Aliphatische Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Sie können gesättigte oder ungesättigte offenkettige, verzweigte oder unverzweigte Moleküle sein, wobei die Nomenklatur wie folgt ist:
- Paraffine (oder Alkane) – gesättigte Kohlenwasserstoffe
- Olefine (oder Alkene) – ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer oder mehreren Doppelbindungen
- Acetylene (oder Alkine) – ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer oder mehreren Dreifachbindungen
Die allgemeinen Formeln sind CnH2n + 2 für Paraffine, CnH2n für Olefine und CnH2n-2 für Acetylene.
Die kleineren Moleküle sind bei Raumtemperatur Gase (C1 zu C4). Mit zunehmender Größe und struktureller Komplexität des Moleküls wird es zu einer Flüssigkeit mit zunehmender Viskosität (C5 zu C16), und schließlich sind die höhermolekularen Kohlenwasserstoffe bei Raumtemperatur (über C16).
Die aliphatischen Kohlenwasserstoffe von industrieller Bedeutung stammen hauptsächlich aus Erdöl, das ein komplexes Gemisch von Kohlenwasserstoffen ist. Sie werden durch Kracken, Destillation und Fraktionierung von Rohöl hergestellt.
Methan, das unterste Mitglied der Reihe, macht 85 % des Erdgases aus, das direkt aus Taschen oder Lagerstätten in der Nähe von Erdölvorkommen gewonnen werden kann. Durch die fraktionierte Kondensation von Erdgas entstehen große Mengen Pentan.
Verwendet
Die gesättigten Kohlenwasserstoffe werden in der Industrie als Kraftstoffe, Schmiermittel und Lösungsmittel verwendet. Nach Alkylierung, Isomerisierung und Dehydrierung dienen sie auch als Ausgangsstoffe für die Synthese von Farben, Schutzbeschichtungen, Kunststoffen, synthetischem Kautschuk, Harzen, Pestiziden, synthetischen Reinigungsmitteln und einer Vielzahl von Petrochemikalien.
Die Kraftstoffe, Schmiermittel und Lösungsmittel sind Gemische, die viele verschiedene Kohlenwasserstoffe enthalten können. Erdgas wird seit langem in gasförmiger Form als Stadtgas vertrieben. Es wird nun in großen Mengen verflüssigt, gekühlt transportiert und als gekühlte Flüssigkeit gelagert, bis es unverändert oder reformiert in ein städtisches Gasverteilungssystem eingeführt wird. Flüssiggase (LPGs), hauptsächlich bestehend aus Propan und Butan, werden unter Druck oder als gekühlte Flüssigkeiten transportiert und gelagert und ergänzen auch die städtische Gasversorgung. Sie werden direkt als Brennstoffe verwendet, häufig in hochwertigen metallurgischen Arbeiten, bei denen ein schwefelfreier Brennstoff unerlässlich ist, beim Schweißen und Schneiden mit Propangas und unter Umständen, in denen eine starke industrielle Nachfrage nach gasförmigen Brennstoffen die öffentliche Versorgung belasten würde. Speicheranlagen für diese Zwecke variieren in der Größe von etwa 2 Tonnen bis zu mehreren tausend Tonnen. Flüssiggase werden auch als Treibmittel für viele Arten von Aerosolen, und die höheren Vertreter der Reihe, verwendet Heptan aufwärts, werden als Kraftstoffe und Lösungsmittel verwendet. Isobutan wird verwendet, um die Flüchtigkeit von Benzin zu kontrollieren und ist ein Bestandteil der Instrumentenkalibrierflüssigkeit. Isooctan ist der Standard-Referenzkraftstoff für die Oktanzahl von Kraftstoffen und Oktan wird in Kraftstoffen für Antiklopfmotoren verwendet. Abgesehen davon, dass es ein Bestandteil von Benzin ist, nonan ist ein Bestandteil von biologisch abbaubaren Waschmitteln.
