stringtranslate.com

1,1,2,2-Тетрахлорэтан

1,1,2,2-тетрахлорэтан ( TeCA ), также известный под торговыми марками Bonoform , Cellon и Westron , является органическим соединением. Это бесцветная жидкость со сладким запахом. Он используется как промышленный растворитель и как разделительный агент. TeCA токсичен и может вдыхаться, потребляться или впитываться через кожу. После воздействия могут возникнуть тошнота, головокружение или даже повреждение печени.

История

1,1,2,2-Тетрахлорэтан и 1,1,1,2-Тетрахлорэтан были открыты Огюстом Лораном в 1836 году. [4] [5]

1,1,2,2-тетрахлорэтан использовался в больших количествах для производства других химических веществ, таких как трихлорэтилен , тетрахлорэтилен и 1,2-дихлорэтилен . [6]

Из-за его возможного канцерогенного воздействия на человека производство 1,1,2,2-тетрахлорэтана значительно сократилось и больше не используется широко в качестве конечного продукта. [7] Однако он все еще производится как побочный продукт и как промежуточный продукт в процессе производства, где низкие уровни этого химического вещества были обнаружены в воздухе. [8]

Использует

1,1,2,2-Тетрахлорэтан использовался в качестве промышленного растворителя с 1910-х годов, когда он широко использовался в рецептурах ацетата целлюлозы " пряди " под названием "Целлон". Его использование в рецептурах пряди уменьшилось к 1920-м годам, поскольку его токсичность стала более известной.

Другие применения этого вещества включают удаление краски, денатурацию спирта, растворение воска и лаков, а также извлечение масел и обезжиривание металлов. [9]

1,1,2,2-Тетрахлорэтан в настоящее время используется в качестве сырья при производстве 1,2-дихлорэтилена , трихлорэтилена и тетрахлорэтилена . [9]

Синтез

Существует несколько различных способов синтеза 1,1,2,2-тетрахлорэтана. 1,1,2,2-тетрахлорэтан может быть получен путем каталитического добавления хлора к ацетилену (этину), что дает наивысшую чистоту. [10] Он также производится путем прямого хлорирования или оксихлорирования с использованием этилена в качестве сырья и путем каталитического хлорирования этана или хлорирования 1,2-дихлорэтана. [8] 1,1,2,2-тетрахлорэтан всегда производится в закрытых системах для получения наивысшего выхода. Обычными побочными продуктами, которые создаются во время синтеза 1,1,2,2-тетрахлорэтана, являются 1,2-дихлорэтан и трихлорэтилен (при наличии тепла). [11]

Синтез 1,1,2,2-тетрахлорэтана

Токсичность

Алкоголь усиливает метаболизм 1,1,2,2-тетрахлорэтана (TeCA) [12] и усиливает эффекты TeCA. [13] Люди, употребляющие алкоголь, могут подвергаться повышенному риску всех токсических эффектов TeCA. Это также касается нескольких других хлорированных алифатических углеводородов. Исследование показало, что при сочетании алкоголя с TeCA увеличивается относительный вес подопытных крыс, что указывает на повышенную активность TeCA. [13]

Метаболизм

Считается, что метаболизм происходит с участием цитохрома (CYP) P450 . Эксперименты показали, что реакции биотрансформации усиливаются при хроническом потреблении этанола и голодании. [14]

Предложенный метаболизм 1,1,2,2-тетрахлорэтана

Механизм действия

1,1,2,2,-Тетрахлорэтан (TeCA) может быстро и обильно абсорбироваться при пероральном и ингаляционном воздействии. В исследованиях на животных сообщалось о пероральном поглощении в размере 70-100% [15] [16] и 40-97% пероральном поглощении при вдыхании человеком. [17] [18] TeCA — это небольшая, летучая , липофильная молекула; TeCA может легко абсорбироваться из дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта. Абсорбция с пассивной диффузией является наиболее вероятным механизмом.

