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芳香族氨基和硝基化合物
 
摘要: 在苯或其同系物环上的氢原子被氨基 (NH2)或硝基(NO2)取代而形成芳香族氨基化合物或硝基化合物,其代表物分别为苯胺和硝基苯。萘、蒽、联苯等其他芳香烃,都可以有这种取代。



在苯或其同系物环上的氢原子被氨基 (NH2)或硝基(NO2)取代而形成芳香族氨基化合物或硝基化合物,其代表物分别为苯胺和硝基苯。萘、蒽、联苯等其他芳香烃,都可以有这种取代。氨基或硝基可单独,亦可与卤素(主要为氯)、烃基或羟基一起在环上的任何位置作不同取代。环上有羟基取代时,成为氨基酚或硝基酚。

在自然界中,少量苯胺存在于煤焦油中,但工业上需要的都由人工合成,用硝酸作用于苯而产生硝基苯,后者再经还原产生苯胺,从苯胺再合成多种化合物。本类物质常用作化工原料或化工合成的中间体。在常温下呈液态或固态,挥发性低。易溶于脂肪和水。在生产中可直接或间接污染工人皮肤。容易经皮吸收,特别是加温的苯胺,吸收更为迅速。苯胺如与酸结合,则经皮肤吸收的性能会改变,例如盐酸苯胺是固体,易溶于水而不溶于脂肪,因而经皮肤吸收危险性小,而经口的毒性仍不变。

当本类物质挥发或加热时,其蒸气可经呼吸道吸入。污染车间地面后也会再挥发。有的品种以粉尘或同时以粉尘和蒸气两种形态污染环境。

属中等毒到低毒类。不同品种对动物的毒性相差极大,如苯胺的LD为500mg/kg(狗,经口)和100mg/kg(狗,皮下),LC50为1,120mg/m3 (小鼠)。硝基苯的LD为750~1,000mg/kg(狗,经口),二硝基苯为29.4mg/kg(猫,经口)。对人的致死量,氯苯胺、硝基氯苯、三硝基甲苯估测为1g,苯胺、乙萘胺、联苯胺为10g。

本类物质有下列一种或多种毒作用:

(1) 形成高铁血红蛋白(MHb):本类物质大多为间接MHb形成剂(参见“造血系统毒理学”)。形成MHb的能力,动物种属间差异大,以猫最为敏感,如以猫对乙酰苯胺的敏感性为100,则人为56 ,狗为26 ,大鼠为5,兔和猴为0。除形成MHb外,不少品种同时有形成硫血红蛋白(SHb)、赫恩小体,以及溶血的作用,故难以找到一个只引起MHb的物质,也就不易订出一个能致死亡的高铁血红蛋白血症的水平。也有一些品种不能形成MHb。

(2) 形成硫血红蛋白、赫恩小体和溶血作用: 见“造血系统毒理学”。

(3)损害肝脏: 硝基化合物损害肝脏较为常见,如硝基苯、硝基苯胺、二硝基苯、三硝基甲苯等,主要致肝实质性病变,引起中毒性肝炎,病程较长,个别可发展为肝硬化(参见“肝脏毒理学”)。

氨基化合物仅在严重的急性中毒者引起肝损害。肝脏损害可于溶血后发生,由于大量红细胞破坏,血红蛋白及其分解产物沉积于肝脏所致,故较易恢复。

(4) 损害肾脏和膀胱: 接触氨基化合物的早期可发生急性化学性膀胱炎; 急性中毒者还有肾脏损伤,也可继发于溶血。

(5)影响新陈代谢: 主要由二硝基酚类引起,它们并非MHb形成剂,而能干扰能量代谢,使体温升高。

(6) 致癌作用: 某些氨基化合物有致癌作用,详见后。

(7) 其他: 有些化合物对皮肤有刺激作用和强致敏作用,还可影响神经系统和心脏功能。苯胺中毒后可出现各种神经症状,并影响循环中枢,死亡病例尸检时亦可见到神经组织病理改变。这些改变还不能认为单纯继发于高铁血红蛋白血症,而是直接的毒作用。二硝基酚、三硝基甲苯还可引起中毒性白内障。

进入人体后,苯胺经氧化,硝基苯经还原,两者最后都转化为水溶性代谢产物而经尿排出。苯胺的作用快,硝基苯的作用较慢,其代谢过程如图示:

