Этилкарбамат
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК Этилкарбамат | |
| Другие имена Этиловый эфир карбаминовой кислоты, уретан, этилуретан | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| 3DMeet | |
| ЧЭБИ | |
| ЧЕМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Лекарственный Банк | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.113 |
| Номер ЕС |
|
| КЕГГ | |
| МеШ | Уретан |
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Число | 2811 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| C3H7NOC3H7NO2 | |
| Молярная масса | 89.094 g·mol −1 |
| Появление | Белые кристаллы |
| Плотность | 1,056 г см −3 |
| Температура плавления | От 46 до 50 ° C (от 115 до 122 ° F; от 319 до 323 К) |
| Точка кипения | От 182 до 185 ° C (от 360 до 365 ° F; от 455 до 458 К) |
| 0,480 г см −3 при 15 °С | |
| войти P | -0.190(4) |
| Давление пара | 1,3 кПа при 78 °C |
| Кислотность ( pKa ) | 13.58 |
| 2,59 Д [1] [2] | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | Вредно при проглатывании Может вызвать рак |
| СГС Маркировка : [3] | |
  | |
| Опасность | |
| Х302 , Х350 | |
| П201 , П301+П312+П330 , П308+П313 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | 92 ° С (198 ° F; 365 К) |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Метилкарбамат Пропилкарбамат |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Этилкарбамат (также называемый уретаном ) представляет собой органическое соединение с формулой CH 3 CH 2 OC(O)NH 2 . Это сложный эфир карбаминовой кислоты и белое твердое вещество. Несмотря на свое название, он не является компонентом полиуретанов . Поскольку это канцероген , он используется редко, но естественным образом образуется в небольших количествах во многих видах ферментированных продуктов и напитков.
Синтез
[ редактировать ]Его производят в промышленных масштабах путем нагревания мочевины и этилового спирта . [4] Он также возникает при действии аммиака на этилхлормуравьиную кислоту . [5]
Использование
[ редактировать ]Биомедицинские приложения
[ редактировать ]Этилкарбамат использовался в качестве противоопухолевого средства и в других медицинских целях, но это применение прекратилось после того, как в 1943 году было обнаружено, что он канцерогенен. Однако использование в медицинских инъекциях в Японии продолжалось, и с 1950 по 1975 год было выпущено около 100 миллионов ампул по 2 мл этилкарбамата. Пациентам вводили 7-15% растворы этилкарбамата в качестве сорастворителя в воде для растворения водонерастворимых анальгетиков, применяемых при послеоперационной боли. По оценкам, эти дозы находятся на уровне, канцерогенном для мышей. [6] Эта практика была прекращена в 1975 году. «Похоже, что в этой прискорбной медицинской ситуации затронуло наибольшее количество (миллионы) людей, подвергшихся воздействию самых больших зарегистрированных доз чистого канцерогена». [7] Автор, американский исследователь рака Джеймс А. Миллер, призвал провести исследования для определения влияния на уровень заболеваемости раком в Японии, но, по всей видимости, ни одно из них так и не было проведено. [ нужна ссылка ]
До Второй мировой войны этилкарбамат относительно широко использовался при лечении множественной миеломы , прежде чем было обнаружено, что он токсичен, канцерогенен и в значительной степени неэффективен. [8] Постановлениями FDA США этилкарбамат исключен из фармацевтического применения. Однако небольшие количества этилкарбамата также используются в лабораториях в качестве анестетика для животных. [9]
Этилкарбамат был реклассифицирован МАИР в 2007 году как канцероген группы 2А.
Этилкарбамат часто используется в качестве анестетика в экспериментах на животных : каждый год публикуется более 100 исследований на животных с использованием этилкарбамата. [10] Одним из преимуществ использования этилкарбамата является то, что он имеет очень длительную продолжительность действия: некоторые взрослые крысы остаются под наркозом в течение 24 часов после введения препарата. [11] Он также не угнетает нейрональную активность коры головного мозга в такой степени, как изофлуран . [12]
Другое использование
[ редактировать ]Раньше этилкарбамат использовался в качестве промежуточного химического продукта при получении аминосмол, которые, в свою очередь, использовались в качестве сшивающих агентов при обработке текстиля с перманентным прессованием для создания тканей, пригодных для стирки и носки. Другие виды использования включают в себя использование в качестве растворителя или посредника при производстве пестицидов, косметики и фармацевтических препаратов. [13]
Встречаемость в напитках и продуктах питания
[ редактировать ]Широкое присутствие этилкарбамата в алкогольных напитках было обнаружено в середине 1980-х годов. Чтобы привлечь внимание общественности к этой проблеме, Центр науки в общественных интересах США в 1987 году опубликовал книгу « Травненная выпивка: Руководство для потребителей по уретану в алкогольных напитках» . Исследования показали, что большинство, если не все, алкогольные напитки дрожжевого брожения содержат следы этилкарбамата (от 15 до 12 частей на миллион). [14] Другие продукты и напитки, приготовленные путем ферментации, также содержат этилкарбамат. Например, было обнаружено, что хлеб содержит 2 части на миллиард; [15] в некоторых образцах соевого соуса было обнаружено до 20 частей на миллиард. [16] Как этилкарбамат, так и метилкарбамат также были обнаружены в винах, саке, пиве, бренди, виски и других ферментированных алкогольных напитках.