После того, как TeCA всасывается в организм, он легко распределяется по всему организму посредством пассивной диффузии. TeCA, скорее всего, будет накапливаться в тканях, богатых липидами, таких как печень. [15] [16] [19] Выведение с мочой происходит в виде метаболитов, включая муравьиную кислоту , глиоксалевую кислоту , трихлоруксусную кислоту и трихлорэтанол . [15] [16] [19] [20] [21]

Уже упоминалось ранее, что пассивная диффузия является важным механизмом, поскольку это, скорее всего, основной механизм экскреции . [15] [16] [19] [20] [21]

Метаболизм TeCA в реактивные продукты играет ключевую роль в токсичности TeCA. У крыс микросомальные и ядерные ферменты цитохрома P450 участвуют в метаболизме с TeCA, высвобождая биологически активные соединения, такие как альдегиды , алкены , кислоты и свободные радикалы . [15] [16] [22] Образование активных метаболитов, вероятно, является механизмом токсичности.

Механизм неврологических эффектов пока не определен и, следовательно, не может быть описан, TeCA может играть роль. Свойство легко пассивной диффузии в богатые липидами ткани позволяет ему вмешиваться в функцию нейронной мембраны, угнетение центральной нервной системы, поведенческие изменения и анестезию . [23] но нет никаких исследований механизма нейрональных эффектов TeCA.

Механизм действия канцерогенного эффекта TeCA не полностью определен. Несколько исследований TeCA сообщили об увеличении числа гепатоцитов в митозе , но роль, которую эти эффекты TeCA могут иметь в отношении канцерогенности, не оценивается. Это предполагает, что TeCA может иметь стимулирующую и инициирующую активность. [22] [24] [25]

Токсикокинетика

Наиболее распространенным последствием для здоровья было выявлено поражение печени после воздействия 1,1,2,2-тетрахлорэтана (TeCA). Исследования по этому вопросу были разделены на четыре различные токсикокинетические фазы: адсорбция, распределение, метаболизм и экскреция ( ADME ). Были изучены три пути воздействия для изучения эффектов в зависимости от пути попадания TeCA в организм.

  1. Пероральное воздействие: Эксперимент по пероральному воздействию проводился путем введения пероральных доз радиоактивно меченого TeCA через желудочный зонд в кукурузном масле крысам и мышам. Затем измерялась радиоактивность в выдыхаемом воздухе и моче. [15] a) Адсорбция: При измеренной радиоактивности 65% -73% был сделан вывод, что соединение почти полностью всасывается перорально. b) Распределение: Связывание с белками печени наблюдалось путем очистки белка печени. Кроме того, неблагоприятные эффекты были замечены в печени, почках и яичках, что позволило сделать вывод о том, что TeCA распределяется по этим тканям. [26] c) Метаболизм: см. эксперименты по путям метаболизма d) Выведение: Через 72 часа более 90% дозы было выведено в метаболизированной или неизмененной форме. Большая часть была выведена с дыханием, затем с мочой, а наименьшее количество TeCA было извлечено с калом. 20% -30% были сохранены в коже и туше.
  2. Ингаляционное воздействие: Эксперимент по влиянию на здоровье после ингаляционного воздействия проводился на людях-добровольцах [18] для изучения адсорбции и выделения, а также на животных [15] для изучения распределения и метаболизма. Им в рот вставляли баллон, содержащий меченый 38C1 TeCA, и добровольцы делали глубокий вдох, задерживали дыхание на 20 секунд и выдыхали. Измерялось выделение радиоактивно меченого TeCA. a) Адсорбция: Результаты исследования показали, что 97% TeCA адсорбировалось за один вдох. b) Распределение: После воздействия на мышей и крыс путем вдыхания неблагоприятные эффекты наблюдались в печени и почках, что указывает на системное распределение TeCA в этих тканях. c) Метаболизм: После 6 часов ингаляционного воздействия уровень радиоактивно меченого TeCA был измерен в концентрации 7,73% неметаболизированного в выдыхаемом воздухе. Спустя 72 часа было измерено 1,78%. г) Выделение: через час после воздействия в выдыхаемом воздухе было обнаружено 3% вдыхаемого TeCA, а в моче – 0,015%.
  3. Воздействие на кожу: Для измерения последствий для здоровья после воздействия на кожу мышам и морским свинкам наносили 1 мл TeCA. [27] a) Адсорбция: в течение получаса доза впитывалась в кожу. b) Распределение: нет доступных экспериментов. c) Метаболизм: нет доступных экспериментов. d) Выведение: было показано, что период полураспада TeCA в крови составляет приблизительно два часа.

