[科普中国]-含磷有机物

简介

元素磷在生物体内主要存在于核苷酸和细胞膜中，同时磷酸在生物的物质代谢和能量代谢中也发挥着重要作用，因此，磷是所有生物细胞必不可少的元素。在生物圈中，磷主要以三种状态存在：① 在生物体内与有机分子结合：② 以可溶解状态存在于水溶液中：③ 不溶解的磷酸盐大部分存在于沉积物中。磷的循环主要在土壤、植物和微生物之间进行。微生物在其中起着重要作用，它既参加了无机磷化物的溶解和有机磷化物的矿化作用，也参加了可溶性磷的同化作用。磷循环也受温度、pH等环境条件的影响，例如，水体中无机磷浓度常随季节波动，秋季水温逐渐下降，藻类死亡后被异养微生物分解，无机磷浓度上升，释放出的无机磷待来年气温转暖，水温合适后又被细菌和藻类同化，使无机磷的浓度下降。

分类有机磷化合物的主要类型有：膦、膦酸、膦酸酯和磷酸酯。

（1）膦

磷化氢PH3中的氢原子被烃基取代后的产物叫膦，包括伯膦、仲膦和叔膦。叔膦也可形成季鳞盐。“膦”字表示含有碳磷（C—P）键的化合物，在表示相当于季铵类化合物的含磷化合物时用“鳞”字。

膦不具有碱性。膦比氨容易被氧化，在空气中就能被氧化为膦酸或氧化膦。

（2）磷酸（酯）

磷酸分子中的氢原子被烃基取代的衍生物称为磷酸酯。

（3）膦酸（酯）

磷酸分子中的羟基—OH被烃基取代的衍生物称为膦酸，膦酸也有相应的酯，即膦酸酯。磷酸及其酯与膦酸及其酯在构造上的根本区别在于：后者含有碳磷（C—P）键，而前者P均与O直接相连。

在大多数土壤中，有机磷的含量约占总磷量的30%～50%。主要有三种类型：① 核酸及其衍生物；② 磷脂；③ 植素。核酸的水解产物为核糖、磷酸和碱基，碱基进一步分解为尿素；磷脂的水解产物为甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱等：植素是由植酸（肌醇六磷酸酯）和钙、镁结合而成的盐类，在土壤中分解很慢。

一切生物体中都有含磷有机化合物。它们不仅在生命过程中起着非常重要的作用，而且在工农业生产上也有极为广泛的用途。许多含磷有机化合物可分别用作某些金属的萃取剂、纺织品的防皱剂、塑料制品的阻燃剂、润滑油的添加剂以及农药、医药等．有些含磷有机化合物是有机合成中非常有用的试剂，所以有机磷化学在化学领域中无论在理论上还是在应用上都是相当重要的一个研究方向。有机磷农药是有机磷化学研究的方面之一。1

含磷有机物的转化细菌、放线菌和真菌等都能分解有机磷。有机磷的矿化作用是伴随着有机硫和有机氮的矿化作用同时进行的，生成的磷酸可与土壤中的钙、铁离子结合形成不溶解的磷酸盐。在天然水体中，异养微生物的活动使有机磷迅速分解，有利于营光合作用的细菌和藻类吸收磷进行生长。水体中的有机磷沉降到底泥后，厌养微生物的活动使之转化为无机磷，大部分与各种金属离子结合形成不溶性的磷酸盐。2

有机磷农药许多含磷的有机物是有毒的，其中如化学武器中的神经性毒剂和有机磷农药。侵略者和恐怖分子曾利用化学武器给人类带来了无尽的灾难。

神经毒气为有机磷酸酯类衍生物，分为G类和V类神经毒。G类神经毒是指甲氟膦酸烷酯或二烷氨基氰膦酸烷酯类毒剂，主要代表物塔朋、沙林、索曼；V类神经毒是指S－二烷氨基乙基甲基硫代膦酸烷酯类毒剂，主要代表物有维埃克斯（VX）。

有机磷农药属有机磷酸酯类化合物，是使用最多的杀虫剂。按其用途一般分为有机磷杀虫剂、除草剂和杀菌剂三种。有机磷农药的种类较多，如甲拌磷、对硫磷、特普、敌百虫、乐果、马拉硫磷、甲基对硫磷、二甲硫吸磷、敌敌畏等。

有机磷农药对人和畜均有毒性，可经皮肤、黏膜、呼吸道、消化道，很快分布全身各脏器，以肝中浓度最高．肌肉和脑中最少。它主要抑制乙酰胆碱酯酶的活性，使乙酰胆碱不能水解，从而引起相应的中毒症状。

根据其毒性强弱分为高毒、中毒、低毒三类。高毒类有机磷农药少量接触即可中毒，低毒类有机磷农药大量进入体内亦可发生危害。人体对有机磷的中毒量、致死量差异很大。由消化道进入较一般浓度的呼吸道吸人或皮肤吸收中毒症状重、发病急；但如吸人大量或浓度过高的有机磷农药，可在5 min内发病，迅速致死。

有机磷杀虫剂遇碱易水解失去药效，在使用和保存时应注意。3