週二,八月02 2011:23 58

醛和縮酮

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醛是由一般結構式 R-CHO 表示的一類有機化合物的成員。 R可以是氫或烴基——取代或未取代。 醛的重要反應包括氧化(由此形成羧酸)、還原(形成醇)、羥醛縮合(當兩個醛分子在催化劑存在下反應生成羥基醛)和 Cannizzaro反應(形成醇和酸的鈉鹽)。 縮酮或縮醛,因為它們也被稱為,是醛或酮水合物的二酯。 它們是通過醛與醇的反應產生的。

用途

由於其高化學反應性,醛是製造樹脂、增塑劑、溶劑和染料的重要中間體。 它們用於紡織、食品、橡膠、塑料、皮革、化工和保健行業。 芳香醛和高級脂肪醛用於製造香水和香精。

乙醛 主要用於製造醋酸,但也用於製造乙酸乙酯、過氧乙酸、吡啶衍生物、香料、染料、塑料和合成橡膠等。 乙醛用於給鏡子鍍銀、硬化明膠纖維,並用作酒精變性劑和合成調味劑。 聚甲醛,乙醛的三聚體,用於染料和皮革工業,在醫藥上用作催眠劑。 工業上用作溶劑、橡膠活化劑和抗氧劑。 四聚乙醛 用作便攜式爐灶的燃料,並用於園藝中的蛞蝓控制。 縮水甘油醛 已用作羊毛整理、油鞣以及皮革和手術縫合線的加脂劑的交聯劑。 丙醛 用於製造聚乙烯和其他塑料以及橡膠化學品的合成。 它還具有消毒劑和防腐劑的作用。 丙烯醛 用作製造許多有機化合物的起始材料,包括塑料、香水、丙烯酸酯、紡織品整理劑、合成纖維和藥物。 它已被用於軍用毒氣混合物和液體燃料、水生除草劑和生物殺滅劑以及組織學中的組織固定劑。

甲醛 因其溶劑和殺菌特性而具有極其廣泛的用途。 它用於塑料生產(例如,脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂)。 它還用於攝影工業、染色、橡膠、人造絲和炸藥工業、制革、貴金屬回收和污水處理。 甲醛是一種強力防腐劑、殺菌劑、殺菌劑和防腐劑,用於無生命物體的消毒,提高染料在織物上的牢度,以及防腐和塗膠乳膠。 它也是一種化學中間體、防腐劑和組織標本的固定劑。 多聚甲醛 是從甲醛中獲得的最常見的商業聚合物,由具有不同聚合度的產物的混合物組成。 它用於殺菌劑、消毒劑、殺菌劑和製造粘合劑。

丁醛 用於有機合成,主要用於製造橡膠促進劑,在食品中用作合成調味劑。 異丁醛 是橡膠抗氧劑和促進劑的中間體。 用於合成氨基酸和製造香料、調味劑、增塑劑和汽油添加劑。 巴豆醛用於製造正丁醇和巴豆酸,用於製備表面活性劑、殺蟲劑和化療劑。 是聚氯乙烯的溶劑,在氯乙烯聚合中起速止劑的作用。 巴豆醛用於橡膠促進劑的製備、潤滑油的淨化、皮革鞣製,以及用作燃氣的警告劑和定位管道的破裂和洩漏。

戊二醛 是一種重要的殺菌劑,對包括病毒和孢子在內的所有微生物都有效。 在醫療保健行業用作化學消毒劑,對設備、儀器進行冷殺菌,在皮革工業用作鞣革劑。 它也是防腐液和組織固定劑的成分。 對二噁烷 是木材製漿中的溶劑,在紡織品加工、染浴、染色和印刷組合物中用作潤濕劑和分散劑。 它用於清潔和洗滌劑製劑、粘合劑、化妝品、熏蒸劑、漆、油漆、清漆以及油漆和清漆去除劑。

縮酮在工業中用作溶劑、增塑劑和中間體。 它們能夠硬化天然粘合劑,如膠水或酪蛋白。 甲縮醛 用於軟膏、香水、特殊用途燃料,並用作粘合劑和塗料的溶劑。 二氯乙縮甲醛 用作溶劑和多硫化物合成橡膠的中間體。

