Бензо( с )флуорен
![]() | |
![]() | |
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название ИЮПАК
7 H -Бенз[ c ]флуорен | |
Другие имена
Тетрацикло[8.7.0.0 2,7 .0 12,17 ]гептадека-1,3,5,7,9,12,14,16-октан [ нужна ссылка ]
| |
Идентификаторы | |
КЭБ | |
ХимическийПаук | |
Информационная карта ECHA | 100.005.372 |
Номер ЕС |
|
КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Характеристики | |
С 17 Ч 12 | |
Молярная масса | 216.283 g·mol −1 |
Плотность | 1,185 г/см 3 |
Температура плавления | Прогнозируется 125–127 ° C (257–261 ° F; 398–400 К). |
Точка кипения | Прогнозируется 398 ° C (748 ° F; 671 К) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Бензо[ c ]флуорен — полициклический ароматический углеводород (ПАУ) с мутагенной активностью. Это компонент каменноугольной смолы , сигаретного дыма и смога, и считается, что он вносит основной вклад в его канцерогенные свойства. [ 1 ] Мутагенность бензо[ c ]флуорена в основном объясняется образованием метаболитов , которые являются реакционноспособными и способны образовывать аддукты ДНК . [ 2 ] По данным KEGG, это канцероген 3-й группы (не классифицируемый по канцерогенности для человека). [ 3 ] Другие названия бензо[ c ]флуорена: 7H - бензо[ c ]флуорен, 3,4-бензофлуорен и NSC 89264. [ 4 ] [ 5 ]
Структура и реакционная способность
[ редактировать ]Строение бензо[ c ]флуорена изображено в информационном окне справа. Это ароматическая молекула, производная флуорена , с дополнительным бензольным кольцом. Это бензольное кольцо присоединено к углероду 3 и 4 молекулы, полученной из флуорена. Трехмерная структура бензо[ c ]флуорена также изображена в информационном окне справа. Чаще всего он плоский, поскольку состоит из 3-х ароматических колец. Только 2 атома водорода в 5-м кольце ориентированы в 3D-плоскости.
Синтез
[ редактировать ]
Бензо[ c ]флуорен в природе встречается в смоле, но его также можно синтезировать вручную в ходе четырехэтапного процесса, который изображен на рисунке ниже. Исходный продукт — 1-инданон (1). Его бромируют в реакции замещения до 3-броминданона (2) с использованием реагента N -бромсукцинимида . Это вещество дегидробромируют до 2 H -инден-1-она (3) с помощью реагента триэтиламина . Бензо[ c ]флуоренон-9 (4) образуется путем самоконденсации 2 H -инден-1-она при нагревании. Последним этапом является восстановление этого соединения гидразингидратом с образованием бензо[ c ]флуорена (5). [ 7 ]

Метаболизм
[ редактировать ]В целом канцерогенез ЛАГ включает активацию ферментом Р-450 метаболитов диолэпоксида с эпоксидным кольцом в районе залива или фьорда. Эти метаболиты диолэпоксида реакционноспособны и способны образовывать аддукты ДНК (см. изображение рядом). Хотя бензо[ c ]флуорен не имеет области залива или фьорда, он претерпевает аналогичную трансформацию с псевдо-заливом, который вместо этого реагирует. Считается, что типом цитохрома P 450 является CYP1A1. [ 8 ]
Биотрансформация . изображена на изображении ниже Сначала бензо[ c ]флуорен (1) превращается в транс-3,4-дигидродиол (2). Это вещество трансформируется CYP1A1 в высококанцерогенные метаболиты антидиолепоксид (3) и синдиолепоксид (4). [ 2 ]

ADME бензо[ c ]флуорена и ПАУ в целом
[ редактировать ]Поглощение
[ редактировать ]Бензо[ c ]флуорен и ПАУ в основном всасываются при проглатывании, вдыхании и контакте с кожей. Также в зависимости от носителя (транспортной среды), в котором находятся ПАУ, проценты абсорбции могут различаться. Прием внутрь бензо[ c ]флуорена делает его очень сильным опухолевым агентом в легких. [ 9 ] В частности, бензо[ c ]флуорен лучше всасывается в легких. [ 10 ]
Распределение
[ редактировать ]После абсорбции бензо[ c ]флуорен попадает в лимфу, циркулирует в крови и метаболизируется. Распределение ПАУ зависит от их липофильности , и, вероятно, бензо[ c ]флуорен может легко проникать через клеточную мембрану из-за этой липофильности. Это было доказано для подобных веществ, таких как флуорен и флуорантен ]флуорена еще предстоит исследовать , но для бензо[ c . [ 11 ]
Метаболизм и выведение
[ редактировать ]Бензо[ c ]флуорен в основном метаболизируется ферментами CYP в печени . Имеются также данные о том, что в легких образуется большее количество метаболитов, что может объяснить, почему бензо[ c ]флуорен является таким мощным опухолевым агентом в легких. Вполне возможно, что бензо[ c ]флуорен может иметь уникальный (и до сих пор неизвестный) механизм активации или транспортировки, который объясняет, почему его целью являются легкие. [ 9 ] Начальные этапы метаболизма, фаза I биотрансформации , описаны выше.
