Le aldeidi sono membri di una classe di composti chimici organici rappresentati dalla formula strutturale generale R-CHO. R può essere idrogeno o un radicale idrocarburico, sostituito o non sostituito. Le reazioni importanti delle aldeidi includono l'ossidazione (per cui si formano gli acidi carbossilici), la riduzione (con la formazione di alcol), la condensazione aldolica (quando due molecole di un'aldeide reagiscono in presenza di un catalizzatore per produrre un'idrossialdeide) e la reazione di Cannizzaro reazione (con la formazione di un alcol e del sale sodico di un acido). I chetali, o acetali, come vengono anche chiamati, sono diesteri di idrati di aldeidi o chetoni. Sono prodotti da reazioni di aldeidi con alcoli.
si utilizza
A causa della loro elevata reattività chimica, le aldeidi sono importanti intermedi per la produzione di resine, plastificanti, solventi e coloranti. Trovano impiego nell'industria tessile, alimentare, della gomma, della plastica, del cuoio, chimica e sanitaria. Le aldeidi aromatiche e le aldeidi alifatiche superiori sono utilizzate nella fabbricazione di profumi ed essenze.
acetaldeide è utilizzato principalmente per la produzione di acido acetico, ma è utilizzato anche nella produzione di acetato di etile, acido peracetico, derivati della piridina, profumi, coloranti, plastica e gomma sintetica. L'acetaldeide viene utilizzata per argentare gli specchi, indurire le fibre di gelatina e come denaturante dell'alcool e agente aromatizzante sintetico. Paraldeide, un trimero di acetaldeide, è utilizzato nell'industria dei coloranti e del cuoio e come agente ipnotico in medicina. Industrialmente è stato utilizzato come solvente, attivatore di gomma e antiossidante. metaldeide viene utilizzato come combustibile nelle stufe da cucina portatili e per il controllo delle lumache nel giardinaggio. Glicidaldeide è stato utilizzato come agente reticolante per la rifinizione della lana, per la concia all'olio e per l'ingrasso di pelli e suture chirurgiche. propionaldeide è utilizzato nella produzione di polivinile e altre materie plastiche e nella sintesi di prodotti chimici di gomma. Funziona anche come disinfettante e come conservante. acroleina è utilizzato come materiale di partenza per la produzione di molti composti organici, tra cui plastica, profumi, acrilati, finiture tessili, fibre sintetiche e prodotti farmaceutici. È stato utilizzato in miscele di gas velenosi militari e come combustibile liquido, erbicida e biocida acquatico e fissativo dei tessuti in istologia.
Formaldehyde ha una gamma estremamente ampia di usi legati sia alle sue proprietà solventi che germicide. Viene utilizzato nella produzione di materie plastiche (ad esempio resine urea-formaldeide, fenolo-forma-aldeide, melammina-formaldeide). Viene utilizzato anche nell'industria della fotografia, nella tintoria, nell'industria della gomma, della seta artificiale e degli esplosivi, nella concia, nel recupero di metalli preziosi e nel trattamento delle acque reflue. La formaldeide è un potente antisettico, germicida, fungicida e conservante utilizzato per disinfettare oggetti inanimati, migliorare la solidità dei coloranti sui tessuti e preservare e rivestire il lattice di gomma. È anche un intermedio chimico, un agente imbalsamante e un fissativo di campioni istologici. paraformaldeide è il più comune polimero commerciale ottenuto dalla formaldeide e consiste in una miscela di prodotti con diversi gradi di polimerizzazione. È utilizzato in fungicidi, disinfettanti, battericidi e nella produzione di adesivi.
butirraldeide è utilizzato nella sintesi organica, principalmente nella produzione di acceleratori di gomma, e come agente aromatizzante sintetico negli alimenti. Isobutyraldehyde è un intermedio per antiossidanti e acceleratori della gomma. Viene utilizzato nella sintesi di aminoacidi e nella produzione di profumi, aromi, plastificanti e additivi per benzina. La crotonaldeide è utilizzata nella produzione di alcol n-butilico e acido crotonico e nella preparazione di tensioattivi, pesticidi e agenti chemioterapici. È un solvente per il cloruro di polivinile e funge da shortstopper nella polimerizzazione del cloruro di vinile. La crotonaldeide viene utilizzata nella preparazione di acceleranti di gomma, nella purificazione di oli lubrificanti, nella concia delle pelli e come agente di allarme per i gas combustibili e per localizzare rotture e perdite nei tubi.