苯胺和硝基苯在体内转化示意图

用兔实验见到苯胺在体内的转化物,主要为对氨基酚和邻氨基酚,其吸收量的28%与硫酸结合而为N-苯基氨基磺酸酯,10~15%与葡糖醛酸结合,而为对氨基酚葡糖醛酸,还可有N-乙酰对氨基酚结合物,均经肾脏排出。人接触苯胺,在开始接触后的6~8小时,排泄量与吸收量可达到固定的比例。由于代谢产物不能在体内蓄积,故一个工作日下班后尿内代谢产物排泄量,常能反映当天的吸收程度。正常人尿内有微量的氨基酚,平均为3.7mg/1,当服用一些苯胺为原料的合成药后,尿中对氨基酚量可增加。

硝基苯的代谢,主要先经还原后而进一步转化,主要转化物有对氨基酚,仅有小量间硝基酚和对硝基酚; 邻位和间位氨基酚,在人体内的代谢比大鼠的慢。

在苯胺和硝基苯的转化过程中,还经历一些中间体如亚硝基苯和苯基羟胺,它们仅在血液中短暂地存在,但在毒作用中却是重要因素。

对本类化合物中毒的预防、应同时注意呼吸道吸入和皮肤污染,有时应以预防经皮中毒为重点。

不少品种吸收后,可以从尿中检出其代谢产物,作为接触其母体物的指标,如接触苯胺、硝基苯者可测尿中的对氨基酚。尿中对氨基酚量还可作为生物最高容许浓度的指标。

苯 胺 衍 生 物

品 名

理化特性

用 途

毒 性 表 现

N,N′-二甲基苯胺
C6H5N(CH3)2

熔点2.4℃,沸点191.4℃,
棕色液体

用作合成染料或其他中间体

与苯胺相似

N,N′-二乙基苯胺
C6H5N(C2H3)2

熔点-38.8℃,沸点216.3℃,
油状液体

同 上

同 上

二甲苯胺
(CH3)2C6H3NH2

有六种异构体,多为液体,
仅2,4-异构体为固体

无大用途

动物见原发性肝损害。猫可形成MHb
和赫恩小体,但在兔则无此作用

甲苯胺
CH3C6H4NH2

邻位体熔点-27.7℃,沸点
199.7℃,灰白液体。对位体熔点
43.5℃,沸点200.4℃,白色固体

用于染料和化学品合成

为强MHb形成剂,急性中毒时能引起
出血性膀胱炎

二苯胺
(C6H3)2NH

熔点52.8℃,沸点302℃,
灰色结晶

用于染料、抗氧剂、药剂、
炸药合成

致MHb作用未能证实。一般工业操作
危害不大,但本品可能混有致癌物4-氨
基联苯

对硝基苯胺
NH2C6H4NO2

熔点147.8℃,沸点331.7℃,
黄色固体

用作染料中间体

为强烈的MHb形成剂。特殊情况下还
能致溶血及肝损害

苯二胺
C6H4(NH2)2

间位体熔点63~64℃,为灰
色结晶。对位体溶点140℃,
为灰色结晶

间位体用作染料中间体和合
成树脂固化剂。对位体用作
染料中间体、照相材料及毛
发染色剂

间位体能对皮肤致敏,但作用较弱。邻
位体在试管内可形成MHb,但未见在生
产接触中发生;对皮肤和呼吸道均可致

对亚硝基-N,N′-二甲基
苯胺 NOC6H4N(CH3)2

熔点92.5~93.5℃。为黄绿
色固体

用作染料中间体

对皮肤有原发性刺激和致敏作用

亚甲基二苯胺
H2NC6H4CH2C6H4NH2

熔点91.5~92.0℃。微溶于
水,易溶于醇、苯、醚

用作环氧树脂的固化剂

在工业生产中可经皮吸收。对肝脏毒性
大,可致胆汁郁积、发炎、灶性坏死

氯苯胺
NH2C6H4Cl

邻位体为液体,对位体为黄
色固体

均用于染料、药剂和农药制

对位体与苯胺相似,并对眼有刺激。邻