Показано, что в результате реакции этанола с мочевиной образуется этилкарбамат :
Эта реакция происходит гораздо быстрее при более высоких температурах, и поэтому более высокие концентрации этилкарбамата обнаруживаются в напитках, которые нагреваются во время обработки, таких как бренди, виски и другие дистиллированные напитки . Кроме того, нагревание после розлива во время транспортировки или приготовления приведет к дальнейшему повышению уровня этилкарбамата.
Мочевина в винах образуется в результате метаболизма аргинина или цитруллина дрожжами или другими организмами. Отходы мочевины первоначально метаболизируются внутри дрожжевой клетки, пока не достигнут определенного уровня. В этот момент он выводится наружу, где может вступить в реакцию со спиртом с образованием этилкарбамата.
В 1988 году производители вина и других алкогольных напитков в США согласились контролировать уровень этилкарбамата в вине на уровне менее 15 частей на миллиард (частей на миллиард), а в более крепких алкогольных напитках - на уровне менее 125 частей на миллиард. [14]
Хотя мочевину невозможно исключить, ее можно свести к минимуму, контролируя оплодотворение виноградных лоз, сводя к минимуму их тепловое воздействие, используя самоклонирующиеся дрожжи. [17] и другие действия. [18] Кроме того, были разработаны некоторые штаммы дрожжей, помогающие снизить содержание этилкарбамата при коммерческом производстве алкогольных напитков. [19]
Другим важным механизмом образования этилкарбамата в алкогольных напитках является реакция с цианидом в качестве прекурсора, который вызывает сравнительно высокие уровни спиртов, полученных из цианогенных растений, таких как ром агрикольный . [20]
Опасности
[ редактировать ] | Эта статья может содержать связанные цитаты с плохой целостностью текста и источника . ( Май 2019 г. ) |
Этилкарбамат не является остро токсичным для человека, о чем свидетельствует его использование в качестве лекарства. Исследования острой токсичности показывают, что наименьшая смертельная доза для крыс, мышей и кроликов равна 1,2 г/кг и более. При использовании этилкарбамата в медицинских целях около 50% пациентов испытывали тошноту и рвоту, а длительное применение приводило к желудочно-кишечным кровотечениям. [21] Соединение почти не имеет запаха и имеет охлаждающий, солоноватый, горький вкус. [22]
Исследования на крысах, мышах и хомяках показали, что этилкарбамат вызывает рак при пероральном введении, инъекциях или нанесении на кожу, но адекватных исследований рака у людей, вызванного этилкарбаматом, не сообщалось из-за этических соображений таких исследований. . [23] Однако в 2007 году Международное агентство по исследованию рака отнесло этилкарбамат к канцерогену группы 2А, который «вероятно канцерогенен для человека», что на один уровень ниже полной канцерогенности для человека. МАИР заявило, что этилкарбамат «можно обоснованно считать канцерогеном для человека на основании достаточных доказательств канцерогенности у экспериментальных животных». [24] В 2006 году Совет по контролю за спиртными напитками Онтарио в Канаде отклонил импортные ящики хереса из-за чрезмерного содержания этилкарбамата.
Исследования в Гонконге (2009 г.) [25] и Корея (2015) [26] опишите степень кумулятивного воздействия этилкарбамата в повседневной жизни. Было обнаружено, что ферментированные продукты, такие как соевый соус, кимчи, соевая паста, хлеб, булочки, булочки, крекеры и творог, а также вино, саке и сливовое вино, являются продуктами с самым высоким содержанием этилкарбамата в традиционных азиатских диетах.