安全注意事項

許多醛是易揮發的易燃液體,在正常室溫下會形成爆炸濃度的蒸氣。 如本章其他地方所述,火災和爆炸預防措施必須對醛類低級成員採取最嚴格的措施,並且對於低級成員和具有不飽和度的醛類,針對刺激性的防護措施也必須是最廣泛的或替代鏈。

應注意工廠設計和處理程序,盡量減少與醛的接觸。 應盡可能避免溢出,如果發生溢出,應提供足夠的水和排水設施。 對於那些標記為已知或疑似致癌物的化學品,必須採用本章其他地方描述的常規致癌物預防措施。 許多這些化學物質對眼睛有強烈的刺激作用,在工廠區域應強制實施經批准的化學眼睛和麵部保護。 對於維護工作,還應佩戴塑料面罩。 有條件的,應提供合適的防護服、圍裙、手部防護和防滲腳部防護。 廠區內應配備噴水器和眼部沖洗系統,並且與所有防護設備一樣,操作員必須接受充分的使用和維護培訓。

健康危害

大多數醛和縮酮能夠對皮膚、眼睛和呼吸系統造成初級刺激——這種趨勢在一系列的低級成員、脂肪鏈中不飽和的成員和鹵素鏈中最為明顯。被取代的成員。 醛類可能具有麻醉作用,但其中某些醛類的刺激性可能會迫使工人在充分暴露以遭受麻醉作用之前限制暴露。 對粘膜的刺激​​作用可能與纖毛抑製作用有關,在這種作用下,排列在呼吸道並提供基本清除功能的毛狀纖毛被禁用。 這個家族的毒性程度差異很大。 芳香醛和某些脂肪醛的一些成員被迅速代謝並且沒有副作用,因此被發現可安全地用於食品和用作調味劑。 然而,該家庭的其他成員是已知或疑似致癌物,因此在可能接觸的所有情況下都必須謹慎行事。 有些是化學誘變劑,有些是過敏原。 其他毒性作用包括產生催眠作用的能力。 有關特定家庭成員的更詳細數據包含在下文和附表中。

乙醛 是一種粘膜刺激物,對中樞神經系統也有一般麻醉作用。 低濃度會刺激眼睛、鼻子和上呼吸道,以及支氣管粘膜炎。 長時間接觸會損壞角膜上皮。 高濃度引起頭痛、昏迷、支氣管炎和肺水腫。 攝入會導致噁心、嘔吐、腹瀉、昏迷和呼吸衰竭; 死亡可能是由於腎臟受損以及肝臟和心肌脂肪變性所致。 乙醛作為酒精的代謝產物在血液中產生,會引起面部潮紅、心悸等不適症狀。 藥物雙硫崙 (Antabuse) 以及接觸工業化學品氰胺和二甲基甲酰胺會增強這種效果。

除了急性影響外,乙醛還是 2B 類致癌物,也就是說,它已被國際癌症研究機構 (IARC) 列為可能對人類致癌和對動物致癌。 乙醛在各種測試系統中誘導染色體畸變和姐妹染色單體交換。

反復接觸乙醛蒸氣會引起皮炎和結膜炎。 慢性中毒的症狀類似於慢性酒精中毒,如體重減輕、貧血、精神錯亂、視覺和聽覺幻覺、智力喪失和精神障礙。

丙烯醛 是一種常見的大氣污染物,產生於內燃機的廢氣中,其中含有多種多樣的醛類。 當使用柴油或燃料油時,丙烯醛濃度會增加。 此外,在煙草煙霧中發現大量丙烯醛,不僅在煙霧的顆粒相中,而且在氣相中甚至更多。 伴隨著其他醛類(乙醛、丙醛、甲醛等),它達到的濃度(50 至 150 ppm)似乎是煙草煙霧中最危險的醛類之一。 因此,丙烯醛代表一種可能的職業和環境危害。