位体不形成MHb,但可致肝脏和肾脏损害

5-氯-邻甲基苯胺
CH3C6H3(Cl)NH2

熔点29~30℃。为灰白色固

用于有机合成

除能致MHb外,还能引起出血性膀胱
炎,可先发生镜检血尿

氨基酚
NH2C6H4OH

对位体溶点186℃。为白色
片状固体

用作照相显影剂、染料中间
体和羽毛染色

不能经皮吸收。能引起接触性和过敏性
皮炎,呼吸道过敏(哮喘),并能致MHb,
但工业接触时少发生

特屈儿
(NO2)3C6H2N(NO2)CH3

熔点129℃。黄色结晶。不
溶于水,微溶于乙醇,易溶于
丙酮

用作炸药

粉尘可致皮肤黄染,眼、鼻、咽刺激,
颈、背、胸、臂皮炎,红斑后脱屑,有些呈丘
疹,疱疹和湿疹;少数呈过敏性皮炎,严
重者还有鼻衄、干咳、支气管痉挛,偶有
腹泻、月经异常。长期接触者见消化障
碍、慢性肝炎、中枢神经兴奋、白细胞增
多、轻度贫血。动物实验见肾小管损伤

测定血中MHb量,可作为衡量中毒程度的依据,但由于MHb能很快还原,在中毒急救后降低甚快,而采取血样时间又往往较迟,故不能检出。

美蓝能先转化为白色美蓝,后者可使MHb还原。因此,美蓝可作为高铁血红蛋白血症的特效治疗药。

苯胺衍生物 主要的苯胺衍生物见上表。

致癌芳香胺 已确定致职业性膀胱癌的芳香胺有: ①联苯胺(NH2C6H4C6H4NH2),熔点128℃,为白色或粉红结晶、粉或片状。主要用于制造偶氮染料,也用作临床检验试剂。②萘胺(C10H7NH2),其α异构体(或1-萘胺),熔点50℃,为灰色结晶; β异构体 (或2-萘胺),熔点113℃,为粉红色结晶。用于制造染料及其他化学合成。③4-氨基联苯(C6H5C6H4NH2),熔点53℃,还能致肝肿瘤。这些芳香胺均能经呼吸道和皮肤吸收。联苯胺的盐酸盐也能经皮肤吸收。其代替品3,3′-二氯联苯胺、邻联(二)茴香胺、邻联甲苯胺等在实验动物身上均能致膀胱癌。还有金胺、品红在实验动物中能致肝癌。除金胺制造工人外,其他都未经流行病学调查证实。

用苯胺为原料合成许多偶氮染料,其中有些用作食用色素。实验动物已证明能致肝癌的有邻氨基偶氮甲苯和4-二甲基偶氮苯(奶油黄),都已废弃不用。

硝基苯衍生物 工业上重要的硝基苯衍生物见下表。它们用作炸药、溶剂或用于合成染料、颜料、杀虫药、塑料、树脂、药品、橡胶促进剂和抗氧剂等。

本类物品容易经皮肤吸收,其主要毒作用是对肝脏损害,形成MHb和慢性溶血性贫血,后两个作用的程度因化合物而异,因而其综合的毒性有较大差别。

芳香族硝基化合物毒性比较

品 名

形成MHb
(致紫绀)作用

溶血作用

综合毒性

硝基苯
邻硝基甲苯
对硝基甲苯
邻硝基氯苯
对硝基氯苯
间二硝基苯
二硝基甲苯
间硝基苯胺
对硝基苯胺
1-硝基萘胺
硝基氯甲苯

3
5
5
4
4
1
5
2
2
6
6

1
3
3
2
2
4
6
5
5
6
5

2
5
5
3
3
1
5
4
4
6
6

注: 毒性分级分为1(微有危害)至6(严重危害)级

硝基氯苯能刺激皮肤,二硝基氯苯能使60~80%的接触者发生皮炎,微量接触也能致病。二氯硝基苯对皮肤的刺激作用,介于两者之间。

三硝基甲苯[TNT,CH3C6H2(NO2)3]为无色或淡黄单斜结晶或鳞片。熔点82℃。溶于乙醚,易溶于丙酮和苯,不溶于水。是较为安全的炸药。能耐受撞击和摩擦,但受到压力时能引起爆炸。商品中常混杂有微量二硝基甲苯和四硝基甲烷,后者有强刺激性。