Glutaraldeide è un importante agente sterilizzante efficace contro tutti i microrganismi, inclusi virus e spore. Viene utilizzato come disinfettante chimico per la sterilizzazione a freddo di attrezzature e strumenti nel settore sanitario e come agente conciante nell'industria della pelle. È anche un componente del fluido per imbalsamazione e un fissativo per tessuti. p-Diossano è un solvente nella spappolatura del legno e come agente bagnante e disperdente nella lavorazione tessile, bagni di tintura, coloranti e composizioni per stampa. Viene utilizzato in preparati detergenti e detergenti, adesivi, cosmetici, fumiganti, lacche, pitture, vernici e solventi per pitture e vernici.
I chetali sono usati nell'industria come solventi, plastificanti e intermedi. Sono in grado di indurire adesivi naturali come colla o caseina. metilale viene utilizzato in unguenti, profumi, carburante per usi speciali e come solvente per adesivi e rivestimenti. Dicloroetile formale viene utilizzato come solvente e come intermedio per gomma sintetica polisolfuro.
Misure di sicurezza
Molte aldeidi sono liquidi volatili e infiammabili che, a temperature ambiente normali, formano vapori in concentrazioni esplosive. Le precauzioni contro gli incendi e le esplosioni, come descritto altrove in questo capitolo, devono essere più rigorose nel caso dei membri inferiori della famiglia delle aldeidi, e anche le salvaguardie rispetto alle proprietà irritanti devono essere più estese per i membri inferiori e per quelli con un contenuto insaturo o catena sostituita.
Il contatto con le aldeidi dovrebbe essere ridotto al minimo prestando attenzione alla progettazione dell'impianto e alla procedura di manipolazione. Gli sversamenti dovrebbero essere evitati ove possibile e, dove si verificano, dovrebbero essere disponibili adeguate strutture idriche e di drenaggio. Per le sostanze chimiche etichettate come agenti cancerogeni noti o sospetti, devono essere applicate le precauzioni di routine per gli agenti cancerogeni, descritte altrove in questo capitolo. Molte di queste sostanze chimiche sono potenti irritanti per gli occhi e la protezione chimica approvata per gli occhi e il viso dovrebbe essere obbligatoria nell'area dell'impianto. Per i lavori di manutenzione, devono essere indossati anche schermi facciali in plastica. Dove le condizioni lo richiedono, devono essere forniti indumenti protettivi adeguati, grembiuli, protezione per le mani e protezione impermeabile per i piedi. Docce d'acqua e sistemi di irrigazione oculare dovrebbero essere disponibili nell'area dell'impianto e, come per tutti i dispositivi di protezione, gli operatori devono essere completamente addestrati al loro uso e manutenzione.
Rischi per la salute
La maggior parte delle aldeidi e dei chetali sono in grado di provocare irritazione primaria della pelle, degli occhi e del sistema respiratorio, una tendenza che è più pronunciata nei membri inferiori di una serie, nei membri che sono insaturi nella catena alifatica e nella catena alogenata. membri sostituiti. Le aldeidi possono avere un effetto anestetico, ma le proprietà irritanti di alcune di esse possono costringere un lavoratore a limitare l'esposizione prima di avere un'esposizione sufficiente per subire effetti anestetici. L'effetto irritante sulle membrane mucose può essere correlato all'effetto ciliostatico in cui le ciglia simili a peli che rivestono le vie respiratorie e forniscono le funzioni essenziali di clearance sono disabilitate. Il grado di tossicità varia notevolmente in questa famiglia. Alcuni dei membri delle aldeidi aromatiche e alcune aldeidi alifatiche vengono metabolizzati rapidamente e non sono associati ad effetti avversi e quindi sono stati trovati sicuri per l'uso negli alimenti e come aromi. Tuttavia, altri membri della famiglia sono cancerogeni noti o sospetti e la dovuta cautela deve essere esercitata in tutte le situazioni in cui il contatto può essere possibile. Alcuni sono mutageni chimici e molti sono allergeni. Altri effetti tossici includono la capacità di produrre un effetto ipnotico. Dati più dettagliati su specifici membri della famiglia sono inclusi nel testo che segue e nelle tabelle allegate.
