La struttura chimica dei chetoni è caratterizzata dalla presenza di un gruppo carbonilico (-C=O) legato a due atomi di carbonio. I chetoni sono rappresentati dalla formula generale R-CO-R', dove R e R' sono solitamente gruppi alchilici o arilici. Esiste una notevole somiglianza tra i diversi chetoni nei metodi utilizzati per la loro produzione e anche nelle loro proprietà, sia biologiche che chimiche.
si utilizza
I chetoni sono prodotti dalla deidrogenazione catalitica o dall'ossidazione di alcoli secondari. Nell'industria petrolchimica sono generalmente ottenuti per idratazione delle olefine. Sono ampiamente utilizzati come solventi industriali per coloranti, resine, gomme, catrami, lacche, cere e grassi. Agiscono anche come intermedi nelle sintesi chimiche e come solventi nell'estrazione di oli lubrificanti. I chetoni sono usati come solventi nella produzione di plastica, seta artificiale, esplosivi, cosmetici, profumi e prodotti farmaceutici.
Il solvente acetone è utilizzato nelle industrie di pitture, lacche e vernici, gomma, plastica, coloranti, esplosivi e fotografia. Viene anche utilizzato nella produzione di oli lubrificanti e nella fabbricazione di seta artificiale e pelle sintetica. Nell'industria chimica, l'acetone è un intermedio nella produzione di molti prodotti chimici, come chetene, anidride acetica, metilmetacrilato, isoforone, cloroformio, iodoformio e vitamina C.
L'uso principale di metil etil chetone (MEK) è per l'applicazione di rivestimenti protettivi e adesivi, che riflette le sue eccellenti caratteristiche come solvente. Viene anche utilizzato come solvente nella produzione di nastri magnetici, nella decerazione dell'olio lubrificante e nella lavorazione degli alimenti. È un ingrediente comune nelle vernici e nelle colle e un componente di molte miscele di solventi organici.
Mesitil ossido, metil butil chetone (MBK) e metilisobutilchetone (MIBK) sono usati come solventi nell'industria delle pitture, vernici e lacche. 4-metil-3-pentene-2-one è un componente di prodotti per la rimozione di pitture e vernici e un solvente per lacche, inchiostri e smalti. È anche usato come repellente per insetti, solvente per resine e gomme nitrocellulosiche-viniliche, intermedio nella preparazione del metilisobutilchetone e agente aromatizzante. Il metil butil chetone è un solvente a media evaporazione per acrilati di nitrocellulosa e rivestimenti alchidici. Il metilisobutilchetone è un denaturante per l'alcol denaturato e un solvente per nitrocellulosa, lacche e vernici e rivestimenti protettivi. Viene utilizzato nella produzione di alcool metilico amilico, nell'estrazione dell'uranio dai prodotti di fissione e nella deparaffinazione degli oli minerali.
I chetoni alogenati sono usati nei gas lacrimogeni. Il cloroacetone, prodotto dalla clorurazione dell'acetone, è utilizzato anche come pesticida e in accoppiatori per la fotografia a colori. Il bromoacetone, prodotto trattando l'acetone acquoso con bromo e clorato di sodio a 30-40 °C, viene utilizzato nella sintesi organica. I chetoni aliciclici cicloesanone ed isoforone sono usati come solventi per una varietà di composti tra cui resine e nitrocellulosa. Inoltre, il cicloesanone è un intermedio nella produzione di acido adipico per il nylon. I chetoni aromatici acetofenone ed benzochinone sono solventi e intermedi chimici. L'acetofenone è una fragranza in profumi, saponi e creme, nonché un agente aromatizzante in alimenti, bevande analcoliche e tabacco. Il benzochinone è un acceleratore di gomma, un agente conciante nell'industria della pelle e un agente ossidante nell'industria fotografica.
Pericoli
I chetoni sono sostanze infiammabili e i membri più volatili della serie sono in grado di sviluppare vapori in quantità sufficiente a temperature ambiente normali per formare miscele esplosive con l'aria. Sebbene nelle tipiche esposizioni industriali le vie aeree siano la principale via di assorbimento, un certo numero di chetoni viene prontamente assorbito attraverso la pelle intatta. Di solito i chetoni vengono escreti rapidamente, per la maggior parte nell'aria espirata. Il loro metabolismo comporta generalmente un'idrossilazione ossidativa, seguita dalla riduzione all'alcool secondario. I chetoni possiedono proprietà narcotiche se inalati in alte concentrazioni. A concentrazioni inferiori possono provocare nausea e vomito, e sono irritanti per gli occhi e le vie respiratorie. Le soglie sensoriali corrispondono a concentrazioni ancora più basse. Queste proprietà fisiologiche tendono ad essere esaltate nei chetoni insaturi e nei membri superiori della serie.
