Нитрозамин
В органической химии нитрозамины ( или более формально N -нитрозамины ) представляют собой органические соединения с химической структурой R 2 N-N=O , где R обычно представляет собой алкильную группу . [ 1 ] Они содержат нитрозогруппу ( НЕТ + ) связанный с депротонированным амином . Большинство нитрозаминов канцерогенны для животных, кроме человека. [ 2 ] Систематический обзор 2006 года подтверждает «положительную связь между потреблением нитритов и нитрозаминов и раком желудка , между потреблением мяса и обработанного мяса и раком желудка и раком пищевода , а также между потреблением консервированной рыбы, овощей и копченых продуктов и раком желудка, но не является окончательным». . [ 3 ]
Химия
[ редактировать ]Органическая химия нитрозаминов хорошо развита в отношении их синтеза, строения и реакций. [ 5 ] [ 6 ] Обычно их получают реакцией азотистой кислоты ( HNO 2 ) и вторичные амины, хотя другие нитрозила источники (например, N
22О
4 , NOCl , RONO ) оказывают такое же действие: [ 7 ]
- HONO + R 2 NH → R 2 N-NO + H 2 O
Азотистая кислота обычно возникает в результате протонирования нитрита . Этот метод синтеза актуален для получения нитрозаминов в некоторых биологических условиях. [ нужна ссылка ] Нитрозирование также частично обратимо; Арильные нитрозамины перегруппировываются с образованием пара -нитрозоариламина в результате перегруппировки Фишера-Хеппа . [ 8 ]
Что касается структуры, то Ядро C 2 N 2 O нитрозаминов плоское, что установлено методом рентгеновской кристаллографии . Расстояния NN и NO в диметилнитрозамине составляют 132 и 126 пм соответственно . [ 9 ] один из простейших представителей большого класса N-нитрозаминов
Нитрозамины не являются прямыми канцерогенами. Метаболическая активация необходима для превращения их в алкилирующие агенты , которые модифицируют основания ДНК, вызывая мутации. Конкретные алкилирующие агенты различаются в зависимости от нитрозамина, но предполагается, что все они имеют алкилдиазониевые центры. [ 10 ] [ 4 ]
История и возникновение
[ редактировать ]В 1956 году два британских учёных, Джон Барнс и Питер Маги, сообщили, что простой представитель большого класса N-нитрозаминов, диметилнитрозамин печени , вызывает опухоли у крыс. Последующие исследования показали, что примерно 90% из 300 протестированных нитрозаминов были канцерогенными для самых разных животных. [ 11 ]
Воздействие табака
[ редактировать ]Обычным способом воздействия нитрозаминов на обычных потребителей является употребление табака и сигаретный дым. [ 10 ] Специфические для табака нитрозамины также можно обнаружить в американском нюхательном табаке , жевательном табаке и, в гораздо меньшей степени, в снюсе (127,9 частей на миллион для американского нюхательного табака по сравнению с 2,8 частей на миллион в шведском нюхательном табаке или снюсе). [ 12 ]
Диетическое воздействие
[ редактировать ]Нитрозосоединения реагируют с первичными аминами в кислой среде с образованием нитрозаминов , которые в метаболизме человека превращаются в мутагенные диазосоединения . мяса образуются небольшие количества нитро- и нитрозосоединений При копчении ; токсичность этих соединений предохраняет мясо от бактериальной инфекции . После завершения отверждения концентрация этих соединений со временем снижается. Их присутствие в готовой продукции жестко регулировалось после нескольких случаев пищевых отравлений в начале 20-х годов. й век, [ 13 ] но потребление большого количества обработанного мяса все еще может сегодня вызывать небольшое повышение риска рака желудка и пищевода . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
Например, в 1970-е годы у некоторых норвежских сельскохозяйственных животных стал проявляться повышенный уровень рака печени . Этих животных кормили сельди , консервированной нитритом натрия . Нитрит натрия вступил в реакцию с диметиламином в рыбе и образовал диметилнитрозамин . [ 18 ]
Эффекты нитрозосоединений резко различаются в зависимости от желудочно-кишечного тракта и в зависимости от диеты. Нитрозосоединения, присутствующие в кале, не вызывают образования нитрозаминов, поскольку стул имеет нейтральный pH . [ 19 ] [ 20 ] Желудочная кислота действительно вызывает образование соединений нитрозаминов, но этот процесс ингибируется при низкой концентрации аминов (например, при диете с низким содержанием белка или отсутствии ферментированной пищи). Процесс также может ингибироваться в случае высокой концентрации витамина С (аскорбиновой кислоты) (например, при диете с высоким содержанием фруктов). [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Однако, когда 10% еды составляет жир, эффект меняется на противоположный, и аскорбиновая кислота заметно увеличивает образование нитрозаминов. [ 24 ] [ 25 ]
Лекарственные примеси
[ редактировать ]Были случаи отзыва различных лекарств из-за присутствия примесей нитрозаминов. Были изъяты блокаторы рецепторов ангиотензина II , ранитидин , валсартан и другие.
