Benzotrichlorid - Benzotrichloride - Wikipedia

Benzotrichlorid
Kosterní vzorec benzotrichloridu
Kuličkový model molekuly benzotrichloridu
Jména
Název IUPAC
(Trichlormethyl) benzen
Ostatní jména
Chlorid toluenu
Fenyl chloroform
alfa, alfa, alfa-trichlortoluen
PhCCl3
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.002.395 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 202-634-5
KEGG
Číslo RTECS
  • XT9275000
UNII
UN číslo2226
Vlastnosti
C7H5Cl3
Molární hmotnost195.48
VzhledČistá tekutina
Hustota1,3756 g / ml
Bod tání -5,0 ° C (23,0 ° F; 268,1 K)
Bod varu 220,8 ° C (429,4 ° F; 493,9 K)
0,05 g / l
Rozpustnostorganická rozpouštědla
Nebezpečí
Piktogramy GHSGHS05: ŽíravýGHS06: ToxickýGHS07: Zdraví škodlivýGHS08: Nebezpečí pro zdraví
Signální slovo GHSNebezpečí
H302, H315, H318, H331, H335, H350
P201, P202, P261, P264, P270, P271, P280, P281, P301 + 312, P302 + 352, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P308 + 313, P310, P311, P312, P321, P330, P332 + 313, P362, P403 + 233, P405, P501
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Bod vzplanutí 97,22 ° C (207,00 ° F; 370,37 K)
420 ° C (788 ° F; 693 K)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Benzotrichlorid (BTC), také známý jako a, α, α-trichlortoluen, fenyl chloroform nebo (trichlormethyl) benzen, je organická sloučenina vzorce C6H5CCl3. Benzotrichlorid je nestabilní, bezbarvý (nažloutlý), viskózní, chlorovaný uhlovodík s pronikavým zápachem. Benzotrichlorid se hojně používá jako chemický meziprodukt pro produkty různých tříd, tj. Barviva a antimikrobiální látky.[1]

Dějiny

Benzotrichlorid je klasifikován jako extrémně nebezpečná látka ve Spojených státech, jak je definováno v oddíle 302 amerického zákona o nouzovém plánování a komunitárním právu (42 USC 11002), a proto jeho použití podléhá seznamu požadavků na podávání zpráv od společností nebo institucí, které syntetizují, ukládají nebo používají ve velkém množství. V roce 2018 členské státy EU schválily návrh Evropské komise na omezení používání karcinogenních, mutagenní a reprotoxický (CMR) látky v oděvech, textiliích a obuvi. V roce 2015 Komise zveřejnila předběžný seznam 286 CMR, které navrhla omezit. Benzotrichlorid byl v tomto dokumentu uveden jako toxická a karcinogenní sloučenina.[2]

Podle harmonizované klasifikace a značení (CLP00) schválené Evropskou unií (EU) je tato látka při vdechování toxická, způsobuje vážné poškození očí, může způsobit rakovinu, způsobuje podráždění kůže, je škodlivá při požití a může způsobit podráždění dýchacích cest.[3]

Podle Web vědy tato sloučenina a výrobní procesy s ní související byly důkladně diskutovány ve vědecké literatuře od roku 1954.

Struktura a reaktivita

Benzotrichlorid rychle hydrolyzuje za přítomnosti vody na kyselina benzoová a kyselina chlorovodíková s a poločas rozpadu asi 2,4 minuty, čímž je sloučenina nestabilní v přítomnosti vody.[4] Při jiných chemických reakcích reaguje BTC na chlorovaném α-uhlík například při substitučních reakcích. BTC je špatně rozpustná ve vodě, čirá až nažloutlá kapalina s pronikavým zápachem. Syntéza BTC se provádí pomocí volné radikály chlorování z toluen. BTC se používá jako meziprodukt při syntéze benzoylchlorid, benzotrifluorid a 2,4-dihydroxybenzofenon které jsou zase také meziprodukty v jiných reakcích. Tyto sloučeniny se dále používají k syntéze chemických látek potřebných ve farmaceutickém průmyslu (benzoylperoxid ), syntéza pesticidů, barviv a sloučenin absorbujících UV záření, které se často používají k prevenci v barvách a plastech degradace slunečním zářením.[4]