В 2005 году JECFA (Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам) провел оценку риска этилкарбамата. [27] пришли к выводу, что потребление этилкарбамата Министерством образования из ежедневной пищи и алкогольных напитков вместе взятое вызывает обеспокоенность, и следует продолжать принимать меры по снижению содержания этилкарбамата в некоторых алкогольных напитках. Существует мало сомнений [28] что этилкарбамат в алкогольных напитках очень важен для органов здравоохранения, в то время как кумулятивное ежедневное воздействие в обычном рационе также вызывает растущую озабоченность и заслуживает более пристального внимания. Корейское исследование пришло к выводу: «Было бы желательно внимательно следить за уровнем этилкарбамата в корейских продуктах и найти способы снизить его ежедневное потребление».
Оценка IARC привела к следующим регулятивным действиям США: [ нужна ссылка ]
- NESHAP : внесен в список опасных загрязнителей воздуха (HAP).
- Закон о комплексном реагировании на окружающую среду, компенсациях и ответственности: подотчетное количество (RQ) = 100 фунтов.
- Закон о чрезвычайном планировании и праве общества на информацию, Перечень выбросов токсичных веществ Агентства по охране окружающей среды: вещество, включенное в список, на которое распространяются требования отчетности RCRA.
- Опасные отходы, внесенные в список RCRA : вещество - U238
Обнаружение в алкогольных напитках
[ редактировать ]Обеспокоенность, вызванная токсикологическими аспектами ЕС вместе с низкими уровнями концентрации (мкг/л), обнаруженными в винах, а также возникновением помех при обнаружении, побудила нескольких исследователей разработать новые методы его определения в винах. Было использовано несколько методов экстракции и хроматографии, включая непрерывную жидкостно-жидкостную экстракцию (ЖЖЭ) с помощью аппарата Сокслета, дериватизацию с 9-ксантгидролом с последующей высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ) с флуоресцентным детектированием и даже ЖЖЭ после дериватизации с последующей газовой хроматографией. в сочетании с масс-спектрометрическим обнаружением (ГХ-МС). С другой стороны, эталонный метод, установленный Международной организацией винограда и вина (OIV), использует твердофазную экстракцию (ТФЭ), предшествующую количественному анализу ГХ-МС. В других методах также используется ТФЭ, но для обнаружения используются газовая хроматография с масс-спектрометрией (МДГХ/МС) и жидкостная хроматография с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС). Большинство описанных в литературе методологий количественного определения ЕС используют газовую хроматографию с использованием ЖЛЭ и ТФЭ в качестве методов экстракции. Тем не менее, также было предпринято несколько усилий по разработке новых методологий определения ЕС без использования длительных процедур и трудоемкого анализа, сочетающих точность с высокой чувствительностью. В этом отношении твердофазная микроэкстракция в свободном пространстве (HS-SPME) приобретает все большее значение, и были предложены альтернативные методологии с использованием новейших технологий идентификации и количественного определения, такие как газовая хроматография с детектированием тандемной масс-спектрометрии (ГХ-МС/МС) и двумерная газовая хроматография с времяпролетной масс-спектрометрией (ГХ × ГХ-ToFMS).
Также возможна микроэкстракция насадочным сорбентом (MEPS). Методология MEPS/GC-MS применялась для количественного определения ЕС в винах. [29] [30]
Миниатюрную жидкостно-жидкостную экстракцию (мЖЖЭ) с последующей ЖХ-МС/МС можно использовать для определения EC в вине без использования дериватизирующих агентов. [31]
Родственные соединения
[ редактировать ]Другие карбаматы включают метилкарбамат , [32] бутилкарбамат , [33] и фенилкарбамат (т.пл. 149–152 °С), [34] который также можно получить из соответствующего хлорформиата и аммиака . Эти сложные эфиры представляют собой белые кристаллические твердые вещества при комнатной температуре. За исключением фенилкарбамата, они сублимируются при умеренных температурах; метилкарбамат сублимирует при комнатной температуре. Первые два и этилкарбамат хорошо растворимы в воде, бензоле и эфире. [22] [32] [33] Эти другие карбаматы ( метил , бутил и фенил) используются только в небольших количествах в исследовательских целях.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Экснер, Отто (1977). «Дипольные моменты, конфигурации и конформации молекул, содержащих группы X...Y». Функциональные группы с двойной связью: Том. 1 (1977) . Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd., стр. 1–92. дои : 10.1002/9780470771501.ch1 . ISBN 978-0-470-77150-1 .