acetaldeide è un irritante delle mucose e ha anche un'azione narcotica generale del sistema nervoso centrale. Basse concentrazioni provocano irritazione degli occhi, del naso e delle vie respiratorie superiori, nonché catarro bronchiale. Il contatto prolungato può danneggiare l'epitelio corneale. Alte concentrazioni causano mal di testa, stupore, bronchite ed edema polmonare. L'ingestione provoca nausea, vomito, diarrea, narcosi e insufficienza respiratoria; la morte può derivare da danni ai reni e degenerazione grassa del fegato e del muscolo cardiaco. L'acetaldeide viene prodotta nel sangue come metabolita dell'alcool etilico e provoca rossore al viso, palpitazioni e altri sintomi sgradevoli. Questo effetto è potenziato dal farmaco disulphiram (Antabuse) e dall'esposizione alle sostanze chimiche industriali cianamide e dimetilformamide.
Oltre ai suoi effetti acuti, l'acetaldeide è un cancerogeno di gruppo 2B, cioè è stata classificata come possibilmente cancerogena per l'uomo e cancerogena per gli animali dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC). L'acetaldeide induce aberrazioni cromosomiche e scambio di cromatidi fratelli in una varietà di sistemi di test.
L'esposizione ripetuta ai vapori di acetaldeide provoca dermatiti e congiuntiviti. Nell'intossicazione cronica, i sintomi assomigliano a quelli dell'alcolismo cronico, come perdita di peso, anemia, delirio, allucinazioni della vista e dell'udito, perdita dell'intelligenza e disturbi psichici.
acroleina è un comune inquinante atmosferico che si produce nei fumi di scarico dei motori a combustione interna, che contengono numerose e svariate aldeidi. La concentrazione di acroleina aumenta quando si utilizza gasolio o olio combustibile. Inoltre l'acroleina si trova nel fumo di tabacco in quantità notevoli, non solo nella fase particellare del fumo, ma anche, e ancor più, nella fase gassosa. Accompagnato da altre aldeidi (acetaldeide, propionaldeide, formaldeide, ecc.) raggiunge una concentrazione tale (da 50 a 150 ppm) che sembra essere tra le aldeidi più pericolose nel fumo di tabacco. Pertanto l'acroleina rappresenta un possibile rischio occupazionale e ambientale.
L'acroleina è tossica e molto irritante e la sua elevata pressione di vapore può provocare la rapida formazione di concentrazioni atmosferiche pericolose. I vapori possono causare lesioni alle vie respiratorie e gli occhi possono essere danneggiati sia dai liquidi che dai vapori. Il contatto con la pelle può provocare gravi ustioni. L'acroleina ha eccellenti proprietà di avvertimento e una grave irritazione si verifica a concentrazioni inferiori a quelle che si prevede siano estremamente pericolose (il suo potente effetto lacrimatorio a concentrazioni molto basse nell'atmosfera (1 mg/m3) costringe le persone a fuggire dal luogo inquinato alla ricerca di dispositivi di protezione). Di conseguenza, è molto probabile che l'esposizione derivi da perdite o sversamenti da tubi o recipienti. Gravi effetti cronici, come il cancro, tuttavia, potrebbero non essere completamente evitati.
L'inalazione presenta il pericolo più grave. Provoca irritazione del naso e della gola, senso di oppressione al petto e mancanza di respiro, nausea e vomito. L'effetto broncopolmonare è molto grave; anche se la vittima si riprende dall'esposizione acuta, ci saranno danni radiologici e funzionali permanenti. Gli esperimenti sugli animali indicano che l'acroleina ha un'azione vescicante, distruggendo le membrane mucose del tratto respiratorio a tal punto che la funzione respiratoria è completamente inibita entro 2-8 giorni. Il contatto ripetuto con la pelle può causare dermatiti ed è stata osservata sensibilizzazione cutanea.