Některé příklady nesouvisejících reakcí s benzotrichloridem jsou: Benzotrichlorid může reagovat s resorcinol pro 2,4-dihydroxybenzofenon, který se používá v krémech na opalování jako UV absorbér[5]

C6H5CCl3 + resorcinol → 2,4-dihydroxybenzofenon:[6]

Může to být také částečně hydrolyzovaný na benzoylchlorid:[7]

C6H5CCl3 + H2O → C.6H5C (O) Cl + 2 HCl

Transformace na benzotrifluorid, a předchůdce k pesticidům je také možné:[8]

C6H5CCl3 + 3 KF → C.6H5CF3 + 3 KCl


Příprava

Benzotrichlorid vyrábí společnost volné radikály chlorování z toluen, katalyzované světlem nebo radikální iniciátoři jako dibenzoylperoxid. Jsou pozorovány dva meziprodukty:

C6H5CH3 + Cl2 → C6H5CH2Cl + HCl
C6H5CH2Cl + Cl2 → C6H5CHCI2 + HCl
C6H5CHCI2 + Cl2 → C.6H5CCl3 + HCl

Po syntéze se produkt zkontroluje na čistotu a benzalchlorid je zahozeno.

Metabolismus

V experimentu na krysách s radioaktivně značené [14C] -benzotrichlorid byl podán jednotlivě v dávce 40 mg / kg tělesné hmotnosti. Poločas absorpce BTC z gastrointestinálního traktu byl stanoven na 3 hodiny. Koncentrace v krvi dosáhla vrcholu po 4 hodinách a dosáhla 6,5 ​​ppm, toto se snížilo na 2,6 ppm po 24 hodinách. Eliminace poločasu v krvi byla 22 hodin. Vylučování proběhlo z 90% močí a 10% stolicí. Po 72 hodinách bylo 1,5% dávky stále přítomno ve tkáni. Nejvyšší úrovně koncentrace byly přítomny v játrech, ledvinách a tuku.[4]

BTC se rychle metabolizuje hydrolýzou na kyselina benzoová a kyselina chlorovodíková. Tato kyselina benzoová se nejprve metabolizuje na benzoyl-CoA, který se metabolizuje na kyselina hippurová nahrazením CoA za glycin. Tento kyselina hippurová se poté vylučuje.[9] 90% BTC bylo získáno z moči potkana jako kyselina hippurová zatímco malé množství kyseliny benzoové (0,7%) a kyselina fenyloctová (0,8%). Čtyři neidentifikované metabolity (5,5%) byly také přítomny v moči.[4]

Toxicita

Známky toxicity

S testovanou expozicí benzotrichloridu (BTC) u potkanů ​​souvisí několik příznaků: podráždění očí, kůže a dýchacích cest. Za okluzivních podmínek vykazovala králičí kůže, která byla vystavena BTC, podráždění. Dále bylo u králíků hlášeno silné podráždění očí po podání 0,1 ml BTC. Toto podráždění očí trvalo až 7 dní. Nakonec několik studií na krysách akutní toxické účinky naznačují, že dýchací systém bude podrážděný po vdechnutí nebo orálním příjmu BTC.[4]

Účinky opakované inhalace, odhadované pomocí experimentů na potkanech, zahrnují následující. BTC může vést k bronchitida a bronchopneumonie, depresivní přírůstek hmotnosti a lapal po dechu. Mikroskopicky, zánět a dlaždicová metaplazie buněk potkávajících nosní, tracheální, bronchiální a bronchiolární epitel se mohou vyskytnout u potkanů. Histopatologicky infiltruje zvýšený výskyt portálních zánětlivých buněk játra a také žluč je pravděpodobné, že dojde k proliferaci potrubí.[10]

Toxicita BTC u savců byla hodnocena Chu I. et al. (1984) sledováním několika charakteristik u potkanů ​​po dobu 28 dnů po perorálním podání BTC. Nebylo zjištěno, že by léčba ovlivňovala rychlost růstu a spotřebu potravin. Během těchto studií nedošlo k žádným úmrtím.[11]

