المبيدات الحشرية الكارباماتية Carbamate Insecticides

لقد كان لنجاح المبيدات الحشرية الفسفورية العضوية الفضل في استمرار البحث والتطوير لإيجاد مركبات اخرى تمتلك القابلية على تثبيط انزيمات الكولين استريز، وكانت النتيجة الحتمية لهذا البحث اكتشاف مجموعة جديدة من المركبات عرفت بعد ذلك بمجموعة الكارباميت وكان مركب الـ alkaloid physostigmin من اولى مركبات هذه المجموعة الذي وجد في نبات بقولي يدعى الـ Calabar beans. وتعود الخواص الفسيولوجية لهذا المركب الى احتوائه على مادة الـ Phenyl methyl carbamate. توالت بعد ذلك الدراسات والبحوث لاكتشاف وتحضير مركبات اخرى لها خواص مجموعة المركبات الكارباماتية، والتي هي عبارة عن مشتقات من حامض ال carbamic وتمتاز مبيدات للكارباميت بخواص الاسترات والاميدات لذلك فهي تتحلل في الوسط القلوي والحامضي كما ان استرات حامض الـ N - alkyl carbamic فقط التي تعطي هي خواص الابادة لمبيدات الكارباميت اما النشاط العالي لهذه المبيدات فتبديه مجموعة الـ aryl esters لحامض الـ N-methyl carbamic. وعموما فان التركيب الكيمياوي العام لمجموعة الكارياميت هو

حيث ان R عبارة عن مجموعة methyl و x تمثل واحداً او اكثر من الاستبدالات على الحلقة العطرية المتجانسة او غير المتجانسة. وان التغيير في مجموعة R هي التي تحدد نوع المبيد فاذا كانت: -

  R= methyl group

فان المبيد هو مبيد حشري

  R= aromatie moiety

فان المبيد هو مبيد ادغال

R = benzimidazole moiety

فان المبيد هو مبيد فطري

وعلى العموم فان مبيدات الكارباميت الحشرية تقسم الى مجموعتين :-

۱) مجموعة احادية المثيل     N - monommethyl

وتضم العديد من المبيدات منها Carbaryl و Methomyl, Ficam, Temik Carbofuran, Zectran

۲) مجموعة ثنائية المثيل   N-dimethyl

ومنها مبيدات Dimetilan, Isolan وال Pirimicarb

ميكانيكية التأثير السام لمبيدات الكارباميت

تشترك جميع المبيدات التابعة لهذه المجموعة بميكانيكية واحدة هو تثبيطها لأنزيم (Acetylcholinesterase (AchE في الجهاز العصبي اضافة الى دورها في تثبيط انزيمات اخرى تابعة الى الـ esterases. ان كريمة الأنزيم Carbamylation يكون عادة غير مستقر لذلك فان استعادة نشاط انزيم AchE يكون أسرع مما هو الحال مع مركبات الفسفور العضوية ومن هنا فان مبيدات الكارباميت هي اقل خطورة عند تعرض الانسان لها عن مبيدات الفسفور العضوية. وبصورة عامة يمكن تمثيل ميكانيكية تثبيط انزيم ال AchE بفعل مبيدات الكارباميت كالاتي:

حيث ان :-

K1 = النسبة الثابتة لتكوين المعقد

 K -1= النسبة الثابتة لكسر المعقد

Kc = النسبة الثابتة كريمة الأنزيم

 kr= النسبة الثابتة لتحلل كريمة الانزيم

ان معدل اعادة نشاط انزيم AChE في الخطوة kr يعتبر نسبيا أسرع بكثير من الانزيم المفسفر Phosphorylated من قبل مركبات الفسفور العضوية هنا يصعب كثيرا تحديد درجة تثبيط مركبات الكارباميت للـ Blood - ChEs نتيجة عدم ثبات كريمة الأنزيم Carbamylated enzyme لفترة طويلة.

