Ароматична нитроједињења су група органских хемикалија на чијем је челу нитробензен (Ц6H5НЕ2) и изведени су из бензена и његових хомолога (толуена и ксилена), нафталена и антрацена заменом једног или више атома водоника са нитрогрупом (НО2). Нитро-група може бити замењена заједно са халогеном и одређеним алкил радикалима на скоро било којој позицији у прстену.
Нитроједињења од великог индустријског значаја укључују нитробензен, моно- и динитротолуене, тринитротолуен (ТНТ), тетрил, мононитрохлоробензене, нитроанилине, нитрохлоротолуене, нитронафтален, динитрофенол, пикринску киселину (тринитрофенол) и динитрокресол. Документовано је довољно искуства са овим једињењима да би се пружила скица њихових токсичних својстава и мера контроле изложености које су потребне да би се спречиле повреде људи.
Много већи број једињења у овој групи чине они деривати који ни у једном случају нису произведени у довољним количинама да би омогућиле потпуну процену опасности; ови деривати укључују динитрохлоробензене, дихлоронитробензене, нитроксилене, нитротолуидине, нитрохлороанилине, нитроанизоле, нитрофенетоле и нитроанизидине.
vi користите
Ароматична нитроједињења имају мало директних употреба осим у формулисању експлозива или као растварачи. Највећа потрошња укључује смањење на деривате анилина који се користе у производњи боја, пигмената, инсектицида, текстила (полиамид отпоран на топлоту-„Номек”), пластике, смоле, еластомера (полиуретан), фармацеутских производа, регулатора раста биљака, адитива за гориво, и гумени акцелератори и антиоксиданси.
динитротолуени се користе у органским синтезама, бојама, експлозивима и као адитиви за погонско гориво. Нитротолуени се користе у производњи боја, експлозива, толуидина и нитробензојеве киселине. Такође се користе у неким формулацијама детерџената, агенсима за флотацију и у индустрији гума. Нитротолуени се користе у синтези средстава за заштиту од сунца и у производњи инхибитора бензина. 2,4,6-тринитротолуен је војни и индустријски експлозив. Нитробензен се користи у производњи анилина. Делује као растварач за целулозне етре и као састојак метала, лакова за подове и ципеле и сапуна. Нитробензен се такође користи за рафинацију уља за подмазивање и у производњи изоцијаната, пестицида, гумених хемикалија и фармацеутских производа.
У индустрији коже, м-нитрофенол је фунгицид и p-нитрофенол је хемијски интермедијер за конзервансе за кожу. 2,4-динитрофенол је користан у производњи фотографских програмера и служи као средство за заштиту дрвета и инсектицид. 2-Нитро-п-фенилендиамин 4-амино-2-нитрофенол су компоненте трајних производа за фарбање косе и фарби за крзно.
п-нитрозодифениламин делује као акцелератор вулканизације гуме и као инхибитор полимеризације током производње винил мономера. Пицриц ацид има бројне употребе у индустрији коже, текстила и стакла. Налази се у експлозивима, бојама, гермицидима, фунгицидима, електричним батеријама и у ракетном гориву. Пикринска киселина се такође користи за јеткање бакра и као хемијски интермедијер. Тетрил користи се као посредно детонаторско средство за друге мање осетљиве велике експлозиве и као појачало пуњење за војне уређаје.
Хазардс
Здравље
Најизраженија акутна опасност по здравље од ароматичних нитроједињења је цијаноза, а хронична манифестација је анемија. Нитроједињења растворљива у мастима се веома брзо апсорбују кроз нетакнуту кожу. Одређена количина се излучује непромењена кроз бубреге, али се највећи део редукује на цијаногене деривате нитрозо и хидроксиламина, који се заузврат разграђују до орто- и пар-аналози аминофенола и излучују се урином. Три од четири случаја цијанозе ће имати класични плави или пепељасто-сиви изглед, али само једна трећина жртава ће се жалити на симптоме аноксије (главобоља, умор, мучнина, вртоглавица, бол у грудима, утрнулост, бол у стомаку, бол, лупање срца, афонија, нервоза, глад за ваздухом и ирационално понашање). За потврду су потребне анализе крви и урина. Хеинзова тела се могу открити у црвеним крвним зрнцима. О метхемоглобинемији се детаљније говори на другом месту у овом делу Енциклопедија.
Цијаноген потенцијал је дубоко промењен и природом и положајем супституентских група у бензенском прстену. Поред цијаногеног потенцијала, нитрохлоробензени као класа такође иритирају кожу. Динитрохлоробензени код већине људи изазивају осетљиви дерматитис чак и након благог контакта. Дихлоронитробензени имају средњу токсичност.