Oltre alla depressione del sistema nervoso centrale (SNC), gli effetti sul sistema nervoso periferico, sia sensoriale che motorio, possono derivare da un'eccessiva esposizione ai chetoni. Sono anche moderatamente irritanti per la pelle, il più irritante è probabilmente il metil-n-amilchetone.
Acetone è altamente volatile e può essere inalato in grandi quantità quando è presente in alte concentrazioni. Può essere assorbito nel sangue attraverso i polmoni e diffuso in tutto il corpo. Piccole quantità possono essere assorbite attraverso la pelle.
I sintomi tipici a seguito di alti livelli di esposizione all'acetone includono narcosi, lieve irritazione cutanea e irritazione più pronunciata delle mucose. L'esposizione ad alte concentrazioni produce una sensazione di agitazione, seguita da un progressivo collasso accompagnato da stupore e respirazione periodica e, infine, coma. Possono verificarsi anche nausea e vomito, talvolta seguiti da vomito con sangue. In alcuni casi, l'albumina ei globuli rossi e bianchi nelle urine indicano la possibilità di danno renale, mentre in altri si può presumere un danno epatico a causa degli alti livelli di urobilina e della precoce comparsa di bilirubina segnalati. Più lunga è l'esposizione, minore è la frequenza respiratoria e il polso; questi cambiamenti sono approssimativamente proporzionali alla concentrazione di acetone. Sono rari i casi di avvelenamento cronico derivante da esposizione prolungata a basse concentrazioni di acetone; tuttavia, in caso di esposizione ripetuta a basse concentrazioni, sono stati segnalati mal di testa, sonnolenza, vertigini, irritazione della gola e tosse.
1-bromo-2-propanone (bromoacetone) è tossico e fortemente irritante per la pelle e le mucose. Dovrebbe essere conservato in un'area ventilata e, ove possibile, utilizzato in sistemi chiusi. I contenitori devono essere tenuti chiusi e chiaramente etichettati. Il personale potenzialmente esposto ai suoi vapori deve indossare occhiali di protezione chimica a tenuta di gas e dispositivi di protezione respiratoria. In alcuni paesi è classificato come rifiuto pericoloso, richiedendo pertanto speciali requisiti di manipolazione.
2-Cloroacetofenone è un forte irritante per gli occhi, che induce lacrimazione. L'esposizione acuta può causare danni permanenti alla cornea. Gli effetti di questa sostanza chimica sembrano principalmente essere tali effetti irritanti. Per riscaldamento si decompone in fumi tossici.
Cyclohexanone. Alte dosi negli animali da esperimento hanno prodotto cambiamenti degenerativi nel fegato, nei reni e nel muscolo cardiaco; la somministrazione ripetuta sulla pelle ha prodotto cataratte; anche il cicloesanone si è rivelato embriotossico per le uova di pulcino; tuttavia, nelle persone esposte a dosi molto più basse, gli effetti sembrano essere principalmente quelli di un moderato irritante.
1-cloro-2-propanone (cloroacetone) è un liquido il cui vapore è un forte lacrimatore ed è irritante per la pelle e le vie respiratorie. I suoi effetti come irritante per gli occhi e lacrimatore sono così grandi che è stato usato come gas di guerra. Una concentrazione di 0.018 mg/l è sufficiente per produrre lacrimazione e una concentrazione di 0.11 mg/l normalmente non sarà supportata per più di 1 minuto. Nella manipolazione e nello stoccaggio devono essere rispettate le stesse precauzioni applicabili al cloro.
diacetone ha proprietà irritanti per gli occhi e le prime vie aeree; a concentrazioni più elevate provoca eccitazione e sonnolenza. L'esposizione prolungata può causare danni al fegato e ai reni e alterazioni del sangue.