La scoperta delle proprietà mutagene dell'acroleina non è recente. Rapaport lo fece notare già nel 1948 in Drosophila. Sono state effettuate ricerche per stabilire se il cancro del polmone, il cui legame con l'abuso di tabacco è indiscutibile, sia riconducibile alla presenza di acroleina nel fumo, e se certe forme di cancro dell'apparato digerente che si riscontrano un legame con l'assorbimento dell'olio bruciato è dovuto all'acroleina contenuta nell'olio bruciato. Recenti studi hanno dimostrato che l'acroleina è mutagena per alcune cellule (Drosophila, Salmonella, alghe come Dunaliella bioculata) ma non per altri (lieviti come Saccaromices cerevisiae). Dove l'acroleina è mutagena per una cellula, si possono identificare cambiamenti ultrastrutturali nel nucleo che ricordano quelli causati dai raggi X nelle alghe. Produce anche vari effetti sulla sintesi del DNA agendo su alcuni enzimi.
L'acroleina è molto efficace nell'inibire l'attività delle ciglia delle cellule bronchiali che aiutano a mantenere pulito l'albero bronchiale. Questo, sommato alla sua azione favorente l'infiammazione, implica una buona probabilità che l'acroleina possa causare lesioni bronchiali croniche.
cloroacetaldeide ha proprietà molto irritanti non solo per quanto riguarda le mucose (è pericoloso per gli occhi anche in fase vapore e può provocare danni irreversibili), ma anche per la pelle. Può causare ustioni al contatto con una soluzione al 40% e un'irritazione apprezzabile con una soluzione allo 0.1% in caso di contatto prolungato o ripetuto. La prevenzione dovrebbe basarsi sull'evitare qualsiasi contatto e sul controllo della concentrazione atmosferica.
Clorato idrato viene principalmente escreto nell'uomo prima come tricloroetanolo e poi, col passare del tempo, come acido tricloroacetico, che può raggiungere fino alla metà della dose in caso di esposizione ripetuta. In caso di grave esposizione acuta il cloralio idrato agisce come un narcotico e danneggia il centro respiratorio.
Crotonaldehyde è una sostanza fortemente irritante e un rischio definito di ustione corneale, simile all'acroleina in tossicità. Sono stati segnalati alcuni casi di sensibilizzazione nei lavoratori e alcuni test di mutagenicità hanno prodotto risultati positivi.
Oltre al fatto che p-diossano è un pericoloso pericolo di incendio, è stato anche classificato dalla IARC come cancerogeno del gruppo 2B, cioè un cancerogeno per animali accertato e possibile cancerogeno per l'uomo. Gli studi sull'inalazione negli animali lo hanno dimostrato p-Il vapore di diossano può causare narcosi, danni ai polmoni, al fegato e ai reni, irritazione delle mucose, congestione ed edema dei polmoni, cambiamenti comportamentali ed emocromo. Grandi dosi di p-diossano somministrato nell'acqua potabile ha portato allo sviluppo di tumori nei ratti e nelle cavie. Esperimenti su animali hanno anche dimostrato che il diossano viene rapidamente assorbito attraverso la pelle producendo segni di incoordinazione, narcosi, eritema e danni al fegato e ai reni.
Studi sperimentali con esseri umani hanno anche mostrato irritazione agli occhi, al naso e alla gola a concentrazioni da 200 a 300 ppm. È stata segnalata una soglia dell'odore di appena 3 ppm, sebbene un altro studio abbia portato a una soglia dell'odore di 170 ppm. Sia gli studi sugli animali che quelli sull'uomo hanno dimostrato che il diossano viene metabolizzato in acido β-idrossietossiacetico. Un'indagine nel 1934 sulla morte di cinque uomini che lavoravano in una fabbrica di seta artificiale suggerì che i segni ei sintomi dell'avvelenamento da diossano includevano nausea e vomito seguiti da diminuzione e infine assenza di produzione di urina. I risultati dell'autopsia includevano fegati pallidi ingrossati, reni emorragici gonfi e polmoni e cervello edematosi.
Va notato che, a differenza di molte altre aldeidi, le proprietà di avvertimento irritante di p-diossano sono considerati poveri.
Formaldeide e il suo derivato polimerico paraformaldeide. La formaldeide polimerizza prontamente sia allo stato liquido che allo stato solido per formare la miscela di sostanze chimiche nota come paraformaldeide. Questo processo di polimerizzazione è ritardato dalla presenza di acqua e, di conseguenza, i preparati commerciali di formaldeide (noti come formalina o formolo) sono soluzioni acquose contenenti dal 37 al 50% di formaldeide in peso; A queste soluzioni acquose viene anche aggiunto dal 10 al 15% di alcol metilico come inibitore della polimerizzazione. La formaldeide è tossica per ingestione e inalazione e può anche causare lesioni cutanee. Viene metabolizzato in acido formico. La tossicità della formaldeide polimerizzata è potenzialmente simile a quella del monomero poiché il riscaldamento produce la depolimerizzazione.