- ^ «этилкарбамат» . stenutz.eu . Проверено 6 апреля 2021 г.
- ^ Запись об этилкарбамате в базе данных веществ GESTIS Института безопасности и гигиены труда , по состоянию на 13 декабря 2021 г.
- ^ Ягер, Питер; Рентзеа, Костин Н.; Кечка, Хайнц (2012). «Карбаматы и карбамоилхлориды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a05_051 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Индекс Merck , 11-е издание, 9789.
- ^ Номура, Т. (октябрь 1975 г.). «Уретан (этилкарбамат) как сорастворитель лекарств, обычно используемых парентерально у людей» (PDF) . Исследование рака Номура . 35 (10): 2895–2899. ПМИД 1157055 .
- ^ Миллер, Джеймс А. (1991). «Необходимость эпидемиологических исследований медицинского воздействия на японских пациентов канцерогенного этилкархамата (уретана) с 1950 по 1975 год» . Японский журнал исследований рака . 82 (12). Уайли: 1323–1324 гг. дои : 10.1111/j.1349-7006.1991.tb01799.x . ISSN 0910-5050 . ПМЦ 5918349 . ПМИД 1778753 .
- ^ Холланд, младший; Хосли, Х; Шарлау, К; Карбоне, ПП; Фрей, Э, 3-й; Бриндли, Колорадо; Холл, TC; Шнайдер, Б.И.; Золото, ГЛ; Лазанья, л; Оуэнс, А.Х. младший; Миллер, СП (1966). «Контролируемое исследование лечения уретаном множественной миеломы» . Кровь . 27 (3): 328–42. дои : 10.1182/blood.V27.3.328.328 . ПМИД 5933438 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Университет Содружества Вирджинии, Секция химической/биологической безопасности (CBSS) Управления по гигиене и безопасности окружающей среды, работа с уретаном. Архивировано 11 мая 2013 г. в Wayback Machine , 2006 г. По состоянию на 13 мая 2006 г.
- ^ Хара, К.; Харрис, РА (2002). «Анестетический механизм уретана: влияние на ионные каналы, управляемые нейротрансмиттерами». Анестезия и анальгезия . 94 (2): 313–8. дои : 10.1213/00000539-200202000-00015 . ПМИД 11812690 . S2CID 13806836 .
- ^ Филд, Кей Джей; Уайт, У.Дж.; Ланг, CM (1993). «Анестетическое действие хлоралгидрата, пентобарбитона и уретана у взрослых самцов крыс» . Лабораторные животные . 27 (3): 258–69. дои : 10.1258/002367793780745471 . ПМИД 8366672 .
- ^ Рохас, MJ; Навас, Дж.А.; Ректор, ДМ (2006). «Маркеры потенциала вызванного ответа для анестезиологических и поведенческих состояний». Американский журнал физиологии. Регуляторная, интегративная и сравнительная физиология . 291 (1): Р189–96. дои : 10.1152/ajpregu.00409.2005 . ПМИД 16455771 . S2CID 18569834 .
- ^ «Четырнадцатый отчет о канцерогенах, уретане» (PDF) . Национальная программа токсикологии NTP, NIEHS, Национальные институты здравоохранения. 2016 . Проверено 6 апреля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Сигал, Мэриан (20 июня 2006 г.). «Потребитель FDA/CFSAN FDA: слишком много напитков с добавлением уретана (апрель 1988 г.)» . cfsan.fda.gov . Архивировано из оригинала 20 июня 2006 года . Проверено 6 апреля 2021 г.
- ^ Хэддон В.Ф.; М. И. Манчини; М Макларен; Эффио; Л.А. Харден; Р.И. Эгре; Дж. Л. Брэдфорд (1994). «Наличие этилкарбамата (уретана) в хлебе США и Канады: измерения методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии». Зерновая химия . 71 (2): 207–215.
- ^ Мацудо Т; Т Аоки; К. Абэ; Н. Фукута; Т. Хигучи; М Сасаки; К. Учида (1993). «Определение этилкарбамата в соевом соусе и его возможном предшественнике». J Agric Food Chem . 41 (3): 352–356. дои : 10.1021/jf00027a003 .
- ^ Кулон Дж., Хусник Дж.И., Инглис Д.Л., ван дер Мерве Г.К., Лонво А., Эразмус DJ, ван Вуурен Х.Дж. (2006). «Метаболическая инженерия Saccharomyces cerevisiae для минимизации производства этилкарбамата в вине». Американский журнал энологии и виноградарства . 57 (2): 113–124. дои : 10.5344/aev.2006.57.2.113 . S2CID 44808594 .
