Die Amide sind eine Klasse organischer Verbindungen, die als von Säuren oder Aminen abgeleitet angesehen werden können. Beispielsweise das einfache aliphatische Amid Acetamid (CH3–CO–NH2) ist insofern mit Essigsäure verwandt, als die –OH-Gruppe der Essigsäure durch ein –NH ersetzt ist2 Gruppe. Umgekehrt kann Acetamid als von Ammoniak durch Ersatz eines Ammoniaks abgeleitet angesehen werden Wasserstoff durch eine Acylgruppe. Amide können sich nicht nur von aliphatischen oder aromatischen Carbonsäuren ableiten, sondern auch von anderen Säurearten, beispielsweise schwefel- und phosphorhaltigen Säuren.
Die substituierte Amide kann verwendet werden, um jene Amide zu beschreiben, bei denen ein oder beide Wasserstoffatome am Stickstoff durch andere Gruppen ersetzt sind – beispielsweise N,N-Dimethylacetamid. Diese Verbindung könnte auch als Amin, Acetyldimethylamin, angesehen werden.
Amide reagieren im Allgemeinen ziemlich neutral im Vergleich zu der Säure oder dem Amin, von dem sie abgeleitet sind, und sie sind gelegentlich etwas hydrolysebeständig. Die einfachen Amide aliphatischer Carbonsäuren (außer Formamid) sind bei Raumtemperatur Feststoffe, während die substituierten aliphatischen Carbonsäureamide Flüssigkeiten mit relativ hohen Siedepunkten sein können. Die Amide aromatischer Carbon- oder Sulfonsäuren sind üblicherweise Feststoffe. Für die Synthese von Amiden steht eine Vielzahl von Methoden zur Verfügung.
Verwendet
Die unsubstituierten aliphatischen Carbonsäureamide finden breite Anwendung als Zwischenprodukte, Stabilisatoren, Trennmittel für Kunststoffe, Folien, Tenside und Lötflussmittel. Die substituierten Amide wie Dimethylformamid und Dimethylacetamid haben starke Lösungsmitteleigenschaften.
Dimethylformamid wird hauptsächlich als Lösungsmittel in der organischen Synthese verwendet. Es wird auch bei der Herstellung von synthetischen Fasern verwendet. Es ist ein selektives Medium zur Extraktion von Aromaten aus Rohöl und ein Lösungsmittel für Farbstoffe. Sowohl Dimethylformamid als auch Dimethylacetamid sind Inhaltsstoffe in Abbeizmitteln. Dimethylacetamid wird auch als Lösungsmittel für Kunststoffe, Harze und Gummis sowie in vielen organischen Reaktionen verwendet.
Acetamid wird zum Denaturieren von Alkohol und als Lösungsmittel für viele organische Verbindungen, als Weichmacher und als Zusatzstoff in Papier verwendet. Es findet sich auch in Lacken, Sprengstoffen und Lötflussmitteln. Formamid ist ein Weichmacher für Papier und Klebstoffe und ein Lösungsmittel in der Kunststoff- und Pharmaindustrie.
Einige ungesättigte aliphatische Amide, wie z Acrylamid, sind reaktive Monomere, die in der Polymersynthese verwendet werden. Acrylamid wird auch bei der Synthese von Farbstoffen, Klebstoffen, Papier- und Textilleimungen, Dauerpressgeweben sowie bei der Abwasser- und Abfallbehandlung verwendet. Es wird in der Metallindustrie zur Erzaufbereitung und im Tiefbau für den Bau von Dammfundamenten und Tunneln eingesetzt. Das Polyacrylamide finden breite Verwendung als Flockungsmittel in der Wasser- und Abwasserbehandlung und als Verstärkungsmittel bei der Papierherstellung in der Papier- und Zellstoffindustrie. Aromatische Amidverbindungen bilden wichtige Farbstoff- und medizinische Zwischenprodukte. Einige haben insektenabweisende Eigenschaften.
Gefahren
Die große Vielfalt möglicher chemischer Strukturen von Amiden spiegelt sich in der Vielfalt ihrer biologischen Wirkungen wider. Manche wirken völlig harmlos – zum Beispiel die längerkettigen einfachen Fettsäureamide wie Stearin- oder Ölsäureamide. Andererseits werden mehrere Mitglieder dieser Familie von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als Gruppe 2A (wahrscheinliche Karzinogene für den Menschen) oder Gruppe 2B (mögliche Karzinogene für den Menschen) eingestuft. Bei Menschen und Versuchstieren mit Acrylamid wurden neurologische Wirkungen festgestellt. Dimethylformamid und Dimethylacetamid haben bei Tieren zu Leberschäden geführt, und Formamid und Monomethylformamid erwiesen sich experimentell als teratogen.