Toxicita pro zvířata

Akutní toxicita

Inhalace

Vdechování 1147 mg / m3 benzotrichloridu (BTC) po dobu 3 hodin vedlo k úmrtí 1 ze 6 samců potkanů ​​(po 3 dnech). Na druhou stranu vdechování 995 mg / m3 BTC po dobu 3 hodin vedlo k úmrtí 4 ze 6 samic potkanů ​​během 13 dnů. Zkrácení doby expozice však pouze na jednu hodinu s koncentrací těsně nad 800 mg / m3 nevedlo k úmrtí samců ani samic potkanů. Ošetřené krysy měly podrážděné orální a oční sliznice, zatímco chování a dýchání byly měněny po dobu až 13 dnů.[4]

Kožní

Z 10 samic potkanů ​​1 uhynula po vystavení 5 000 mg / kg tělesné hmotnosti BTC. To naznačuje, že střední smrtelná dávka, LD50 je vyšší než 5 000 mg / kg tělesné hmotnosti. Krysy vykazovaly sedaci počínaje dnem 1 až dnem 8 až 10.[4]

Ústní

Studium 15 samců a 15 samic potkanů ​​na dávkovou skupinu, po podání orální dávky, LD50 2188 mg / kg tělesné hmotnosti a LD50 u mužů bylo zjištěno 1590 mg / kg tělesné hmotnosti u žen. Labored dýchání, polyurie Byla pozorována krvavá moč a snížená aktivita, která trvala od 15 minut po požití do 7–9 dnů. Zesnulé krysy měly prázdné střevní trakty a bělavé žaludky.[12][4] Kromě toho podání čisté sloučeniny vedlo k mužskému LD50 1249 mg / kg tělesné hmotnosti. Mezi příznaky těchto krysích samců patřily: krvavé oči, ataxie křeče, diuréza, ztráta váhy.[4] Další studie našla LD50 770 mg / kg (samec) a 702 mg / kg (samice) po podání těmto potkanům benzoylchloridem v kukuřičném oleji. Kromě stejných příznaků popsaných výše, po pitva kongesce plic, brzlík s červenými ložisky a žlutě obarvenými urogenitální byla nalezena oblast a střeva naplněná tekutinami.[13]

Toxicita po opakovaných dávkách

Inhalace

Toxické účinky opakované expozice benzotrichloridu byly hodnoceny při vdechování, dermální expozici a požití. Po opakovaném vystavení koncentraci 12,8 mg / m3 dvakrát týdně po dobu 30 minut, u myší po dobu 12 měsíců, těžké bronchitida a bronchiální zápal plic byly pozorovány.[14] Po expozici 5,1 mg / m3 po dobu 6 hodin denně, 5 dní v týdnu po dobu 4 týdnů nebyly u potkanů ​​pozorovány žádné nežádoucí účinky.[13] Pamatujte, že doby expozice se podobají 5dennímu pracovnímu týdnu (i když pouze s 30 hodinami).

Kožní

Po dermálním podání u králíků mezi 50–200 mg / kg živé hmotnosti denně (5 dní v týdnu, 3 týdny) podráždění kůže až nekróza bylo pozorováno, což naznačuje, že jde o dermální dráždidlo.[4]

Ústní

Po krmení potkanů ​​0,048–53 mg / kg tělesné hmotnosti po dobu 28 dnů byla pozorována pouze mírná mikroskopická změna jaterních ledvin a štítné žlázy, a to i při nejnižší dávce.[11] Údaje předložené v této studii naznačují, že BTC mají u potkanů ​​nízké pořadí orální toxicity.[11]

Mutagenita a karcinogenita

Inhalace

Genotoxické potenciál byl prokázán v bakteriích a buněčném systému savců, mikrojader došlo k tvorbě v buňkách kostní dřeně. Zjevně byl také pozorován skutečný nárůst výskytu rakoviny: stejný nález studie bronchitida po dlouhodobém respiračním použití bylo zjištěno, že 81% myší mělo plíce adenomy (8% u kontroly), 27% kožních adenomů (0% u kontroly), 11% maligní lymfomy (0% pod kontrolou).[14] Podobné studie také prokázaly významnou karcinogenitu.[4] To ukazuje, že i když dlouhodobá inhalace poškozuje plíce, zvyšuje také riziko rakoviny, což je riziko vyžadující přísnější regulaci.