Die Hauptverwendung von Hexan ist als Lösungsmittel in Leimen, Kitten und Klebstoffen für die Herstellung von Schuhen, ob aus Leder oder aus Kunststoffen. Es wurde als Lösungsmittel für Leim beim Zusammenbau von Möbeln, in Klebstoffen für Tapeten, als Lösungsmittel für Leim bei der Herstellung von Handtaschen und Koffern aus Leder und Kunstleder, bei der Herstellung von Regenmänteln und bei der Runderneuerung von Autoreifen verwendet und bei der Gewinnung von Pflanzenölen. In vielen Anwendungen wurde Hexan durch ersetzt Heptan wegen der Toxizität von n-Hexan.
Es ist nicht möglich, alle Fälle aufzulisten, in denen Hexan im Arbeitsumfeld vorhanden sein können. Als allgemeine Regel gilt, dass sein Vorhandensein in flüchtigen Lösungsmitteln und Fettlösern auf der Basis von aus Erdöl gewonnenen Kohlenwasserstoffen zu vermuten ist. Hexane wird auch als Reinigungsmittel in der Textil-, Möbel- und Lederindustrie eingesetzt.
Aliphatische Kohlenwasserstoffe, die als Ausgangsmaterialien für Synthesezwischenprodukte verwendet werden, können einzelne Verbindungen hoher Reinheit oder relativ einfache Mischungen sein.
Gefahren
Feuer und Explosion
Die Entwicklung großer Speicheranlagen zunächst für gasförmiges Methan und später für Flüssiggas wurde mit Explosionen von großem Ausmaß und katastrophaler Wirkung in Verbindung gebracht, die die Gefahr betont haben, wenn ein massives Austreten dieser Substanzen auftritt. Das brennbare Gemisch aus Gas und Luft kann weit über die für normale Sicherheitszwecke als angemessen erachteten Entfernungen hinausragen, mit dem Ergebnis, dass das brennbare Gemisch weit außerhalb des angegebenen Gefahrenbereichs durch ein Haushaltsfeuer oder einen Automotor entzündet werden kann. Dampf kann somit über eine sehr große Fläche entzündet werden, und die Flammenausbreitung durch das Gemisch kann explosive Gewalt erreichen. Viele kleinere – aber immer noch schwere – Brände und Explosionen sind während der Verwendung dieser gasförmigen Kohlenwasserstoffe aufgetreten.
Die größten Brände mit flüssigen Kohlenwasserstoffen sind aufgetreten, wenn große Flüssigkeitsmengen ausgetreten und in Richtung eines Teils der Fabrik geflossen sind, wo eine Entzündung stattfinden könnte, oder sich über eine große Oberfläche ausgebreitet und schnell verdunstet haben. Die berüchtigte Explosion in Flixborough (Vereinigtes Königreich) wird einem Cyclohexan-Leck zugeschrieben.
Gesundheitsrisiken
Die ersten beiden Mitglieder der Reihe, Methan und Ethan, sind pharmakologisch „inert“ und gehören zu einer Gruppe von Gasen, die als „einfache Erstickungsmittel“ bezeichnet werden. Diese Gase können in hohen Konzentrationen in der eingeatmeten Luft toleriert werden, ohne systemische Wirkungen hervorzurufen. Wenn die Konzentration hoch genug ist, um den normalerweise in der Luft vorhandenen Sauerstoff zu verdünnen oder auszuschließen, sind die erzeugten Wirkungen auf Sauerstoffmangel oder Erstickung zurückzuführen. Methan hat keinen Warngeruch. Aufgrund seiner geringen Dichte kann sich Methan in schlecht belüfteten Bereichen ansammeln und eine erstickende Atmosphäre erzeugen. Ethan in Konzentrationen unter 50,000 ppm (5%) in der Atmosphäre erzeugt keine systemischen Wirkungen auf die Person, die es einatmet.
Pharmakologisch lassen sich die Kohlenwasserstoffe oberhalb von Ethan zusammen mit den Allgemeinanästhetika in die große Klasse der sogenannten Zentralnervensystem-Depressiva einordnen. Die Dämpfe dieser Kohlenwasserstoffe wirken leicht reizend auf die Schleimhäute. Die Reizwirkung nimmt von Pentan zu Oktan zu. Im Allgemeinen nimmt die Toxizität von Alkanen tendenziell zu, wenn die Kohlenstoffzahl von Alkanen zunimmt. Außerdem sind geradkettige Alkane toxischer als die verzweigten Isomere.