Obwohl eine beträchtliche Menge an Informationen über den Metabolismus verschiedener Amide verfügbar ist, wurde die Natur ihrer toxischen Wirkungen auf molekularer oder zellulärer Basis noch nicht erklärt. Viele einfache Amide werden wahrscheinlich durch unspezifische Amidasen in der Leber hydrolysiert und die produzierte Säure ausgeschieden oder durch normale Mechanismen metabolisiert.
Einige aromatische Amide – zum Beispiel N-Phenylacetamid (Acetanilid) – werden am aromatischen Ring hydroxyliert und dann konjugiert und ausgeschieden. Die Fähigkeit einer Reihe von Amiden, die intakte Haut zu durchdringen, ist besonders wichtig, wenn Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Neurologische Wirkungen
Acrylamid wurde ursprünglich 1893 in Deutschland hergestellt. Die praktische Verwendung dieser Verbindung musste bis Anfang der 1950er Jahre warten, als kommerzielle Herstellungsverfahren verfügbar wurden. Diese Entwicklung fand vor allem in den Vereinigten Staaten statt. Mitte der 1950er Jahre wurde erkannt, dass Arbeiter, die Acrylamid ausgesetzt waren, charakteristische neurologische Veränderungen entwickelten, die hauptsächlich durch posturale und motorische Schwierigkeiten gekennzeichnet waren. Zu den berichteten Befunden gehörten Kribbeln in den Fingern, Berührungsempfindlichkeit, Kälte der Extremitäten, übermäßiges Schwitzen der Hände und Füße, eine charakteristische bläulich-rote Verfärbung der Haut der Extremitäten und eine Tendenz zum Abschälen der Haut der Finger und Finger Hände. Diese Symptome wurden von einer Schwäche der Hände und Füße begleitet, die zu Schwierigkeiten beim Gehen, Treppensteigen usw. führte. Die Erholung erfolgt im Allgemeinen mit Beendigung der Exposition. Die Erholungszeit variiert von einigen Wochen bis zu einem Jahr.
Die neurologische Untersuchung von Acrylamid-Intoxikationen zeigt eine eher typische periphere Neuropathie mit Schwäche oder Fehlen der Sehnenreflexe, positivem Romberg-Test, Verlust des Lagesinns, Verminderung oder Verlust des Vibrationssinns, Ataxie und Atrophie der Muskulatur Extremitäten.
Nach Erkennen des mit einer Acrylamid-Exposition verbundenen Symptomkomplexes wurden Tierversuche durchgeführt, um diese Veränderungen zu dokumentieren. Es wurde festgestellt, dass eine Vielzahl von Tierarten, einschließlich Ratte, Katze und Pavian, in der Lage waren, eine periphere Neuropathie mit Gangstörungen, Gleichgewichtsstörungen und einem Verlust des Positionssinns zu entwickeln. Die histopathologische Untersuchung ergab eine Degeneration der Axone und Myelinscheiden. Die Nerven mit den größten und längsten Axonen waren am häufigsten betroffen. Eine Beteiligung der Nervenzellkörper schien nicht vorzuliegen.
Es wurden mehrere Theorien aufgestellt, warum diese Veränderungen auftreten. Einer davon hat mit möglichen Eingriffen in den Stoffwechsel des Nervenzellkörpers selbst zu tun. Eine andere Theorie postuliert eine Störung des intrazellulären Transportsystems der Nervenzelle. Eine Erklärung ist, dass es eine lokale toxische Wirkung auf das gesamte Axon gibt, das als anfälliger für die Wirkung von Acrylamid empfunden wird als der Zellkörper. Untersuchungen der Veränderungen, die innerhalb der Axone und Myelinscheiden stattfinden, haben zu einer Beschreibung des Prozesses als a geführt trocknen zurück Phänomen. Dieser Begriff wird verwendet, um das Fortschreiten von Veränderungen, die in den peripheren Nerven beobachtet werden, genauer zu beschreiben.
Während die beschriebenen Symptome und Anzeichen der charakteristischen peripheren Neuropathie im Zusammenhang mit einer Acrylamid-Exposition weithin aus der Exposition in der Industrie und aus Tierstudien bekannt sind, scheint es beim Menschen, dass, wenn Acrylamid als Kontaminant im Trinkwasser aufgenommen wurde, die Symptome und Anzeichen es sind einer Beteiligung des zentralen Nervensystems. In diesen Fällen waren Schläfrigkeit, Gleichgewichtsstörungen und geistige Veränderungen, die durch Verwirrtheit, Gedächtnisverlust und Halluzinationen gekennzeichnet waren, von größter Bedeutung. Periphere neurologische Veränderungen traten erst später auf.