丙烯醛有毒且具有很強的刺激性,其高蒸氣壓可能導致迅速形成危險的大氣濃度。 蒸氣能夠對呼吸道造成傷害,液體和蒸氣都可能傷害眼睛。 皮膚接觸可能會導致嚴重灼傷。 丙烯醛具有出色的警告特性,並且在濃度低於預期的急性危險濃度時會發生嚴重刺激(其在大氣中非常低的濃度(1 mg/m3) 迫使人們逃離污染的地方尋找保護裝置)。 因此,暴露最有可能是由於管道或容器的洩漏或溢出造成的。 然而,可能無法完全避免嚴重的慢性影響,例如癌症。

吸入是最嚴重的危險。 它會刺激鼻子和喉嚨、胸悶和呼吸急促、噁心和嘔吐。 支氣管肺效應非常嚴重; 即使受害人從急性照射中恢復過來,也會有永久性的放射學和功能損傷。 動物實驗表明,丙烯醛具有發皰作用,可破壞呼吸道粘膜,使呼吸功能在 2 至 8 天內完全受到抑制。 反复皮膚接觸可能引起皮炎,並觀察到皮膚過敏。

丙烯醛的誘變特性並不是最近才發現的。 Rapaport 早在 1948 年就在果蠅中指出了這一點。 已經進行了研究以確定與煙草濫用有關的肺癌是否可以追溯到煙霧中丙烯醛的存在,以及是否發現某些形式的消化系統癌症具有與吸收燒焦的食用油有關的原因是燒焦的油中含有丙烯醛。 最近的研究表明,丙烯醛對某些細胞(果蠅、沙門氏菌、藻類如 杜氏鹽藻) 但不適合其他人(酵母如 釀酒酵母). 在丙烯醛對細胞具有誘變性的情況下,可以在細胞核中識別出超微結構變化,這讓人想起藻類中由 x 射線引起的變化。 它還通過作用於某些酶對DNA的合成產生各種影響。

丙烯醛在抑制有助於保持支氣管樹暢通的支氣管細胞纖毛活性方面非常有效。 這一點,再加上它有利於炎症的作用,意味著丙烯醛很可能會導致慢性支氣管病變。

氯乙醛 不僅對粘膜有很強的刺激性(即使在氣相中對眼睛也有危險,並可能造成不可逆轉的傷害),而且對皮膚也有刺激性。 接觸 40% 的溶液會導致灼傷,長時間或反復接觸 0.1% 的溶液會造成明顯的刺激。 預防應基於避免任何接觸和控制大氣濃度。

氯水合物 主要以三氯乙醇的形式在人體中排泄,然後隨著時間的推移,以三氯乙酸的形式排泄,在反復接觸時可能達到劑量的一半。 嚴重急性接觸時,水合氯醛起麻醉作用並損害呼吸中樞。

巴豆醛 是一種強烈刺激性物質,具有一定的角膜灼傷危險,其毒性類似於丙烯醛。 已經報告了一些工人致敏的情況,並且一些致突變性分析產生了積極的結果。

除了事實 對二噁烷 是一種危險的火災隱患,它也被 IARC 列為 2B 類致癌物,即確定的動物致癌物和可能的人類致癌物。 動物吸入研究表明 p-二噁烷蒸氣可引起麻醉、肺、肝和腎損傷、粘膜刺激、肺充血和水腫、行為改變和血細胞計數升高。 大劑量的 p-在飲用水中加入二噁烷已導致大鼠和豚鼠患上腫瘤。 動物實驗還表明,二氧六環會通過皮膚迅速吸收,從而產生不協調、麻醉、紅斑以及肝腎損傷的跡象。

對人體的實驗研究也表明,濃度為 200 至 300 ppm 時會刺激眼睛、鼻子和喉嚨。 據報導,氣味閾值低至 3 ppm,但另一項研究得出的氣味閾值為 170 ppm。 動物和人體研究均表明,二噁烷會代謝為 β-羥基乙氧基乙酸。 1934 年對在一家人造絲廠工作的五名男子的死亡進行的一項調查表明,二噁烷中毒的體徵和症狀包括噁心和嘔吐,隨後尿量減少,最後沒有尿量。 屍檢發現包括擴大的蒼白肝臟、腫脹的出血性腎臟以及水腫的肺和腦。