Для многих ПАУ было доказано, что в фазе II они конъюгированы либо с глюкуронидом , либо с сульфатом , либо с глутатионом . ]флуорена необходимы дополнительные исследования по этой теме Для бензо[ c . Глюкуронидные и сульфатные конъюгаты метаболитов ПАУ обычно выводятся с желчью и мочой . Конъюгаты глутатиона далее метаболизируются до меркаптуровых кислот в почках и выводятся с мочой. Гидроксилированные метаболиты ПАУ выводятся с мочой человека как в виде свободных гидроксилированных метаболитов, так и в виде гидроксилированных метаболитов, конъюгированных с глюкуроновой кислотой и сульфатом. [ 8 ]
Механизм действия
[ редактировать ]Канцерогенные метаболиты бензо[ c ]флуорена связываются с ДНК, что приводит к раскрытию эпоксидного кольца в бензо[ c ]флуорен-анти- и син-диолепоксиде. Метаболиты бензо[ c ]флуорена пока неизвестным образом связываются с ДНК.
Когда аддукт ДНК образуется в сайте, важном для регуляции дифференцировки или роста клеток, он может вызвать рак. Если аберрация ДНК не устраняется должным образом с помощью NER , мутация во время репликации клеток произойдет . Кроме того, известно, что больше всего поражаются клетки с быстрой репликацией, такие как костный мозг, кожа и легочная ткань, тогда как ткани с более медленной скоростью обновления, такие как печень, менее восприимчивы. [ 1 ] [ 2 ]
Воздействие бензо[ c ]флуорена in vivo приводит к индукции преимущественно опухолей легких, где он действует как аддуктор ДНК. Опухоли легких возникают после местного применения каменноугольной смолы у мышей, а также при ее проглатывании. Ожидается, что бензо[ c ]флуорен и его метаболиты будут участвовать не только в опухолях легких, но и в образовании различных опухолей . In vitro показано образование этими метаболитами ДНК-аддуктов в опухолях молочной железы, гепатоме и аденокарциноме толстой кишки человека. Эти аддукты и те, которые наблюдались в опухолях легких мышей, были схожи, что усиливает гипотезу о том, что клетки человека способны образовывать мутагенные метаболиты. [ 9 ] [ 12 ]
Воздействие окружающей среды
[ редактировать ]Бензо[ c ]флуорен принадлежит к группе соединений, называемых полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ). ПАУ и их производные повсеместно встречаются в окружающей среде и производятся в ряде промышленных процессов и процессов сжигания . [ 13 ]
Рабочие в отраслях или профессиях, использующих или производящих уголь , сырую нефть или угольные продукты, подвергаются наибольшему риску воздействия ПАУ. Как правило, ПАУ образуются в ходе этих промышленных процессов в результате неполного сгорания или пиролиза органических веществ. Чем выше температура, тем больше образуется ПАУ. [ 14 ]
Некоторые из этих ПАУ, такие как бензо[ c ]флуорен, являются канцерогенами и мутагенами и действуют как возможные нарушители эндокринной системы . Для оценки последствий для здоровья, возникающих в результате воздействия ПАУ и бензо[ c ]флуорена, необходимо определить концентрацию этих соединений в атмосфере. Это было сделано в исследовании Morisaki et al. 2016. Они сравнили концентрации различных ПАУ, включая бензо[ c ]флуорен, в Пекине и Канадзаве зимой и летом.