США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов опубликовало руководство по контролю содержания примесей нитрозаминов в лекарствах. [ 26 ] [ 27 ] Министерство здравоохранения Канады опубликовало руководство по содержанию примесей нитрозаминов в лекарствах [ 28 ] и перечень установленных допустимых пределов поступления примесей нитрозаминов в лекарственные препараты. [ 29 ]
Примеры
[ редактировать ]Название вещества | Номер CAS | Синонимы | Молекулярная формула | Внешний вид | Категория канцерогенности |
---|---|---|---|---|---|
N -Нитрозонорникотин | 16543-55-8 | ННН | C9H11NC9H11N3O O | Легкоплавкое твердое вещество светло-желтого цвета | |
4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон [ 30 ] | 64091-91-4 | ННК, 4'-(нитрозометиламино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон | С 10 Н 15 Н 3 О 2 | Светло-желтое масло | |
N -нитрозодиметиламин | 62-75-9 | Диметилнитрозамин, N , N -диметилнитрозамин, НДМА, ДМН | С 2 Н 6 Н 2 О | Желтая жидкость | ЭПА-В2; МАИР-2А; OSHA канцероген ; ПДК -А3 |
N -нитрозодиэтиламин | 55-18-5 | Диэтилнитрозамид, диэтилнитрозамин, N , N -диэтилнитрозамин, N -этил- N -нитрозоэтанамин, диэтилнитрозамин, ДАНА, ДЕНА, ДЭН, НДЭА | С 4 Н 10 Н 2 О | Желтая жидкость | ЭПК -В2; МАИР-2А |
4-(Метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол | 76014-81-8 | ННАЛ | |||
N -нитрозоанабазин | 37620-20-5 | НАБ | С 10 Н 13 Н 3 О | Желтое масло | МАИР -3 |
N -нитрозоанатабин | 71267-22-6 | НАТ | С 10 Н 11 Н 3 О | Прозрачное масло от желтого до оранжевого цвета | МАИР-3 |
См. также
[ редактировать ]- Гидразины, полученные из этих нитрозаминов, например, НДМГ , также являются канцерогенными.
- Возможный вред для здоровья маринованных овощей
- Нитрозамины, специфические для табака
Дополнительное чтение
[ редактировать ]- Альткофер, Вернер; Брауне, Стефан; Эллендт, Кэти; Кеттль-Грёммингер, Маргит; Штайнер, Габриэле (2005). «Миграция нитрозаминов из резиновых изделий – вредны ли баллоны и презервативы для здоровья человека?». Молекулярное питание и пищевые исследования . 49 (3): 235–238. дои : 10.1002/mnfr.200400050 . ПМИД 15672455 .
- Проктор, Роберт Н. (2012). Золотой Холокост: истоки сигаретной катастрофы и аргументы в пользу ее отмены . Беркли: Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520950436 . OCLC 784884555 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Борода, Джессика С.; Свагер, Тимоти М. (21 января 2021 г.). «Руководство химика-органика по N -нитрозаминам: их структура, реакционная способность и роль в качестве загрязнителей» . Журнал органической химии . 86 (3): 2037–2057. дои : 10.1021/acs.joc.0c02774 . ПМЦ 7885798 . ПМИД 33474939 .
