L~*hc~~r.\~~li_-Ltt~r~~~~l~_-i%-sck, 143 (1970) 99. Sh. V&stein und M. A. Klisenko. I+. Pirun.. 29 (1970) 56_ F- Newton: M. J. Saxby und C_ L. Walters. Bioclrcwz.J., 130 ( 1971) S1. Ayanaba_ W_ V’erstraete und M_ Ale.unnder. f_ hhr_ Cmwt- Imr.. 30 ( 1973) Sl 1. S. Fritz und Ch. _A_ Burgett, .-tnrri. Clw~w.. 44 (1972) 1673.
ZUM
MET.4BOLISMUS
VON t~lALI(YLDITHlOCARBA~lATEN.
1.
73
L. Barbero. Imle\- Afinrcv~r., 10 ( 1970) 9% R. T_ Murphy. L. K_ Gaston und F. A. Gunther. J. &I-_ I-iJod C/I~VIJ., 13 11965) 242. J. F. O‘Donnel und Ch. K. Msnn. Attul_ C/tcvtt.. 36 (19(X) MY7. A. A. Anderson und M_ V_ Shimanskag. Lrtrr. PSR Zittctr. .4lxtd L’cstis, ( IYhY) 537. A. D_ Lorenzo und Ci. Rousso. 2. (;(a Chro~~trtr~J.~r_, 6 1196s) SOY. K_ Hcyns, R. Stute und J_ Winkler. J. C/tro~~tctt~~.~r_,21 1lY66) 201. H. P. Burchfield und E. E. Storrs, Bioclt~~tJticd _-I~JpIictttioJts of Gtts Citt-~ttttat~t.~t-tt~t~t~_ hc?u_lcn~ic Press, Ne\x* York_ 1961, p_ 17Y_ H. A. Szynanski, Bitttttc~di~d .-lpphwtitttts t;f G2t.v Cht-tJtttttttJ.y-ttplr?_. Plenum Prrx. Nc\v York. 1961. p_ 39. E. W. Cieplinsky. _-Imrf. C/tmt._ 3s 11966) WY. J. Churrlcek, H. Pcchova. A. Trockcnsteinovrt und Z_ Zirko~t. J. Clrr-tJnt~rft~.~t-.,72 1 lY71) 115. H. Thiclcn~ann, .~fikr~Jdtittt_ _4rra. 1 lY71) 57s. t-I_ J. Chuga-. J. .-lgr_ f-iJlJt/ Chott., 70 ( 1977) 7SI. H--l_ llerth und T. Httrtnxmn. J. C/tt~ttttturot.~t-~_ 71 1 lY71) 1 19. V. I’_ Dcniscnko und P. Khilytl. fhu~~~tt. Chrv~t. J.. 119711) 357. G_ A. Nikifurou, L. G. Pkkhanovrt. A. A. Efrmwnko. G. I)_ Probcdimsky u11d U. Ersltov. 1~. :lkurL :\irrk_ SSRR. _Scr_ HtiJtt.. 11971) 1-W. \V_ H_ R. Shaw und B_ Grushkin. J. _-lrmr. C/tr~t~t_Sot-.. X2 11960) 1021_ H. G. Hc~t!icl, J. C/w~~tttctrc~~~-_. 11 l lY66) 307. R_ \V_ Reker. _-lttuI_Chcvtt.. 36 (196-t) Y6. A_ C_ Xlotlh und E. C. Horning. .-lmf_ Lrtt.. 3 [ lY70) ‘05. E. 0. U111s11. J_ c-/tJ~~JJJt~tflJ.~r.. 51 1LY70) 1jY_ B. Fribush und E. Gh. Au. J. &IS C%J-~JJJ~I~IJ.~J~..
5 11967) 257. \\‘_ J. Irvinc und 11. J. S;~xhy_ J. C‘~JJ-~JIJ~~~~~J.~J-~_ -I: 1 I%91 13). I>_ 1). Clark. S. Wilk, W. E. Gitiow und XI. J. Fr:uiklin_ J. bit.\ C%r~JtJtttroJ.~t_.5 1 lY67) 3117. A_ Zhtkis u11d 1~. C. Pcttitt. Cln-~JtttttrcJ.~,rt~/ti~t.2 1lY69) 56. G. Ssur,trli itnd W. LCatich. J_ C/t~rJ~JtttrqyJ-._37 1 IYhS) 105. E. R_ Holdcn_ W_ Xl. Jonce und Xl. Berozt. J. .-lpr_ ~GJOC/ C-lrrwr.. Li ( l9h9) 56. S. \Vilk. \v. E. Girlow. 51. J. Fr.lnktin und H. E. Carr. C&t_ Cltirtt. .-trtcc. 101 1196-I) lY3_ L. 51. Cumnins und Xl. J. Fourier. .-lrtcrl_ Lcrr.. 2 1lY6Y) -IO>_ R. B. Bruce u11J W_ R. .\laynard. .-lttd Cftctrt.. -II ( IYW) 977. E. Xngyard und G_ Scd~:dl_ .-L;td_ ~%~JJJ._ -II 1 lY6Y) 1250. 31. .I. tlorning. A. Xl. Sloss. E. A_ Boucher u11d 1% C. Horning. :ltrtrl. 1x11.. I_ ( 1Y)hS) 3 1 l_
W. J. A. vatxknHs~:uA
J_ C%rot;tttt~Jzy_. 36 ( 1958) 35-I.
T. Walk. .-It-m PhtrJJt. Strccim_ 5 ( 19hS) 353. I)_ J_ Cmsby und J. B_ Ba\\~s_ J. :?gr_ I-i~r;cf Clwt~r.. 1 ( 1953) 82’).
19T.