Hautpenetration wurde bei Kaninchen nachgewiesen, und dies könnte ein Hauptaufnahmeweg in den Fällen gewesen sein, über die von industrieller Exposition gegenüber Acrylamidmonomer berichtet wurde. Es wird davon ausgegangen, dass die Gefahr durch Einatmen hauptsächlich aus der Exposition gegenüber aerosolisiertem Material besteht.
Hepatotoxische Wirkungen
Die gute Lösungswirkung von Dimethylformamid führt bei Kontakt zu einer Austrocknung und Entfettung der Haut mit daraus resultierendem Juckreiz und Schuppung. Einige Beschwerden über Augenreizungen sind auf Dampfexposition in der Industrie zurückzuführen. Zu den Beschwerden exponierter Arbeiter gehörten Übelkeit, Erbrechen und Anorexie. Unverträglichkeit gegenüber alkoholischen Getränken nach Exposition gegenüber Dimethylformamid wurde berichtet.
Tierexperimentelle Studien mit Dimethylformamid haben experimentelle Hinweise auf Leber- und Nierenschäden bei Ratten, Kaninchen und Katzen gezeigt. Diese Wirkungen wurden sowohl in intraperitonealen Verabreichungs- als auch in Inhalationsstudien beobachtet. Hunde, die hohen Konzentrationen des Dampfes ausgesetzt waren, zeigten Polyzythämie, Abnahme der Pulsfrequenz und einen Abfall des systolischen Drucks und zeigten histologische Anzeichen von degenerativen Veränderungen im Myokard.
Beim Menschen kann diese Verbindung leicht durch die Haut absorbiert werden, und wiederholte Exposition kann zu kumulativen Wirkungen führen. Darüber hinaus kann es wie Dimethylacetamid die perkutane Aufnahme von darin gelösten Substanzen erleichtern.
Es sollte erwähnt werden, dass Dimethylformamid sowohl Natur- als auch Neoprenkautschukhandschuhe leicht durchdringt, so dass eine längere Verwendung solcher Handschuhe nicht ratsam ist. Polyethylen bietet besseren Schutz; Alle mit diesem Lösungsmittel verwendeten Handschuhe sollten jedoch nach jedem Kontakt gewaschen und häufig entsorgt werden.
Dimethylacetamid wurde an Tieren untersucht und es wurde gezeigt, dass es seine hauptsächliche toxische Wirkung in der Leber bei wiederholter oder fortgesetzter übermäßiger Exposition entfaltet. Durch Hautkontakt können gefährliche Mengen der Verbindung aufgenommen werden.
Karzinogenese
Acetamid und Thioacetamid werden durch Erhitzen von Ammoniumacetat und Aluminiumsulfid hergestellt und im Labor als analytische Reagenzien verwendet. Es wurde gezeigt, dass beide Verbindungen bei Ratten bei längerer diätetischer Fütterung Hepatome hervorrufen. Thioacetamid ist diesbezüglich potenter, wirkt auch bei Mäusen kanzerogen und kann auch bei Ratten Gallengangstumoren hervorrufen. Obwohl keine Humandaten zu diesen Chemikalien verfügbar sind, sind die Tierversuchsdaten so umfangreich, dass diese beiden Substanzen nun als mögliche Humankarzinogene angesehen werden. (Thioacetamid ist auch im Artikel „Schwefelverbindungen, organisch“ in diesem Kapitel zu finden.) Dimethylformamid wird von der IARC auch als mögliches Humankarzinogen der Gruppe 2B eingestuft.
Acrylamid wird von der IARC als wahrscheinliches Karzinogen für den Menschen (Gruppe 2A) eingestuft. Diese Entscheidung wird durch die Ergebnisse von Bioassays an Mäusen auf mehreren Wegen gestützt, die mehrere Krebsstellen ergaben, durch Daten zur Genotoxizität und durch die Fähigkeit von Acrylamid, Addukte zu bilden. Die chemische Struktur von Acrylamiden stützt auch die Wahrscheinlichkeit, dass die Chemikalie ein menschliches Karzinogen ist.
Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen
Die potenziell toxischen Eigenschaften eines Amids sollten vor Beginn der Verwendung oder Exposition sorgfältig geprüft werden. Aufgrund der generellen Tendenz von Amiden (insbesondere niedermolekularer) perkutan resorbiert zu werden, sollte Hautkontakt vermieden werden. Das Einatmen von Stäuben oder Dämpfen sollte kontrolliert werden. Es ist wünschenswert, dass Personen, die Amiden ausgesetzt sind, unter besonderer Berücksichtigung der Funktion des Nervensystems und der Leber regelmäßig medizinisch überwacht werden. Der mögliche oder wahrscheinliche Krebsstatus einiger dieser Chemikalien erfordert äußerst umsichtige Arbeitsbedingungen.
Amidtabellen
Tabelle 1 - Chemische Informationen.
Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 3- Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.