Kožní

Dermální a orální studie ukázaly významné zvýšení rakoviny plic, společně s významným zvýšením rakoviny kůže a rakoviny žaludku.[15] Výzkum, po podezření na karcinogenitu v továrnách produkujících benzoylchloridy, na ICR myši také prokázaly významný výskyt nádorů: rakovina kůže (68%) a plicní nádory (58%) po aplikaci 2,3 mikrolitru / zvíře dvakrát týdně po dobu 50 týdnů.[16]

Ústní

U lidí je spojeno pouze několik případů rakoviny plic benzoylchlorid nebo benzotrichlorid, i když kouření mohlo také hrát určitou roli.[17] Jak tezaurus NCI, tak zprávy o karcinogenech NPT klasifikují BTC jako „důvodně předpokládané, že budou lidským karcinogenem“, na základě omezených důkazů o kancerogenitě ze studií na lidech a dostatečných důkazů o karcinogenitě ze studií na experimentálních zvířatech.[18][19]

Vodní účinky

Daphnia magna (planktonový korýš) byly testovány, 24 h-EC50 50 mg / l. Toxické účinky byly přičítány HCl tvorba, protože benzotrichlorid se rychle disociuje na mnohem méně toxický kyselina benzoová a HCl při vystavení vodě. Kompenzace poklesu pH ve vodě z HCl potlačila toxické účinky, což naznačuje, že okyselení vody je důvodem nízké toxicity pro vodní organismy.[20] Kyselina benzoová má EC50> 100 mg / l pro vodní organismy, je snadno biologicky odbouratelná a nehromadí se, takže se nepovažuje za toxickou pro vodní organismy.

Plodnost

Nebyly provedeny žádné rozsáhlé studie účinků na plodnost. Vzhledem k tomu, že samotný karcinogenní potenciál již vyžaduje rozsáhlá omezení, nejsou pro účinek na plodnost nutná žádná další omezení, ačkoli genotoxické vlastnosti naznačují, že by mohla být ovlivněna plodnost.[4]

Mechanismus toxicity

Část toxicity benzotrichloridu lze vysvětlit jeho hydrolýza na kyselina benzoová, jejichž další metabolismus může mít toxické účinky. Benzoyl-CoA formace se může vyčerpat acetyl-CoA hladiny, které brzdí procesy vyžadující acetyl-CoA glukoneogeneze přes pyruvátkarboxyláza.[21] Jaterní ATP hladiny jsou také sníženy o 70-80% při dávkách 720–1440 mg / kg kyseliny benzoové intraperitoneální injekce snížením dostupnosti acetyl-CoA pro produkci ATP, což může mít širokou škálu důsledků pro postižené buňky.[21] Toxicitu amoniaku lze zesílit kyselinou benzoovou, protože inhibuje ureagenezi a snižuje detoxifikaci amoniaku. Dále se může vytěsňovat kyselina benzoová bilirubin z albuminy, což představuje riziko toxicity bilirubinu, protože difunduje do tkání.[21]

Kyselina benzoová bylo prokázáno, že je genotoxický in vitro.[22] Kyselina benzoová proto může hrát roli v BTC karcinogenitě, ale BTC má více karcinogenního potenciálu než kyselina benzoová, což naznačuje, že meziprodukt v hydrolýza je zodpovědný za alespoň část karcinogenity.[1] Výzkum ukázal, že mutagenita nebyla způsobena reaktivní formy kyslíku (ROS) zvýšení, ale nevysvětlilo, jaký metabolit byl hlavním karcinogenem.[23] Jako produkt hydrolýzy HCl je silná kyselina, uváděné silné podráždění očí a plic po podání BTC nepřekvapuje.[24]