Влияние на здоровье

1,1,2,2-тетрахлорэтан (TeCA) имеет широкий спектр эффектов, распространяющихся по всему телу. Эффекты были исследованы на различных системах как у людей, так и у животных, как указано соответственно.

Желудочно-кишечные эффекты

4 исследования [28] [29] [30] [31] на людях после воздействия TeCA определили желудочно-кишечные расстройства у участников. У двух людей, подвергшихся воздействию 2,9 ppm TeCA в течение 30 минут, проявились симптомы рвоты и тошноты. [17] Эти симптомы также вызвали потерю веса. [32]

Исследование Хориучи и соавторов [33] показало, что у обезьяны, часто подвергавшейся воздействию 1,9 ppm TeCA, развилась анорексия и регулярная диарея.

Гематологические эффекты

У рабочих фабрики искусственного шелка, которые регулярно вдыхали TeCA, наблюдался повышенный уровень лейкоцитов в крови и легкая анемия. [34]

В 1962 году исследование показало, что у 2 ⁄ третьих исследованных крыс, подвергавшихся воздействию 9000 ppm TeCA в течение 29 дней, наблюдалось снижение уровня эритроцитов и гемоглобина. [33]

Эффекты на печень

Вскрытия людей, умерших из-за воздействия TeCA, показали, что у некоторых людей развилась печеночная недостаточность из-за TeCA, у них наблюдалась желтуха и увеличение печени. Печень является наиболее пораженной системой при отравлении TeCA, вызывая, например, апоптоз печеночной ткани. [28] [29] [30] [33] [34]

После воздействия 60 ppm у крыс наблюдается жировая дегенерация печени. [35] Другое исследование определило предел острой печеночной недостаточности как 102 ppm в течение четырех часов, на что указывает увеличение аскорбиновой кислоты в печени и сывороточной глутаматдегидрогеназы и снижение сывороточных триглицеридов. [13]

Глазные эффекты

Пары TeCA могут вызывать раздражение глаз, жжение, прищуривание и слезотечение как у людей [17] , так и у животных. [36] Это происходит из-за прямого контакта кожи с парами, а не при вдыхании или пищеварении.

Неврологические эффекты

Вдыхание паров TeCA может вызвать головокружение, головную боль и тремор. [17]

Острые симптомы у крыс проявились в виде 50% потери моторики при воздействии 360 ppm в течение одного часа. [37]

Канцерогенные эффекты

Национальный институт рака провел эксперименты по изучению опухолеобразования TeCA на крысах и мышах при пероральном воздействии. Опухоли печени были обнаружены у обоих видов. Другие исследования опухолеобразующего способа действия показали, что он действует как инициатор и промоутер. [26]