ПФР
|
Пекин
|
Канадзава
| |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
зима
|
лето
|
зима
|
лето
| ||||||
пг/м 3
|
БаПек
|
пг/м 3
|
БаПек
|
пг/м 3
|
БаПек
|
пг/м 3
|
БаПек
| ||
флуорен
|
0.08
|
46000±28000
|
3.7
|
550±140
|
0.04
|
160±72
|
0.013
|
57±22
|
0.005
|
Б[ а ]П
|
1
|
27000±20000
|
26.9
|
960±320
|
0.96
|
93±49
|
0.093
|
99±18
|
0.099
|
Б[ с ]F
|
20
|
11000±6100
|
215.5
|
40±12
|
0.79
|
13±5
|
0.254
|
2.7±0.52
|
0.053
|
...
|
|||||||||
Общий
|
360000±23000
|
292.8
|
8500±2100
|
3.05
|
1600±710
|
0.58
|
890±170
|
0.29
|
Исследователи сделали поправку на относительную мутагенность соединений по сравнению с бензо[ а ]пиреном . [ 15 ] Результаты представлены в виде BaPeq, который равен концентрации соединения, умноженной на эффективность соединения по сравнению с бензо[ a ]пиреном (RPF). Хотя измеренные концентрации бензо[ c ]флуорена довольно низкие, с поправкой на мутагенность бензо[ c ]флуорен является наиболее важным ПАУ из тех, которые были измерены с точки зрения возможных рисков для здоровья. [ 13 ]
Безопасность
[ редактировать ]Канцерогенность
[ редактировать ]В одном исследовании тест Эймса проводился на бензо[ c ]флуорене. Использовали два разных штамма: ТА100 и ТА98. В одной группе каждого штамма присутствовала фракция печени крысы, а в другой группе — нет. Разница между штаммом TA100 и штаммом TA98 заключается в том, что штамм TA98 имеет мутацию сдвига рамки считывания, а TA100 имеет мутацию замены оснований. При увеличении количества бензо[ c ]флуорена в штамме дрожжей ТА 100 количество ревертантов на чашку не увеличивается. Только в чашке со штаммом TA98, которая содержала фракцию печени крысы, более высокая доза бензо[ c ]флуорена, по-видимому, соответствует большему количеству ревертантов. Это указывает на то, что бензо[ c ]флуорен метаболизируется ферментами печени крыс в более сильные мутагенные соединения. Эти соединения воздействовали только на штамм ТА98. Это указывает на то, что аддукты, образуемые метаболитами бензо[ c ]флуорена, вызывают мутации сдвига рамки считывания , а не точковые мутации . [ 16 ]
![]() |
![]() |
Кривую доза-эффект бензо[ c ]флуорена наносили на кожу мышей. Данные получены из [ 17 ] | Тест Эймса с бензо[ c ]флуореном. Данные получены из [ 16 ] |
Воздействие на животных
[ редактировать ]В одном исследовании на животных у мышей, которых кормили каменноугольной смолой, развились опухоли легких. Аддукты ДНК у этих мышей были проанализированы, и их можно было отнести к бензо[ c ]флуорену. Это и другое подобное исследование предполагают вклад бензо[ c ]флуорена в канцерогенную активность каменноугольной смолы при пероральном введении. [ 1 ] [ 18 ]
Другое исследование показало, что бензо[ c ]флуорен также является канцерогенным для мышей при местном применении , вызывая рак легких и кожи. По результатам этого исследования была построена кривая «доза-эффект» , см. изображение выше.
На этом рисунке показан уровень аддукта ДНК после нанесения определенной дозы бензо[ c ]флуорена на кожу мышей. Этот уровень одинаков в легких и коже, что означает, что бензо[ c ]флуорен является системным мутагеном . [ 17 ]
Эффекты воздействия бензо[ c ]флуорена были также исследованы на крысах. В одном из этих исследований было установлено, что печень является основным местом дислокации бензо[ c ]флуорена после однократного перорального приема независимо от размера дозы. Было обнаружено, что 55–69% меченого бензо[ c ]флуорена выводится с калом , а 8–10% выводится с мочой. Хотя бензо[ c ]флуорен, обнаруженный в фекалиях, не подвергался биотрансформации, в образцах мочи преимущественно обнаруживались полярные метаболиты бензо[ c ]флуорена. [ 19 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Коганти А., Сингх Р., Розетт К., Моди Н., Гольдштейн Л.С., Рой Т.А., Чжан Ф.Дж., Харви Р.Г., Вейанд Э.Х. (2000). «7 H -бензо[ c ]флуорен: основной компонент каменноугольной смолы, образующий аддукт ДНК» . Канцерогенез . 21 (8): 1601–1609. дои : 10.1093/carcin/21.8.1601 . ПМИД 10910965 .
- ^ Перейти обратно: а б с Ван Дж.К., Вейанд Э.Х., Харви Р.Г. (2002). «Синтез предполагаемых канцерогенных метаболитов 7 H -бензо[ c ]флуорена, компонента каменноугольной смолы, вызывающего опухоли легких». J Орг. хим . 67 (17): 6216–6219. дои : 10.1021/jo011149b . ПМИД 12182663 .