- ^ Буцке, CE и LF Bisson, Руководство по профилактическим действиям по этилкарбамату. Архивировано 19 июня 2006 г. в Wayback Machine , отъезд. кафедры виноградарства и энологии, Университет Калифорнии, Дэвис, Калифорния, для FDA США, 1997 г., по состоянию на 13 мая 2006 г.
- ^ Канада, Окружающая среда и изменение климата (15 февраля 2010 г.). «Новые вещества: сводка оценки риска EAU-288 — Canada.ca» . www.ec.gc.ca.
- ^ Лахенмайер Д.В., Лима МК, Нобрега ИК, Перейра Х.А., Керр-Корреа Ф., Кантерес Ф., Рем Дж. (2010). «Оценка риска рака этилкарбамата в алкогольных напитках» . БМК Рак . 10 :266. дои : 10.1186/1471-2407-10-266 . ПМЦ 2892455 . ПМИД 20529350 .
- ^ Управление по токсичным веществам, Информационный профиль химической опасности по уретану, CAS № 51-79-6, Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, 12 страниц, 26 ссылок, 1979 г., по состоянию на 13 мая 2006 г. по адресу http://toxnet.nlm. nih.gov . [ нужна полная цитата ]
- ^ Jump up to: а б Национальная медицинская библиотека, Банк данных об опасных веществах, Ethyl Carbamate 2006a, по состоянию на 13 мая 2006 г., http://toxnet.nlm.nih.gov/ . [ нужна полная цитата ]
- ^ МАИР, 1974 г. [ нужны разъяснения ]
- ^ НТП 2005 г. [ нужны разъяснения ]
- ^ "RA39_EC_in_food_e.pdf" (PDF) . Проверено 12 апреля 2020 г.
- ^ Рю, Даён; Чхве, Богён; Ким, Ынчжу; Парк, Сери; Паенг, Хвиджин; Ким, Чо-ил; Ли, Джи Ён; Юн, Хэ Чжон; Ко, Ынми (30 сентября 2015 г.). «Определение этилкарбамата в алкогольных напитках и ферментированных продуктах, продаваемых в Корее» . Токсикологические исследования . 31 (3). Корейское общество токсикологии: 289–297. дои : 10.5487/тр.2015.31.3.289 . ISSN 1976-8257 . ПМК 4609976 . ПМИД 26483888 .
- ^ «www.fao.org» (PDF) . Проверено 12 апреля 2020 г.
- ^ «ВОЗ | JECFA» . Проверено 12 апреля 2020 г.
- ^ Леса, Ж.М.; Перейра, В.; Перейра, AC; Маркес, JC (2014). «Быстрая и чувствительная методика определения этилкарбамата в крепленых винах с использованием микроэкстракции насадочным сорбентом и газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием» (PDF) . Аналитика Химика Акта . 811 : 29–35. Бибкод : 2014AcAC..811...29L . дои : 10.1016/j.aca.2013.12.018 . hdl : 10316/27137 . ПМИД 24456591 .
- ^ Вебер, СП; Шарыпов, В.И. (2009). «Этилкарбамат в продуктах питания и напитках: обзор». Письма по экологической химии . 7 (3): 233–247. Бибкод : 2009EnvCL...7..233W . дои : 10.1007/s10311-008-0168-8 . S2CID 95933716 .
- ^ Леса, Жоао М.; Перейра, Ванда; Перейра, Ана К.; Маркес, Хосе К. (15 августа 2017 г.). «Чувствительный метод быстрого определения нериватизированного этилкарбамата в крепленом вине методом тандемной масс-спектрометрии жидкостной хроматографии и электрораспыления». Пищевые аналитические методы . 11 (2): 327–333. дои : 10.1007/s12161-017-1002-3 . hdl : 10400.13/3725 . ISSN 1936-9751 . S2CID 102508529 .
- ^ Jump up to: а б Национальная медицинская библиотека, Банк опасных данных, Метил Карбамат 2006b, по состоянию на 13 мая 2006 г., http://toxnet.nlm.nih.gov.
- ^ Jump up to: а б Национальная медицинская библиотека, Банк опасных данных, бутилкарбамат 2006c, по состоянию на 13 мая 2006 г., http://toxnet.nlm.nih.gov.
- ^ Дин, Дж. А. (редактор), Справочник Ланге по химии , 13-е изд., 1985, стр. 7-586, №с191.