Investigation of the mechanism of chlorination of glyphosate and glycine in water.
Water Res · 2006 · 40:3003-3014 · PMID 16905174 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 물질과 작용기전 > 화학·물성 · 식이
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물속에서 글리포세이트와 글라이신의 염소화 반응을 철저히 연구하였다. 동위원소로 농축된( $^{13}$C 및 $^{15}$N) 글라이신과 글리포세이트 샘플 및 $^1$H, $^{13}$C, $^{31}$P, 그리고 $^{15}$N NMR 분광법을 이용하여 글라이신과 글리포세이트의 모든 주요 말단 염소화 생성물을 확인하였으며, 글리포세이트의 분해가 글라이신의 분해와 밀접하게 유사함을 보여주었다. 우리는 글라이신/글리포세이트의 C1 카르복실산 탄소가 염소화 과정에서 $\text{CO}_2$로 정량적으로 전환됨을 확인하였다. 글라이신/글리포세이트의 C2 메틸렌 탄소는 $\text{CO}_2$와 메탄디올로 전환된다. 이 두 생성물의 상대적 풍부도는 염소화 반응의 pH에 따라 달라진다. 중성에서 염기성 반응 조건(pH 6-9) 하에서는 $\text{CO}_2$가 주된 생성물인 반면, 산성 반응 조건(pH < 6) 하에서는 메탄디올의 형성이 선호된다. 글리포세이트의 C3 포스포노메틸 탄소는 테스트된 모든 조건에서 메탄디올로 정량적으로 전환된다. 글라이신/글리포세이트의 질소 원자는 질소 가스와 질산염으로 변환되며, 글리포세이트의 인산기 부분은 염소화 과정에서 인산(phosphoric acid)을 생성한다. 이러한 말단 염소화 생성물 외에도 N-클로로메탄이미민, N-클로로아미노메탄올, 그리고 시안아겐 클로라이드를 포함한 여러 불안정한 중간체들이 확인되었다. 본 연구에서 확인된 염소화 생성물들은 글리포세이트에만 국한되지 않으며, 식수 중에 존재하는 아미노산, 단백질, 펩타이드 및 기타 많은 천연 유기물의 염소화로부터 예상되는 것들과 유사하다.ORIGINAL ABSTRACT
The chlorination reactions of glyphosate and glycine in water were thoroughly studied. Utilizing isotopically enriched (13C and 15N) samples of glycine and glyphosate and 1H, 13C, 31P, and 15N NMR spectroscopy we were able to identify all significant terminal chlorination products of glycine and glyphosate, and show that glyphosate degradation closely parallels that of glycine. We have determined that the C1 carboxylic acid carbon of glycine/glyphosate is quantitatively converted to CO2 upon chlorination. The C2 methylene carbon of glycine/glyphosate is converted to CO2 and methanediol. The relative abundance of these two products is a function of the pH of the chlorination reactions. Under near neutral to basic reaction conditions (pH 6-9), CO2 is the predominant product, whereas, under acidic reaction conditions (pH < 6) the formation of methanediol is favored. The C3 phosphonomethylene carbon of glyphosate is quantitatively converted to methanediol under all conditions tested. The nitrogen atom of glycine/glyphosate is transformed into nitrogen gas and nitrate, and the phosphorus moiety of glyphosate produces phosphoric acid upon chlorination. In addition to these terminal chlorination products, a number of labile intermediates were also identified including N-chloromethanimine, N-chloroaminomethanol, and cyanogen chloride. The chlorination products identified in this study are not unique to glyphosate and are similar to those expected from chlorination of amino acids, proteins, peptides, and many other natural organic matters present in drinking water.| 저자 | Mehrsheikh, A.; Bleeke, M.; Brosillon, S.; Laplanche, A.; Roche, P. |
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| 저널 | Water research |
| 권·호·쪽 | 40(16), 3003-3014 |
| PMID | 16905174 |
| DOI | 10.1016/j.watres.2006.06.027 |
| MeSH | Carbon Dioxide; Carbon Isotopes; Carbon Radioisotopes; Chlorine; Glycine; Magnetic Resonance Spectroscopy; Methane; Nitrogen Isotopes; Water; Water Purification; Glyphosate |