Смертельная доза

Благодаря нескольким отчетам об исследованиях случаев людей, умерших после приема TeCA, приблизительную летальную дозу удалось установить. Поскольку потребляемое количество варьировалось, было трудно точно определить. В одном отчете было указано 4100 мг/кг, [38] во втором — 357 мг/кг [39] и в третьем — 1100–9600 мг/кг. [40] Смерть после приема наступила в течение 3–20 часов.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Merck Index , 11-е издание, 9125 .
  2. ^ abcdef Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "#0598". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ ab "1,1,2,2-Тетрахлорэтан". Концентрации, представляющие немедленную опасность для жизни или здоровья (IDLH) . Национальный институт охраны труда (NIOSH).
  4. ^ Essai sur l'Action du Chlore sur la Liqueur des Hollandais et sur quelques Ethers in Annal. де Шими, LXIII. (1836) стр. 377
  5. ^ Так называемый перхлорид формила , Гмелин, Л. (1855). Справочник по химии: Органическая химия. Кавендишское общество. страницы 200–201
  6. ^ "1,1,2,2-Тетрахлорэтан" (PDF) .
  7. ^ "Токсикологический профиль 1,1,2,2-тетрахлорэтана" (PDF) .
  8. ^ ab "1,1,2,2-Тетрахлорэтан".
  9. ^ ab 1,1,2,2-Тетрахлорэтан в трихлорэтилене, тетрахлорэтилене и некоторых других хлорированных агентах.
  10. ^ Антонини и др. Получение 1,2-дихлорэтана и 1,1,2,2-тетрахлорэтана оксихлорированием. Патент США. 1975 13 мая.
  11. ^ OECD SIDS. 1,1,2,2-тетрахлорэтан. Первоначальный отчет об оценке. 22–25 октября 2002 г.
  12. ^ Сато А., Накадзима Т., Кояма Й. 1980. Влияние хронического потребления этанола на метаболизм ароматических и хлорированных углеводородов в печени у крыс. Br J Ind Med 37:382-386
  13. ^ abc Schmidt P, Binnevies S, Gohlke R, et al. 1972. [Подострое действие низкой концентрации хлорированных этанов на крыс с дополнительной обработкой этанолом и без нее. I. Биохимические и токсикометрические аспекты, особенно результаты исследований подострой и хронической токсичности с 1,1,2,2-тетрахлорэтаном.] Int Arch Arbeitsmed 30:283-298. (на немецком языке)
  14. ^ Йоханссон И., Экстрём Г., Шольте Б., Пузыцки Д., Йорнвалл Х., Ингельман-Сундберг М. Цитохромы P-450, индуцируемые этанолом, голоданием и ацетоном в печени крыс: регуляция и характеристики ферментов, принадлежащих к подсемействам генов IIB и IIE. Биохимия. 1 марта 1988 г.;27(6):1925-34
  15. ^ abcdefg Hanley TR, Quast JF, Schumann AM. 1988. Метаболизм и печеночные макромолекулярные взаимодействия 1,1,2,2-тетрахлорэтана (TCE) у мышей и крыс. Dow Chemical Company. Представлено в Агентство по охране окружающей среды США в соответствии с разделом 8D TSCA. OTS0514187.
  16. ^ abcde Milman HA, Mitoma C, Tyson C, et al. 1984. Сравнительная фармакокинетика/метаболизм, канцерогенность и мутагенность хлорированных этанов и этиленов (реферат встречи). Arbete och Halsa 29:19.
  17. ^ abcd Lehmann KB, Schmidt-Kehl L. 1936. [Изучение 13 важнейших хлоруглеводородов с точки зрения промышленной гигиены.] Arch Hyg 116:132-200. (на немецком языке)
  18. ^ ab Morgan A, Black A, Belcher DR. 1970. Выделение с дыханием некоторых алифатических галогенированных углеводородов после введения путем ингаляции. Ann Occup Hyg 13:219.
  19. ^ abc Yllner S. 1971. Метаболизм 1,1,2,2-тетрахлорэтана-14C у мышей. Acta Pharmacol Toxicol 29:499-512.
  20. ^ ab Gargas ML, Andersen ME. 1989. Определение кинетических констант метаболизма хлорированного этана у крыс по скорости выдоха. Toxicol Appl Pharmacol 99:344-353.