Дугорочни хронични ефекти су подмуклији и могу се открити само из добро документоване медицинске документације. Двомесечне анализе крви ће открити почетак анемије током неколико година чак и у одсуству уочљиве цијанозе или значајно повишеног излучивања урина.
2,4-динитротолуен утиче на ензиме који метаболишу лек у микрозомима јетре, а показало се да је хепатокарциноген код пацова. Нема доступних података у погледу његовог карциногеног потенцијала за људе.
1- и 2-нитронафтиламин су изоловани као уринарни метаболити 1- и 2-нитронафталена, респективно, код пацова. Ово има важне импликације на могућу канцерогеност нитронапталена.
Динитропхенол (ДНП) је акутни отров који ремети ћелијски метаболизам у свим ткивима реметећи суштински процес оксидативне фосфорилације. Ако нису фатални, ефекти су брзо и потпуно реверзибилни. До излагања може доћи удисањем паре, прашине или спреја раствора ДНП. Продире у нетакнуту кожу, али, пошто је бриљантно жута боја, контаминација коже се лако препознаје. Системско тровање је дошло и током производње и употребе. Чврсти ДНП је експлозиван, а несреће су се дешавале и током производње и употребе. Морате бити пажљиви приликом руковања.
Тровање резултира прво прекомерним знојењем, осећајем топлоте са слабошћу и умором. У тешким случајевима долази до убрзаног дисања и тахикардије чак и у мировању, а може доћи и до повећања телесне температуре. Смрт, ако се догоди, је изненадна, и ригор мортис наступа скоро одмах. ДНП испољава своје токсичне ефекте општим поремећајем ћелијског метаболизма што доводи до потребе да се конзумира прекомерна количина кисеоника да би се синтетизовао есенцијални аденин нуклеотид потребан за опстанак ћелија у мозгу, срцу и мишићима. Ако је производња топлоте већа од губитка топлоте, може доћи до фаталне хипертермије. Ефекти су најтежи на врућим радним местима.
ДНП се лако редукује у много мање токсичан, али не и безопасан аминофенол, који се у овом облику излучује урином. Пошто се ДНП брзо метаболише и излучује и пошто тровање не доводи до структурних промена у ткивима, не настају хронични или кумулативни ефекти малих доза које се апсорбују током дужег периода. Тровање се може потврдити проналаском ДНП-а или аминофенола у урину помоћу Дерриеновог теста. Метхемоглобинемија се не развија.
Динитробензен је моћна хемикалија са мултисистемским дејством (минимално утиче на централни нервни систем (ЦНС), крв, јетру, кардиоваскуларни систем и очи). Може изазвати тешку анемију и индуктор је метхемоглинемије.
Нитробензен могу се апсорбовати у тело кроз респираторни систем или кожу (нпр. из ципела обојених у црно бојом која садржи нитробензол, или од контаминације одеће коју носе радници запослени у производњи нитробензена). Изузетан токсични ефекат нитробензена је његова способност да изазове метхемоглобинемију. Почетак је подмукао, а цијаноза се јавља тек када ниво метхемоглобина у крви достигне 15% или више. У каснијој фази могу се јавити хипотензија, главобоља, мучнина, вртоглавица, утрнулост удова, тешка општа слабост и кортикални поремећаји ако је метхемоглобинемија тешка. Нитробензен је такође отров за централни нерви, који у неким случајевима изазива узбуђење и дрхтавицу праћене тешком депресијом, несвестицом и комом. Прегледом урина изложених особа открива се присуство нитро- и аминофенола, чије количине иду паралелно са нивоом метхемоглобинемије. Поновљено излагање може бити праћено оштећењем јетре до жуте атрофије, хемолитичке иктеруса и анемије различитог степена, уз присуство Хајнцових тела у црвеним крвним зрнцима. Нитробензен такође може изазвати дерматитис због примарне иритације или сензибилизације.
Пикринска киселина и деривати. Деривати пикринске киселине од индустријског значаја су метални пикрати (гвожђе, никл, баријум, хром, олово и калијум) и соли амонијака и гванидина. Неке од металних соли (баријум, олово или калијум) коришћене су као састојци детонирајућих и појачавајућих смеша у бомбама, минама и гранатама. Токсични ефекти могу бити последица контакта са кожом или удисања или гутања прашине пикринске киселине или њених соли. Контакт са кожом такође може изазвати кожну болест. Одређени број његових металних соли такође представља опасност од пожара и експлозије.