應該注意的是,與許多其他醛類不同, p-二噁烷被認為是窮人。

甲醛及其聚合衍生物多聚甲醛. 甲醛在液態和固態下都很容易聚合,形成稱為多聚甲醛的化學物質混合物。 這種聚合過程因水的存在而延遲,因此,商業甲醛製劑(稱為福爾馬林或甲醛)是含有 37 至 50% 重量甲醛的水溶液; 這些水溶液中還添加了 10 至 15% 的甲醇作為阻聚劑。 攝入和吸入甲醛是有毒的,它還可能導致皮膚損傷。 它被代謝成甲酸。 聚合甲醛的毒性可能與單體的毒性相似,因為加熱會產生解聚作用。

接觸甲醛與急性和慢性影響有關。 甲醛是一種已證實的動物致癌物,已被 IARC 列為 1B 類可能的人類致癌物。 因此,在處理甲醛時,必須對致癌物採取適當的預防措施。

暴露在低濃度甲醛環境中會引起刺激,尤其是眼睛和呼吸道。 由於甲醛在水中的溶解度,刺激作用僅限於呼吸道的起始段。 2 至 3 ppm 的濃度會導致眼睛、鼻子和咽部出現輕微的螞蟻; 在 4 至 5 ppm 時,不適感會迅速增加; 10 ppm 即使是短暫的也很難容忍; 濃度在 10 到 20 ppm 之間時,會出現嚴重的呼吸困難、眼睛、鼻子和氣管灼痛、劇烈流淚和劇烈咳嗽。 接觸 50 至 100 ppm 會產生胸悶、頭痛、心悸的感覺,在極端情況下,會因聲門水腫或痙攣而死亡。 也可產生眼睛灼傷。

甲醛很容易與組織蛋白髮生反應,並促進過敏反應,包括接觸性皮炎,這也是接觸經甲醛處理過的衣服引起的。 由於對甲醛的過敏敏感性,即使在非常低的濃度下,也可能會出現哮喘症狀。 過度和反復接觸可能會導致腎臟損傷。 有炎症和過敏性皮炎的報導,包括由於直接接觸含有游離甲醛的溶液、固體或樹脂而導致的指甲營養不良。 即使在短期接觸大量甲醛後也會出現炎症。 一旦致敏,過敏反應可能會在接觸非常少量的物質後發生。

甲醛與氯化氫發生反應,據報導,這種在潮濕空氣中的反應會產生不可忽略量的雙(氯甲基)醚,即 BCME,這是一種危險的致癌物質。 進一步的研究表明,在環境溫度和濕度下,即使在非常高的濃度下,甲醛和氯化氫也不會在 0.1 ppb 的檢測限度下形成雙(氯甲基)醚。 然而,美國國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 建議將甲醛視為潛在的職業致癌物,因為它在多個測試系統中顯示出誘變活性,並在大鼠和小鼠中誘發鼻癌,特別是在存在鹽酸蒸氣。

戊二醛 是一種相對較弱的過敏原,可引起過敏性接觸性皮炎,刺激性和過敏原特性的結合也提示呼吸系統過敏的可能性。 它對皮膚和眼睛有較強的刺激性。

縮水甘油醛 是一種高反應性化學物質,已被 IARC 歸類為 2B 組可能的人類致癌物和確定的動物致癌物。 因此,必須對這種化學品採取適用於處理致癌物的預防措施。

四聚乙醛, 如果攝入,可能會導致噁心、嚴重嘔吐、腹痛、肌肉僵硬、抽搐、昏迷和因呼吸衰竭而死亡。 攝入 三聚乙醛 通常在沒有呼吸抑制的情況下誘導睡眠,儘管在高劑量或更多劑量後偶爾會因呼吸和循環衰竭而死亡。 甲縮醛 可導致肝腎損傷,並在急性接觸時作為肺部刺激物。

醛和縮酮表

表格1 - 化學信息。

表格2 - 健康危害。

表格3 - 物理和化學危害。

表格4 - 物理和化學特性。

 

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