- ^ Ян, Чунг С.; Ю, Чон-Сук Х.; Исидзаки, Хироюки; Хун, Джуньян (1990). «Цитохром P450IIe1: роль в метаболизме нитрозаминов и механизмы регуляции». Обзоры метаболизма лекарств . 22 (2–3): 147–159. дои : 10.3109/03602539009041082 . ПМИД 2272285 .
- ^ Якшин, Паула; Гонсалес, Карлос (2006). «Нитрозамин и связанное с ним потребление пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 12 (27): 4296–4303. дои : 10.3748/wjg.v12.i27.4296 . ПМЦ 4087738 . ПМИД 16865769 .
- ^ Jump up to: а б Трикер, Арканзас; Пройсманн, Р. (1991). «Канцерогенные N -нитрозамины в пище: возникновение, образование, механизмы и канцерогенный потенциал». Исследования мутаций/Генетическая токсикология . 259 (3–4): 277–289. дои : 10.1016/0165-1218(91)90123-4 . ПМИД 2017213 .
- ^ Ансельм, Жан-Пьер (1979). «Органическая химия N -нитрозаминов: краткий обзор». N -нитрозамины . Серия симпозиумов ACS. Том. 101. стр. 1–12. дои : 10.1021/bk-1979-0101.ch001 . ISBN 0-8412-0503-5 .
- ^ Фогель, А.И. (1962). Практическая органическая химия (3-е изд.). Впечатление. п. 1074.
- ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 846–847, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 739, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ Кребс, Бернт; Мандт, Юрген (1975). «Кристаллическая структура N -нитрозодиметиламина». Химические отчеты . 108 (4): 1130–1137. дои : 10.1002/cber.19751080419 .
- ^ Jump up to: а б Хехт, Стивен С. (1998). «Биохимия, биология и канцерогенность табачных N -нитрозаминов». Химические исследования в токсикологии . 11 (6): 559–603. дои : 10.1021/tx980005y . ПМИД 9625726 .
- ^ Достижения в агрономии . Академическая пресса. 08.01.2013. п. 159. ИСБН 978-0-12-407798-0 .
- ^ Грегори Н. Коннолли; Говард Сакснер (21 августа 2001 г.). «Информационное исследование специфичных для табака нитрозаминов (TSNA) в нюхательном табаке и просьба к производителям табачных изделий добровольно установить пределы допуска для TSNA в нюхательном табаке».
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Хоникель, КО (2008). «Использование контроля нитратов и нитритов при переработке мясных продуктов» (PDF) . Мясная наука . 78 (1–2): 68–76. doi : 10.1016/j.meatsci.2007.05.030 . ПМИД 22062097 .
- ^ Ланн, Дж. К.; Кунле, Г.; Май, В.; Франкенфельд, К.; Шукер, ДЭГ; Глен, Колорадо; Гудман, Дж. М.; Поллок, JRA; Бингхэм, Ю.А. (2006). «Влияние гема в красном и обработанном мясе на эндогенное образование N-нитрозосоединений в верхних отделах желудочно-кишечного тракта» . Канцерогенез . 28 (3): 685–690. дои : 10.1093/carcin/bgl192 . ПМИД 17052997 .
- ^ Бастид, Надя М.; Пьер, Фабрис HF; Корпет, Денис Э. (2011). «Гемовое железо из мяса и риск колоректального рака: метаанализ и обзор задействованных механизмов» . Исследования по профилактике рака . 4 (2): 177–184. дои : 10.1158/1940-6207.CAPR-10-0113 . ПМИД 21209396 . S2CID 4951579 .
- ^ Бастид, Надя М.; Ченни, Фатима; Одебер, Марк; Сантарелли, Рафаэль Л.; Таше, Сильвиана; Науд, Натали; Барадат, Мариз; Жуанен, Изабель; Сурья, Реджи; Хоббс, Дитте А.; Кунле, Гюнтер Г.; Раймон-Летрон, Изабель; Геро, Франсуаза; Корпет, Денис Э.; Пьер, Фабрис HF (2015). «Центральная роль гема железа в канцерогенезе толстой кишки, связанном с потреблением красного мяса» . Исследования рака . 75 (5): 870–879. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-14-2554 . ПМИД 25592152 . S2CID 13274953 .