- ^ «7H-Бенз[с]флуорен» . Пубчем . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ «Бензо[ c ]флуорен на Chemspider» . Химический паук . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ «7 H -Бенз[ с ]флуорен» . trc-canada.com . Исследовательские химикаты Торонто Исследовательские химикаты Торонто . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ Создано на основе PDB 1JDG. Архивировано 22 сентября 2008 г. на Wayback Machine.
- ^ Казлаускас К, Крейза Г, Радюнас Э, Адоменас П, Адомениене О, Карпавичюс К, Буцевичиус Ю, Янкаускас В, Юрсенас С (2015). «Влияние концентрации на спонтанное и усиленное излучение бензо[ c ]флуоренов». Физическая химия Химическая физика . 17 (19): 12935–12948. Бибкод : 2015PCCP...1712935K . дои : 10.1039/C5CP01325A . ПМИД 25912324 .
- ^ Перейти обратно: а б Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) (2009). «Токсичность полициклических ароматических углеводородов (ПАУ)» . Проверено 10 марта 2016 г.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Перейти обратно: а б с Вейанд Э.Х., Паримоо Б., Ройл К.Р., Гольдштейн Л.С., Ван Дж.К., Харви Р.Г. (2004). «7H-бензо[C]флуорен: мощный системный канцероген легких». Полициклические ароматические соединения . 24 (1): 1–20. дои : 10.1080/10406630490426942 . S2CID 85148344 .
- ^ Сето Х, Окубо Т, Кано Т, Койке М, Накамура К, Кавахара Ю (1993). «Определение полициклических ароматических углеводородов в легких». Arch Environ Contam Toxicol . 24 (4): 498–503. дои : 10.1007/bf01146169 . ПМИД 8507106 . S2CID 21678586 .
- ^ Либрандо В., Сарпьетро М.Г., Кастелли Ф. (2003). «Роль липофильной среды в поглощении полициклических ароматических соединений биомембранами». Экологическая токсикология и фармакология . 14 (1–2): 25–32. дои : 10.1016/s1382-6689(03)00007-3 . ПМИД 21782659 .
- ^ Гот-Гольдштейн, Регина; Мэрион Л. Рассел; Бхама Паримо и Эрик Х. Вейанд (2002). «Образование аддукта ДНК 7H-бензо[c]флуорена в различных клетках человека в культуре» . Проверено 10 марта 2016 г.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Перейти обратно: а б с Морисаки Х., Накамура С., Тан Н., Ториба А., Хаякава К. (2016). «Бенз[ c ]флуорен в городском воздухе: определение ВЭЖХ и мутагенный вклад по отношению к бензо[a]пирену» . Анальная наука . 32 (2): 233–23. дои : 10.2116/analsci.32.233 . hdl : 2297/46773 . ПМИД 26860571 .
- ^ «БаП и ПАУ из угольных источников» (PDF) . gezondheidsraad.nl . Совет здравоохранения Нидерландов . Проверено 7 марта 2016 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Агентство по охране окружающей среды США. Разработка подхода к коэффициенту относительной активности (RPF) для смесей полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) (проект внешней проверки)» . epa.gov . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Лавуа Э.Дж., Талли Л., Беденко В., Хоффманн Д. (1981). «Мутагенность метилированных флуоренов и бензофлуоренов». Мутат Рес . 91 (3): 167–176. дои : 10.1016/0165-7992(81)90027-0 . ПМИД 7017394 .
- ^ Перейти обратно: а б Чизмас Л; Чжоу Б-г; Безопасный Ш; Макдональд Ти Джей; Чжу Л; Доннелли К.С. (2004). «Сравнительная генотоксичность 7 H -бензо[ c ]флуорена in vitro и in vivo, остатков промышленного газа (MGP) и фракций MGP». Экологический и молекулярный мутагенез . 43 (3): 159–168. дои : 10.1002/em.20011 . ПМИД 15065203 . S2CID 7039355 .
- ^ Коганти А., Сингх Р., Ма Б.Л., Вейанд Э.Х. (2001). «Сравнительный анализ аддуктов ПАУ:ДНК, образующихся в легких мышей, подвергшихся воздействию чистой каменноугольной смолы и почв, загрязненных каменноугольной смолой». Энвайрон Сай Технол . 35 (13): 2704–2709. Бибкод : 2001EnST...35.2704K . дои : 10.1021/es001532i . ПМИД 11452595 .
- ^ Chopard-Lallier M, Perdu E, Jamin E, Brochot C, Craved J (2014). «Утилизация бензо[ c ]флуорена у крыс» . Письма по токсикологии . 229 (дополнение): 4141. doi : 10.1016/j.toxlet.2014.06.838 . Проверено 7 марта 2016 г.