Након узимања неколико грама пикринске киселине, која има интензиван горак укус, могу се јавити акутни гастроентеритис, токсични хепатитис, нефритис, хематурија и други уринарни симптоми. Кожа и коњунктива постају жути, углавном због киселине, али делимично због жутице. Може се развити жути вид. Смрт, ако следи, настаје услед оштећења бубрега и анурије. Ретко, жутица и кома са конвулзијама претходе смрти. Главобоља и вртоглавица са мучнином и повраћањем и осипом на кожи се јављају након апсорпције са површине тела.
У индустрији, посебно у производњи експлозива, главни здравствени проблем је појава кожних обољења, а системска тровања су ретка. Пријављено је да је пикринска киселина изразит иритант коже у чврстом облику, али у воденом раствору иритира само преосетљиву кожу; изазива сензибилизирајући дерматитис сличан оном који производи амонијум пикрат. Обично је захваћено лице, посебно око уста и са стране носа. Постоје едеми, папуле, везикуле и на крају десквамација. Стврдњавање се дешава као код тетрила и тринитротолуена. Радници који рукују пикринском киселином или њеним солима имају кожу и косу офарбане у жућкасту боју.
Експерименталне животиње које су биле озбиљно изложене прашини амонијум пикрата у периоду до 12 месеци откриле су лезије које су указивале на дефинитивну повреду одређених ткива. Прашина пикринске киселине може изазвати не само иритацију коже већ и назалне слузокоже. Удисање велике концентрације прашине изазвало је привремену несвест праћену слабошћу, мијалгијом, ануријом и касније полиуријом. Ефекти пикринске киселине на очи укључују иритацију, повреду рожњаче, чудне визуелне ефекте (нпр. жути изглед предмета) и жуто обојење ткива.
Пикрину киселину и њене запаљиве и експлозивне деривате треба чувати у малим количинама у хладном, проветреном простору далеко од опасности од акутног пожара и снажних оксидирајућих материјала и, по могућности, у изолованој или одвојеној згради.
Тетрил. Опасности од експлозије које се сусрећу у производњи тетрила су у основи исте као и код других производа индустрије експлозива, иако се тетрил, будући да је релативно стабилан, не може сматрати међу најопаснијим експлозивима.
Током производње тетрила, радници могу бити изложени оксидима азота и киселим парама ако дође до цурења из реактора за нитрирање. Може доћи до излагања значајним количинама тетрил прашине током производње појачивача и накнадних операција руковања, посебно при неаутоматизованом мешању, вагању, пресовању таблета, уклањању прашине и при пуњењу и склапању експлозивних направа. Главне манифестације изложености су иритација слузокоже, мрље и промена боје коже и косе, дерматитис и, у случајевима дужег, тешког излагања, системско тровање услед удисања и апсорпције коже.
Приликом почетног излагања, тетрил изазива акутну иритацију слузокоже носа и ждрела. У року од неколико дана, руке, лице, скалп и коса изложених радника обојени су у жућкасту боју. При јаком излагању, коњуктива је захваћена и скоро увек крвава; палпебрални и периорбитални едем није реткост. Током прве 2 до 3 недеље излагања, радници могу развити дерматитис у облику еритема, посебно у пределу врата, грудног коша, леђа и унутрашње површине подлактица. После неколико дана еритем се може повући, остављајући умерену десквамацију. Радници који могу да наставе да раде упркос дерматитису развијају толеранцију на тетрил или постају очвршћени на тетрил. Међутим, код озбиљног излагања, или код особа са лошом личном хигијеном или веома светлом кожом, дерматитис се може проширити на друге делове тела и постати папулозан, везикуларан и екцематозан.
После само 3 до 4 дана изложености високим концентрацијама прашине, радници се могу жалити на главобоље праћене периодичним крварењем из носа. Иритација горњих дисајних путева се често не протеже на бронхије јер због своје велике величине кристали тетрила обично не допиру овако далеко; међутим, примећен је сув кашаљ и грчеви бронхија. Повремено се могу јавити дијареја и менструални поремећаји.
Многи поремећаји изазвани тетрилом могу се приписати иритативном деловању кристала. У неким случајевима, дерматитис је алергичан; у многим случајевима су предложени механизми као што је локално ослобађање хистамина.