- ^ Якшин, П; Гонсалес, Калифорния (2006). «Нитрозамин и связанное с ним потребление пищи и риск рака желудка и пищевода: систематический обзор эпидемиологических данных» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 12 (27): 4296–4303. дои : 10.3748/wjg.v12.i27.4296 . ПМЦ 4087738 . ПМИД 16865769 .
- ^ Джойс И. Бойе; Ив Аркан (10 января 2012 г.). Зеленые технологии в производстве и переработке продуктов питания . Springer Science & Business Media. п. 573. ИСБН 978-1-4614-1586-2 .
- ^ Ли, Л; Арчер, MC; Брюс, WR (октябрь 1981 г.). «Отсутствие летучих нитрозаминов в фекалиях человека». Рак Рез . 41 (10): 3992–4. ПМИД 7285009 .
- ^ Кунле, Г.Г.; История, ГВ; Реда, Т; и др. (октябрь 2007 г.). «Вызванное диетой эндогенное образование нитрозосоединений в желудочно-кишечном тракте». Свободный Радик. Биол. Мед . 43 (7): 1040–7. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.011 . ПМИД 17761300 .
- ^ Мирвиш, СС; Уоллкейв, Л; Иген, М; Шубик, П. (июль 1972 г.). «Аскорбат-нитритная реакция: возможные способы блокирования образования канцерогенных N -нитрозосоединений». Наука . 177 (4043): 65–8. Бибкод : 1972Науч...177...65М . дои : 10.1126/science.177.4043.65 . ПМИД 5041776 . S2CID 26275960 .
- ^ Мирвиш, СС (октябрь 1986 г.). «Влияние витаминов С и Е на образование N -нитрозосоединений, канцерогенез и рак». Рак . 58 (8 дополнений): 1842–50. doi : 10.1002/1097-0142(19861015)58:8+<1842::aid-cncr2820581410>3.0.co;2-# . ПМИД 3756808 . S2CID 196379002 .
- ^ Танненбаум С.Р., Вишнок Дж.С., Leaf CD (1991). «Ингибирование образования нитрозаминов аскорбиновой кислотой» . Американский журнал клинического питания . 53 (1 доп): 247С–250С. Бибкод : 1987NYASA.498..354T . дои : 10.1111/j.1749-6632.1987.tb23774.x . ПМИД 1985394 . S2CID 41045030 . Проверено 6 июня 2015 г.
В настоящее время существуют доказательства того, что аскорбиновая кислота является лимитирующим фактором реакций нитрозирования у людей.
- ^ Комбет, Э.; Патерсон, С; Иидзима, К; Винтер, Дж; Маллен, В; Крозье, А; Престон, Т; Макколл, К.Э. (2007). «Жир превращает аскорбиновую кислоту из ингибирующей в стимулирующую кислотно-катализируемую N -нитрозацию» . Гут . 56 (12): 1678–1684. дои : 10.1136/gut.2007.128587 . ПМК 2095705 . ПМИД 17785370 .
- ^ Комбе, Э; Эль Месмари, А; Престон, Т; Крозье, А; Макколл, К.Э. (2010). «Диетические фенольные кислоты и аскорбиновая кислота: влияние на кислотно-катализируемую нитрозативную химию в присутствии и отсутствии липидов». Свободнорадикальная биология и медицина . 48 (6): 763–771. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2009.12.011 . ПМИД 20026204 .
- ^ «Контроль примесей нитрозамина в лекарствах для человека» . США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) . 24 февраля 2021 г.
- ^ https://www.fda.gov/media/141720/download. [ только URL ]
- ^ «Примеси нитрозаминов в лекарственных препаратах: Рекомендации» . Здоровье Канады . 4 апреля 2022 г. Проверено 29 марта 2024 г.
- ^ «Примеси нитрозаминов в лекарствах: установлены допустимые пределы потребления» . Здоровье Канады . 15 марта 2024 г. Проверено 29 марта 2024 г.
- ^ Хехт, Стивен С.; Борухова, Анна; Кармелла, Стивен Г. «Нитрозамины, специфичные для табака», глава 7; Общества по исследованию никотина и табака «Безопасность и токсичность никотина»; 1998 г. - 203 стр.