L'esposizione alla formaldeide è associata a effetti sia acuti che cronici. La formaldeide è un provato cancerogeno per gli animali ed è stata classificata come probabile cancerogeno per l'uomo 1B dalla IARC. Di conseguenza, quando si lavora con la formaldeide, devono essere prese adeguate precauzioni per gli agenti cancerogeni.
L'esposizione a basse concentrazioni atmosferiche di formaldeide provoca irritazione, soprattutto degli occhi e delle vie respiratorie. A causa della solubilità della formaldeide in acqua, l'effetto irritante è limitato al tratto iniziale delle vie respiratorie. Una concentrazione da 2 a 3 ppm provoca una lieve formicolio agli occhi, al naso e alla faringe; a 4-5 ppm, il disagio aumenta rapidamente; 10 ppm è tollerato con difficoltà anche per breve tempo; tra 10 e 20 ppm, vi è grave difficoltà respiratoria, bruciore agli occhi, al naso e alla trachea, intensa lacrimazione e forte tosse. L'esposizione a 50-100 ppm produce una sensazione di costrizione toracica, mal di testa, palpitazioni e, in casi estremi, morte per edema o spasmo della glottide. Possono anche essere prodotte ustioni agli occhi.
La formaldeide reagisce prontamente con le proteine dei tessuti e promuove reazioni allergiche, inclusa la dermatite da contatto, anch'essa insorta dal contatto con indumenti trattati con formaldeide. I sintomi asmatici possono verificarsi a causa della sensibilità allergica alla formaldeide, anche a concentrazioni molto basse. Lesioni renali possono verificarsi in caso di esposizione eccessiva e ripetuta. Sono stati segnalati dermatiti sia infiammatorie che allergiche, inclusa la distrofia ungueale dovuta al contatto diretto con soluzioni, solidi o resine contenenti formaldeide libera. L'infiammazione segue anche dopo il contatto a breve termine con grandi quantità di formaldeide. Una volta sensibilizzato, la risposta allergica può seguire il contatto solo con quantità molto piccole.
La formaldeide reagisce con l'acido cloridrico ed è stato riferito che tale reazione in aria umida potrebbe produrre una quantità non trascurabile di bis (clorometil) etere, BCME, un pericoloso cancerogeno. Ulteriori indagini hanno dimostrato che a temperatura e umidità ambiente, anche a concentrazioni molto elevate, la formaldeide e l'acido cloridrico non formano bis-(clorometil) etere al limite di rilevamento di 0.1 ppb. Tuttavia, il National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) degli Stati Uniti ha raccomandato di trattare la formaldeide come un potenziale cancerogeno occupazionale perché ha mostrato attività mutagena in diversi sistemi di test e ha indotto il cancro nasale nei ratti e nei topi, in particolare in presenza di vapori di acido cloridrico.
glutaraldeide è un allergene relativamente debole che può causare dermatite allergica da contatto e la combinazione di proprietà irritanti e allergeniche suggerisce anche la possibilità di allergie del sistema respiratorio. È un irritante relativamente forte per la pelle e gli occhi.
Glicidaldeide è una sostanza chimica altamente reattiva che è stata classificata dalla IARC come possibile cancerogeno per l'uomo del gruppo 2B e cancerogeno accertato per gli animali. Pertanto, con questa sostanza chimica devono essere adottate precauzioni appropriate per la manipolazione di agenti cancerogeni.
metaldeide, se ingerito, può provocare nausea, vomito grave, dolori addominali, rigidità muscolare, convulsioni, coma e morte per insufficienza respiratoria. Ingestione di paraldeide normalmente induce il sonno senza depressione della respirazione, sebbene occasionalmente si verifichino decessi per insufficienza respiratoria e circolatoria dopo dosi elevate o più. metilale può produrre danni al fegato e ai reni e agisce come irritante per i polmoni in caso di esposizione acuta.
Tavole di aldeidi e chetali
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.