Esafluoroacetone [CAS 684-16-2] è un gas molto irritante, in particolare per gli occhi. L'esposizione a concentrazioni relativamente elevate provoca insufficienza respiratoria ed emorragie congiuntivali. Numerosi studi sperimentali hanno dimostrato effetti avversi sul sistema riproduttivo maschile, inclusa la compromissione della spermatogenesi. Sono state osservate anche alterazioni del fegato, dei reni e del sistema linfopoietico. Le proprietà irritanti di questa sostanza richiedono particolari precauzioni di manipolazione.
isoforone. Oltre alla forte irritazione degli occhi, del naso e delle mucose, questa sostanza chimica può influenzare il sistema nervoso centrale e provocare una sensazione di soffocamento in una persona esposta. Gli altri segni di effetti sul sistema nervoso centrale possono essere vertigini, affaticamento e ubriachezza. L'esposizione ripetuta in animali da esperimento ha causato effetti tossici su polmoni e reni; una singola esposizione ad alte dosi può produrre narcosi e paralisi del centro respiratorio.
Ossido di mesitile è un forte irritante sia a contatto con il liquido che in fase vapore, e può provocare necrosi della cornea. Una breve esposizione ha effetti narcotici; esposizioni prolungate o ripetute possono danneggiare fegato, reni e polmoni. Viene prontamente assorbito attraverso la pelle intatta.
Metilamilchetone è irritante per la pelle e produce narcosi ad alte concentrazioni, ma non sembra essere neurotossico.
Metil butil chetone (MBK). Casi di neuropatia periferica sono stati attribuiti all'esposizione a questo solvente in un impianto di tessuto rivestito dove il metile-n-butilchetone era stato sostituito al metilisobutilchetone nelle macchine da stampa prima che venissero rilevati casi neurologici. Questo chetone ha due metaboliti (5-idrossi-2-esanone e 2,5-esandione) in comune con n-esano, che è stato anche considerato un agente eziologico delle neuropatie periferiche ed è discusso altrove in questo Enciclopedia. I sintomi della neuropatia periferica includevano debolezza muscolare e reperti elettromiografici anormali. I primi segni di intossicazione possono includere formicolio, intorpidimento e debolezza ai piedi.
2-metilcicloesanone. Al contatto è fortemente irritante per gli occhi e la pelle; per inalazione è irritante per le prime vie aeree. L'esposizione ripetuta può danneggiare reni, fegato e polmoni. Il metilcicloesanone reagisce violentemente con l'acido nitrico.
Metil etil chetone (MEK). La breve esposizione dei lavoratori a 500 ppm di MEK nell'aria ha provocato nausea e vomito; irritazione alla gola e mal di testa sono stati riscontrati a concentrazioni leggermente inferiori. Ad alte concentrazioni sono stati segnalati alcuni casi di coinvolgimento neurologico, con la neuropatia segnalata simmetrica e indolore con predominanza di lesioni sensoriali; può interessare gli arti superiori o inferiori; in alcuni casi le dita sono state colpite in seguito all'immersione delle mani nude nel liquido. Sono state riportate dermatiti sia dopo immersione nel liquido che dopo esposizione a vapori concentrati.
Metilisobutilchetone (MIBK) condivide entrambi gli effetti irritanti sul SNC di molti altri chetoni. Ad alte concentrazioni i lavoratori possono sentirsi storditi, sviluppare mal di testa ed essere affaticati.
Misure di sicurezza e salute
Devono essere applicate le misure raccomandate per le sostanze infiammabili. Le pratiche di lavoro e le tecniche di igiene industriale dovrebbero ridurre al minimo la volatilizzazione dei chetoni nell'aria del laboratorio al fine di garantire che i limiti di esposizione non vengano superati.
Inoltre, per quanto possibile, chetoni con proprietà neurotossiche (come metiletilchetone e metil-n-butilchetone) dovrebbero essere sostituiti da prodotti che riducono la tossicità. Si raccomandano visite mediche preliminari e periodiche, con particolare attenzione al SNC e al sistema nervoso periferico, all'apparato respiratorio, agli occhi, alla funzionalità renale ed epatica. Un esame elettrodiagnostico con elettromiografia e velocità di conduzione nervosa è appropriato in particolare per i lavoratori esposti a metil-n-butilchetone.
Tabelle dei chetoni
Tabella 1 - Informazioni chimiche.
Tabella 2 - Rischi per la salute.
Tabella 3 - Pericoli fisici e chimici.
Tabella 4 - Proprietà fisiche e chimiche.