与硝酸胺混合后使用,由于硝酸胺有吸湿性,加工后的粉尘比单纯三硝基甲苯更易经皮肤吸收。

本品在体内形成MHb的能力,远不及苯胺。接触者手、臂和面部可有黄染,是吸收三硝基甲苯的征象,但皮炎较少见。接触者可发生胃炎,有恶心、呕吐和中上腹痛,与饮食无关。严重接触者,在3个月以上可发生中毒性肝炎,如发生中毒性黄疸,预后不良。而最严重中毒的后果,常伴有严重正红细胞型贫血。个别重者可发生再生障碍性贫血。对晶状体的损伤主要是周边型白内障,早期不影响视力,随病变发展,亦可出现楔形或中心盘状白内障。

本品在体内的代谢物为4-氨基二硝基甲苯。尿中测定其量,可反映吸收的程度。亚硫酸钠与三硝基甲苯反应出现红色,利用此原理,可用亚硫酸钠作为三硝基甲苯洗消的指标剂。

硝基酚类

硝基酚(NO2C6H4OH) 有三种异构体,均为结晶。溶于水及酒精。形成MHb能力比硝基苯小。对位毒性最强。均可经皮肤吸收,蒸气可经呼吸道吸收。可引起动物迷走神经兴奋,中枢神经系统抑制,高铁血红蛋白血症及呼吸困难。在人尚未见有这些毒性的报道。

二硝基酚 [C6H3(NO2) 2OH] 有六种异构体,2,4-二硝基酚最为重要,为具有爆炸性的黄色结晶,熔点115~116℃,用作染料中间体、炸药及木材防腐剂。吸入粉尘、蒸气和雾可致中毒,并易经皮肤吸收。在体内还原而产生氨基酚,因此在尿中可检查原形物或氨基酚。接触二硝基酚可引起皮肤黄染、刺激性或过敏性皮炎,吸收后主要是干扰氧化磷酸化过程,作用同二硝基邻甲酚。慢性接触时可引起肝肾损害,形成白内障,偶见过敏反应。

二硝基邻甲酚[CH3C6H2(NO2)2OH] 有九种异构体,以3,5-二硝基邻甲酚最为重要。熔点86.5℃。黄色结晶。用作农药。在体内还原能产生氨基硝基邻甲酚,而经尿排出。可直接测定血中的原形物以检测接触程度。

接触二硝基邻甲酚者的皮肤、头发黄染。吸收后易与血浆中蛋白质结合,排泄缓慢,因此其蓄积性比二硝基酚更为明显。主要毒作用是使细胞氧化功能受到刺激,而磷酰化过程则被抑制。氧化过程受刺激所增加的能量,不能通过磷酰化转变为三磷酸腺苷或磷酸肌酸的形式予以贮存,而直接以热能方式发散,故体温可增加到40℃。由于磷酰化过程发生障碍,身体所产生的能量无法供肌肉收缩之用,因而肌肉对刺激反应迟钝,并很快陷于完全抑制而呈僵直状态。毒性可随环境温度升高而明显增加。

重氮二硝基酚[C6H2(NO2) 2N2O] 纯品为黄色片状结晶,工业品可有亮黄、橘红等颜色。加热不到熔点即爆炸。微溶于水,溶于大部分有机溶剂。用作炸药。常与另一种炸药黑索金同时使用。接触者可发生胃肠道症状,偶有贫血现象,与接触三硝基甲苯有相似之处,但程度较轻。

苦味酸 即2,4,6-三硝基酚 [C6H2OH(NO2)3] 黄色片状结晶。熔点124℃,微溶于水,溶干有机溶剂。军火工业中用作制造金属苦味酸盐(铁、镍、等)和氯化苦。主要引起皮肤损害,常致黄染。固体对皮肤刺激很强,常引起皮炎。溶液则只刺激过敏的皮肤; 烟尘可引起眼刺激和角膜损伤; 吸入粉尘也可致支气管炎。长期接触者还可引起胃肠道症状,有时可引起末梢神经炎和膀胱刺激症状。高剂量时可导致红细胞破坏、出血性肾炎及肝炎,全身组织黄染,甚至黄视。

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  • 发布时间: 2013-01-06
  • 更新时间: 2013-01-06

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