Die flüssigen Paraffinkohlenwasserstoffe sind Fettlösungsmittel und primäre Hautreizstoffe. Wiederholter oder längerer Hautkontakt trocknet und entfettet die Haut, was zu Reizungen und Dermatitis führt. Direkter Kontakt von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit Lungengewebe (Aspiration) führt zu chemischer Pneumonitis, Lungenödem und Blutungen. Chronische Vergiftung durch n-Hexan oder Gemische enthaltend n-Hexan kann Polyneuropathie beinhalten.
Propan verursacht beim Menschen bei kurzzeitiger Exposition gegenüber Konzentrationen von 10,000 ppm keine Symptome (1%). Eine Konzentration von 100,000 ppm (10%) reizt Augen, Nase oder Atemwege nicht merklich, führt aber innerhalb weniger Minuten zu leichtem Schwindelgefühl. Butangas verursacht Schläfrigkeit, aber keine systemischen Wirkungen während einer 10-minütigen Exposition gegenüber 10,000 ppm (1%).
Pentan ist das niedrigste Mitglied der Reihe, das bei Raumtemperatur und -druck flüssig ist. In Humanstudien wurde eine 10-minütige Exposition gegenüber 5,000 ppm (0.5%) verursachten keine Schleimhautreizungen oder andere Symptome.
Heptan verursachte leichten Schwindel bei Männern, die 6 min lang 1,000 ppm (0.1 %) und 4 min lang 2,000 ppm (0.2 %) ausgesetzt waren. Eine 4-minütige Exposition gegenüber 5,000 ppm (0.5 %) Heptan verursachte deutlichen Schwindel, die Unfähigkeit, eine gerade Linie zu gehen, Heiterkeit und Koordinationsstörungen. Diese systemischen Wirkungen traten ohne Beschwerden über Schleimhautreizungen auf. Eine 15-minütige Exposition gegenüber Heptan bei dieser Konzentration führte bei einigen Personen zu einem Rauschzustand, der durch unkontrollierte Heiterkeit gekennzeichnet war, und bei anderen zu einer Benommenheit, die 30 Minuten nach der Exposition anhielt. Häufig verstärkten sich diese Symptome oder traten erst beim Eintritt in eine nicht kontaminierte Atmosphäre auf. Diese Personen klagten auch mehrere Stunden lang über Appetitlosigkeit, leichte Übelkeit und einen benzinähnlichen Geschmack, nachdem sie Heptan ausgesetzt waren.
Octan in Konzentrationen von 6,600 bis 13,700 ppm (0.66 bis 1.37 %) verursachte bei Mäusen innerhalb von 30 bis 90 min eine Narkose. Aus diesen Expositionen gegenüber Konzentrationen unter 13,700 ppm (1.37 %) resultierten keine Todesfälle oder Krämpfe.
Da in einem Alkangemisch mit einer additiven toxischen Wirkung der Komponenten zu rechnen ist, hat das US-amerikanische National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) empfohlen, einen Grenzwert für Gesamtalkane (C5 zu C8) von 350 mg/m3 als zeitgewichteter Durchschnitt mit einem 15-Minuten-Höchstwert von 1,800 mg/m3. n-Hexan wird wegen seiner Neurotoxizität gesondert betrachtet.
n-Hexan
n-Hexan ist ein gesättigter, geradkettiger aliphatischer Kohlenwasserstoff (oder Alkan) mit der allgemeinen Formel CnH2n + 2 und einer aus einer Reihe von Kohlenwasserstoffen mit niedrigen Siedepunkten (zwischen 40 und
90 °C) durch verschiedene Verfahren (Cracken, Reformieren) aus Erdöl erhältlich. Diese Kohlenwasserstoffe sind ein Gemisch aus Alkanen und Cycloalkanen mit fünf bis sieben Kohlenstoffatomen
(n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, Isopentan, Cyclopentan, 2-Methylpentan,
3-Methylpentan, Cyclohexan, Methylcyclopentan). Ihre fraktionierte Destillation erzeugt einzelne Kohlenwasserstoffe, die von unterschiedlichem Reinheitsgrad sein können.