  21. ^ ab Ikeda M, Ohtsuji H. 1972. Сравнительное исследование выделения веществ с положительной реакцией Фудзивара в моче людей и грызунов, которым вводили трихлор- или тетрахлорпроизводные этана и этилена. Br J Ind Med 29:99-184.
  22. ^ ab Milman HA, Story DL, Riccio ES и др. 1988. Очаги в печени крыс и анализы in vitro для обнаружения инициирующих и стимулирующих эффектов хлорированных этанов и этиленов. Ann NY Acad Sci 534:521-530.
  23. ^ Клаассен, К. Д. 1996. Токсикология Касарета и Доулла: Основы науки о ядах. 5-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill, 750-751.
  24. ^ Colacci A, Vaccari M, Perocco P и др. 1996. Усиление трансформации клеток BALB/c 3T3 с помощью стимулирующего эффекта 1,2-дибромэтана. Carcinogenesis 17(2):225-231.
  25. ^ Story DL, Meierhenry EF, Tyson CA и др. 1986. Различия в очагах изменения ферментов печени крыс, вызванных хлорированными алифатическими соединениями и фенобарбиталом. Toxicol Ind Health 2:351-362.
  26. ^ ab Национальный институт рака (США). Отдел причин и профилактики рака. Биоанализ 1, 1, 2, 2-тетрахлорэтана на возможную канцерогенность. Департамент здравоохранения, образования и социального обеспечения, Служба общественного здравоохранения, Национальные институты здравоохранения, Национальный институт рака, Отдел причин и профилактики рака; 1978.
  27. ^ Якобсон И., Вальберг Дж. Э., Холмберг Б., Йоханссон Г. Поглощение через кровь и выведение 10 органических растворителей после накожного воздействия на анестезированных морских свинок. Токсикология и прикладная фармакология. 1 апреля 1982 г.;63(2):181-7.
  28. ^ ab Coyer HA. 1944. Отравление тетрахлорэтаном. Ind Med 13:230-233.
  29. ^ ab Willcox WH, Spilsbury BH, Legge TM. 1915. Вспышка токсической желтухи нового типа среди рабочих авиации — ее клинический и токсикологический аспект. Trans Med Soc London 38:129-156.
  30. ^ аб Джени Э, Барта Ф, Кондор Л и др. 1957. [Профилактика промышленной интоксикации тетрахлорэтаном - Часть III.] Egeszsegtudomany 1:155-164. (Венгерский)
  31. ^ Лобо-Мендонка Р. 1963. Тетрахлорэтан - обзор. Br J Ind Med 20:51-56.
  32. ^ Parmenter DC. 1921. Отравление тетрахлорэтаном и его профилактика. J Ind Hyg 2:456-465.
  33. ^ abc Хориучи К, Хоригучи С, Хашимото К и др. 1962. Исследования отравления промышленным тетрахлорэтаном. Osaka City Medical J 8:29-38.
  34. ^ ab Koelsch F. 1915. Промышленные отравления целлулоидными лаками в авиационной промышленности. Muench Medizin Wochensch 62:1567-1569.
  35. ^ Gohlke R, Schmidt P. 1972. [Подострое действие низких концентраций хлорированных этанов с дополнительной обработкой этанолом и без нее на крысах.] Int Arch Arbeitsmed 30:299-312. (на немецком языке)
  36. ^ NIOSH. 1978. Данные о токсичности для установления значений «непосредственно опасных для жизни или здоровья» (IDLH). Цинциннати, Огайо: Национальный институт охраны труда и здоровья. PB87163531
  37. ^ Хорват М., Франтик Э. 1973. Об относительной чувствительности нервных функций и поведения к неспецифическому воздействию чужеродных веществ. Activ Nerv Super 15:25-27.
  38. ^ Хеппл РА. Необычный случай отравления. BMJ Military Health. 1927 Декабрь 1;49(6):442-5
  39. ^ Лиллиман Б. Предложенный механизм отравления жидким тетрахлорэтаном. Аналитик. 1 января 1949 г.;74(882):510-1.
  40. ^ Мант АК. Острое отравление тетрахлорэтаном. British Medical Journal. 1953 21 марта;1(4811):655.