Reference

  1. ^ A b Yasuo, Kimie; Fujimoto, Sachiko; Katoh, Masanobu; Kikuchi, Yoshiaki; Kada, Tsuneo (01.11.1978). "Mutagenita benzotrichloridu a příbuzných sloučenin". Mutační výzkum / Genetická toxikologie. 58 (2): 143–150. doi:10.1016/0165-1218(78)90003-4. ISSN  0165-1218. PMID  106269.
  2. ^ „Členské státy EU podporují omezení CMR v oděvech a textilu“. Chemické hodinky. Citováno 2020-03-20.
  3. ^ „α, α, α-trichlortoluen - informace o látce - ECHA“. echa.europa.eu. Citováno 2020-03-20.
  4. ^ A b C d E F G h i j k l „α, α, α-trichlortoluen (trichlormethylbenzen)“. Sids OECD. 2004-01-23.
  5. ^ PubChem. „2,4-dihydroxybenzofenon“. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 2020-03-20.
  6. ^ Ponder, Fernando J (12. ledna 1968). "Syntéza 2-hydroxy-4-alkoxybenzofenonů" (PDF). Patentový úřad Spojených států.
  7. ^ Rossberg, Manfred; Lendle, Wilhelm; Pfleiderer, Gerhard; Tögel, Adolf; Dreher, Eberhard-Ludwig; Langer, Ernst; Rassaerts, Heinz; Kleinschmidt, Peter; Strack, Heinz; Cook, Richard; Beck, Uwe; Lipper, Karl-August; Torkelson, Theodore R .; Löser, Eckhard; Beutel, Klaus K .; Mann, Trevor (2006). „Chlorované uhlovodíky“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry: 139. doi:10.1002 / 14356007.a06_233.pub2. ISBN  3527306730.
  8. ^ Bonath, B .; Förtsch, B .; Saemann, R. (1966). "Kinetische Untersuchung einer Seitenkettenchlorierung unter Verwendung eines Analogcomputers". Chemie Ingenieur Technik. 38 (7): 739–742. doi:10,1002 / citovat. 330380711.
  9. ^ Irwin, Cindy; Reenen, Mari van; Mason, Shayne; Mienie, Lodewyk J .; Westerhuis, Johan A .; Reinecke, Carolus J. (01.12.2016). „Příspěvek k metabolitovému profilu detoxikace kyseliny benzoové konjugací s glycinem: intervenční studie“. PLOS One. 11 (12): e0167309. Bibcode:2016PLoSO..1167309I. doi:10.1371 / journal.pone.0167309. ISSN  1932-6203. PMC  5132330. PMID  27907139.
  10. ^ Warheit, D. B .; Carakostas, M. C .; Kelly, D. P .; Hartsky, M. A. (duben 1991). „Čtyřtýdenní studie inhalační toxicity s Ludox koloidním oxidem křemičitým u potkanů: plicní buněčné odpovědi“. Základní a aplikovaná toxikologie. 16 (3): 590–601. doi:10.1016 / 0272-0590 (91) 90098-o. ISSN  0272-0590. PMID  1649779.
  11. ^ A b C Chu, I .; Shen, S. Y .; Villeneuve, D. C .; Secours, V. E .; Valli, V. E. (březen 1984). „Toxicita trichlortoluenových izomerů: 28denní studie krmení u potkanů“. Journal of Environmental Science and Health. Část. B, Pesticidy, kontaminanty potravin a zemědělské odpady. 19 (2): 183–191. doi:10.1080/03601238409372424. ISSN  0360-1234. PMID  6736562.
  12. ^ „α, α, α-trichlorotoluen - registrační dokumentace - ECHA“. echa.europa.eu (v holandštině). Citováno 2020-03-20.
  13. ^ A b Takahashi, N .; Kadota, T .; Kawano, S .; Ishikawa, K .; Kuroyanagi, K .; Hamajima, Y .; Ohta, K .; Ohta, S .; Kai, S .; Kohmura, H. (duben 1986). „[Studie toxicity VP 16-213 (I) - Akutní toxicita u myší, potkanů ​​a králíků]“. The Journal of Toxicological Sciences. 11 Příloha 1: 1–16. doi:10.2131 / jts.11.supplementi_1. ISSN  0388-1350. PMID  3761389.