Након тешке, продужене изложености, тетрил изазива хронично тровање са дигестивним поремећајима (као што су губитак апетита, бол у стомаку, повраћање), губитак тежине, хронични хепатитис, иритацију централног нервног система са несаницом, претераним рефлексима и менталном ексцитацијом. Пријављени су случајеви леукоцитозе са повременом благом анемијом. Било је и извештаја о поремећајима менструалног циклуса. Експерименти на животињама указују на оштећење бубрежних тубула.
Тринитротолуен, познатији као ТНТ, такође је индуктор метхемоглобина. Током Првог светског рата откривено је да су радници који су били укључени у производњу муниције развили тешке ефекте на јетру и анемију, при чему је најмање 25% од приближно 500 пријављених случајева завршило смртним исходом. Нежељени ефекти су примећени и током Другог светског рата. Претпоставља се да су се услови побољшали тако да је изложеност далеко ограниченија и до отвореног тровања не би требало да дође. Такође су пријављене менструалне неправилности, проблеми са уринарним трактом и катаракта.
Пожар и експлозија
Ароматична нитроједињења су запаљива, а ди- и тринитродеривати су експлозивни под повољним условима (топлота и удар). Пумпе које раде против затвореног испусног вентила или зачепљеног вода произвеле су довољно топлоте од трења са мононитротолуеном и нитрохлоробензеном да произведу експлозије. Осим нитробензена, ароматична нитро-једињења не би требало да се загревају у алкалним условима. Динитроједињења могу да формирају соли нитролијума осетљиве на удар, а пожари су резултат загревања калијум карбоната у
o-нитротолуен.
Контакт са јаким редукционим агенсима као што су натријум сулфид, цинк прах, натријум хидросулфит и метални хидриди и јака оксидациона средства као што су бихромати, пероксиди и хлорати, мора се избегавати током складиштења и транспорта. Они деривати који садрже реактивне атоме хлора захтевају посебну пажњу у складиштењу и транзиту. Процеси хемијске редукције морају да обезбеде додавање азота у редукциони систем (редукција киселог гвожђа, алкални сулфид и тако даље) у малим корацима брзином којом се избегава прегревање или акумулација вишка нитроједињења.
Иако су опасности својствене концентрованим азотним и сумпорним киселинама препознате, мора се поштовати опрез при одлагању истрошене мешане киселине која садржи органске компоненте које су веома нестабилне у складиштењу или загревању. Готов производ се мора темељно опрати и неутралисати како би се избегла метална корозија и спонтано распадање.
Мере безбедности и здравља
Ефикасан здравствени програм за спречавање оштећења здравља услед излагања ароматичним нитроједињењима захтева контролу изложености и мере медицинског надзора. Анализа посла како би се осигурале исправне процедуре руковања, адекватан дизајн опреме и за рад и за одржавање, и одговарајућа вентилација са контролом загађења ваздуха су минимални захтеви. Пожељни су потпуно затворени системи. Тамо где је прикладно, анализа ваздуха може бити од помоћи; али генерално, резултати су били погрешни због ниског притиска паре деривата нитробензена и контаминације површина на којима долази до контакта са кожом. Међутим, магла од врућих пуњења, водова који цури, операција парења, врућих дренажних канала и тако даље, не могу се занемарити као извори велике изложености коже и контаминације радног окружења.
Неопходне заштитне мере према растућем редоследу ефикасности су респираторна заштита, ротација послова, ограничење времена излагања, употреба заштитне одеће и заштита целог тела. Заштита дисајних органа има ограничену примену, пошто је апсорпција коже главни проблем. Заштитна опрема мора бити пажљиво одабрана како би се осигурала непропусност за хемикалије које се користе.
Висок стандард личне хигијене – посебно, топли туш са пуно сапуна и воде који се енергично примењује на крају смене – минимизираће хроничну изложеност која радника лишава ограничене толеранције на цијаногене агенсе. Због сумњивог канцерогеног потенцијала 1- и 2-нитронафталена за људе, професионална изложеност овим једињењима треба да буде на најнижем могућем нивоу.
Где је могуће, пикрину киселину и њене опасне деривате треба заменити супстанцама које су безопасне или мање штетне. Када то није могуће, процес треба модификовати, изоловати или затворити; треба користити аутоматске или механичке технике руковања, локалну издувну вентилацију и мокре методе да би се атмосферске концентрације свеле на минимум; а директан контакт са хемикалијама треба избегавати.
Табеле ароматичних нитроједињења
Табела 1 - Хемијске информације.
Табела 2 - Опасности по здравље.
Табела 3 - Физичке и хемијске опасности.
Табела 4 - Физичка и хемијска својства.