میتابولزم مبيدات الكارباميت

تشترك جميع مبيدات الكارباميت بنفس خطوات عمليات الميتابولزم في النباتات والحشرات واللبائن والتي تتضمن عمليتين اساسيتين وتعتمد كلتا العمليتين على كسر اصرة الاستر من قبل انزيمات الـ esterase او الاكسدة بفعل انزيمات Mixed - Function Oxidases (MFO. يتبع ذلك حدوث تحلل مائي لنواتج التفاعل الوسطي وكما في المعادلات الآتية:

امثلة لبعض المبيدات الحشرية الكارباماتية

۱) مبيد الـ Sevin ) Carbaryl ) التركيب الكيمياوي

يتم تحضيره من الـ naphthol - & وكما في المعادلات الآتية: -

أن ناتج التفاعل عبارة عن بلورات بيضاء عديمة الرائحة، درجة انصهارها عند درجة حرارة ١٤٢ °م، ضعيفة الذوبان في الماء بينما تذوب بشكل جيد بالمذيبات العضوية. لا يتحلل مائياً تحت الظروف الاعتيادية ولا يتأثر بالضوء أو الحرارة حتى درجة 79°م ولو زادت عن ذلك فأنه يتحلل. كذلك عند تعرضه لوسط قلوي (PH lo) الى نواتج غير سامة.

مبيد يؤثر بالملامسة وله مدى واسع في مكافحة ما يقرب من 150 نوعاً من الحشرات الاقتصادية ولكنه غير فعال في مكافحة الذبابة المنزلية وبعض أنواع المن والحلم. له بعض الخواص الجهازية البسيطة. متبقياته لا تمكث طويلاً في البيئة.

میتابولزم مبيد السيفين Sevin

أن الطريقة الرئيسة لتحطيم مركب السيفين في اللبائن هو تحويله إلى1- naphthol  وطرحه البول. كما قد يتم تحويل جزء من المركب في الكبد الى مركبات تحوي على مجاميع هيدروكسيل مختلفة على الحلقة الكارباماتية. وبالرغم من سمية هذه المركبات تحتفظ بسميتها لقابليتها على تثبيط الأنزيم الا أن نفاذها خلال الخلايا يكون بطيئاً ويسهل التخلص منها لذوبانها العالي في الماء. وفي الذباب المنزلي والذي يعد غير حساس لهذا المركب فقد وجدت ستة مركبات نتجت عن تحلل السيفين ثلاثة منها ذائبة في الماء وتمثل نواتج تحلل السيفن. والمخطط الآتي يوضح ميتابولزم مبيد السيفن: -

2) مبيد ال (Pirimor) nirimicarb

تحضيره:- يتم تحضير هذا المركب من تفاعل

والمركب النقي الناتج عديم اللون والرائحة، ينصهر عند درجة حرارة 90,5 م ضعيف الذوبان بالماء ولكنه يذوب في المذيبات العضوية، وهو مبيد جهازي يؤثر بالملامسة ويستخدم لمكافحة الحشرات ذات أجزاء الفم الثاقبة الماصة وخاصة حشرات المن. كما يستخدم لمكافحة الحشرات التي اكتسبت صفة المقاومة لمركبات الفسفور العضوية. ومن مميزاته أيضاً أنه لا يؤدي الى حرق أوراق النباتات المعاملة به.

3) مبيد الفيكام Ficam

ويباع تجارياً تحت اسماء مختلفة منهاMultamat ، Gacvox ، Ficam D، . Tatto

المادة النقية بلورية بيضاء صلبة، تنصهر عند درجة حرارة ۱٢٨ - ۱۳۰ °م قليلة الذوبان في الماء وتذوب في المذيبات العضوية، وهو من المبيدات متوسطة السمية قيمة الـ LD50 عن طريق الفم للجرذان 143 ملغم / كغم. يستخدم لمكافحة الصراصير، والنمل، وخنافس السجاد والبراغيث والقراد وهو عديم الرائحة مما يشجع على استخدامه في المنازل والمؤسسات العامة. في العراق أظهرت الدراسات أن لهذا المبيد فاعلية جيدة في مكافحة قراد الطيور وحماية التقاوي من الاصابة بحشرات المخازن.