  14. ^ A b Yoshimura, H .; Takemoto, K .; Fukuda, K .; Matsushita, H. (září 1986). „[Karcinogenita u myší vdechováním benzotrichloridu a benzoylchloridu]“. Sangyo Igaku. Japonský žurnál průmyslového zdraví. 28 (5): 352–359. doi:10,1539 / joh1959,28,352. ISSN  0047-1879. PMID  3820773.
  15. ^ Fukuda, K .; Matsushita, H .; Sakabe, H .; Takemoto, K. (říjen 1981). "Karcinogenita benzylchloridu, benzalchloridu, benzotrichloridu a benzoylchloridu u myší aplikací na kůži". Gan. 72 (5): 655–664. ISSN  0016-450X. PMID  7327367.
  16. ^ "Karcinogenita benzylchloridu, benzalchloridu, benzotrichloridu a benzoylchloridu u myší při aplikaci na kůži. | Sigma-Aldrich". www.sigmaaldrich.com. Citováno 2020-03-20.
  17. ^ Sakabe, Hiroyuki; Matsushita, Hidetsuru; Koshi, Shigezi (1976). „Rakovina mezi pracovníky vyrábějícími benzoylchlorid“. Annals of the New York Academy of Sciences. 271 (1): 67–70. Bibcode:1976NYASA.271 ... 67S. doi:10.1111 / j.1749-6632.1976.tb23094.x. ISSN  1749-6632. PMID  1069541.
  18. ^ „Tezaurus NCI“. ncit.nci.nih.gov. Citováno 2020-03-20.
  19. ^ Správce. „Zpráva o přístupnosti Acrobatu“ (PDF). ntp.niehs.nih.gov. Citováno 2020-03-20.
  20. ^ Bringmann G a Kuehn R (1977). Befunde der Schadwirkung wassergefaehrdender Stoffe gegen Daphnia magna. Z. Wasser- Abwasser-Forsch. 10 (5), 161–166.
  21. ^ A b C Tremblay, George C .; Qureshi, Ijaz A. (01.01.1993). „Biochemie a toxikologie metabolismu kyseliny benzoové a její vztah k eliminaci odpadního dusíku“. Farmakologie a terapeutika. 60 (1): 63–90. doi:10.1016/0163-7258(93)90022-6. ISSN  0163-7258. PMID  8127924.
  22. ^ Yılmaz, Serkan; Ünal, Fatma; Yüzbaşıoğlu, Deniz (2009-07-30). „Genotoxicita kyseliny benzoové in vitro v lidských lymfocytech periferní krve in vitro“. Cytotechnologie. 60 (1): 55. doi:10.1007 / s10616-009-9214-z. ISSN  1573-0778. PMC  2780543. PMID  19642007.
  23. ^ Yamamoto, Kimiyo N .; Hirota, Kouji; Kono, Koichi; Takeda, Shunichi; Sakamuru, Srilatha; Xia, Menghang; Huang, Ruili; Austin, Christopher P .; Witt, Kristine L .; Tice, Raymond R. (2011). „Charakterizace environmentálních chemikálií s potenciálem poškození DNA pomocí izogenních kuřecích buněčných linií DT40 s deficitem opravy“. Environmentální a molekulární mutageneze. 52 (7): 547–561. doi:10.1002 / em.20656. ISSN  1098-2280. PMC  3278799. PMID  21538559.
  24. ^ "Bezpečnostní list materiálu Kyselina chlorovodíková 32-38% roztok". fscimage.fishersci.com. Citováno 2020-03-20.

externí odkazy

Mezinárodní karta chemické bezpečnosti z Benzotrichlorid

Americká národní lékařská knihovna (National Center for Biotechnology Information) PubChem vstup pro Benzotrichlorid

Thermo Fisher Bezpečnostní list pro Benzotrichlorid

ChemSpider vstup pro Benzotrichlorid