Hexan wird im Handel als Isomerengemisch mit sechs Kohlenstoffatomen verkauft und siedet bei 60 to
70 Grad. Die am häufigsten begleitenden Isomere sind 2-Methylpentan, 3-Methylpentan, 2,3-Dimethylbutan und 2,2-Dimethylbutan. Der Begriff technisches Hexan im gewerblichen Gebrauch bezeichnet eine Mischung, in der nicht nur zu finden sind n-Hexan und seine Isomere, aber auch andere aliphatische Kohlenwasserstoffe mit fünf bis sieben Kohlenstoffatomen (Pentan, Heptan und ihre Isomere).
Kohlenwasserstoffe mit sechs Kohlenstoffatomen, einschließlich n-Hexan, sind in folgenden Erdölderivaten enthalten: Petrolether, Petroleum (Benzin), Naphtha und Ligroin sowie Treibstoffe für Düsenflugzeuge.
Exposition gegenüber n-Hexane kann aus beruflichen oder nicht resultieren-berufliche Ursachen. Im beruflichen Bereich kann es durch die Verwendung von Lösungsmitteln für Leime, Kitte, Klebstoffe oder fettlösende Flüssigkeiten entstehen. Das n-Der Hexangehalt dieser Lösungsmittel variiert. In Klebstoffen für Fußbekleidung und Gummizement kann sie bis zu 40 bis 50 Gew.-% des Lösungsmittels betragen. Die hier erwähnten Verwendungen haben in der Vergangenheit Berufskrankheiten verursacht, und in einigen Fällen wurde Hexan durch Heptan ersetzt. Berufliche Exposition gegenüber n-Hexan kann auch durch das Einatmen von Benzindämpfen in Tanklagern oder Werkstätten für die Reparatur von Kraftfahrzeugen entstehen. Die Gefährlichkeit dieser Form der beruflichen Exposition ist jedoch sehr gering, da die Konzentration von n-Hexan in Benzin für Kraftfahrzeuge aufgrund der Notwendigkeit einer hohen Oktanzahl unter 10 % gehalten wird.
Außerberufliche Exposition findet man vor allem bei Kindern oder Drogenabhängigen, die das Schnüffeln von Klebstoff oder Benzin praktizieren. Hier die n-Der Hexangehalt variiert vom Berufswert in Leim bis 10% oder weniger in Benzin.
Gefahren
n-Hexan kann auf zwei Arten in den Körper eindringen: durch Einatmen oder durch die Haut. Die Absorption ist in jedem Fall langsam. Tatsächlich Messungen der Konzentration von n-Hexan im ausgeatmeten Atem unter Gleichgewichtsbedingungen haben gezeigt, dass ein Bruchteil davon von der Lunge ins Blut übergeht n-Hexan inhaliert von 5.6 bis 15 %. Die Aufnahme durch die Haut ist extrem langsam.
n-Hexan hat dieselben Skin-Effekte, die zuvor für andere flüssige aliphatische Kohlenwasserstoffe beschrieben wurden. Hexan neigt dazu, zu verdampfen, wenn es geschluckt oder in den Tracheobronchialbaum aspiriert wird. Das Ergebnis kann eine schnelle Verdünnung der Alveolarluft und ein deutlicher Abfall ihres Sauerstoffgehalts sein, mit Asphyxie und daraus resultierenden Hirnschäden oder Herzstillstand. Die nach Aspiration von höheren Homologen (z. B. Octan, Nonan, Decan usw.) und deren Mischungen (z. B. Kerosin) auftretenden irritativen Lungenläsionen scheinen bei Hexan kein Problem zu sein. Akute oder chronische Wirkungen sind fast immer auf Inhalation zurückzuführen. Hexan ist dreimal akuter toxisch als Pentan. Akute Wirkungen treten bei Exposition gegenüber hohen Konzentrationen auf n-Hexandämpfe und reichen von Schwindel oder Schwindel nach kurzzeitiger Exposition gegenüber Konzentrationen von etwa 5,000 ppm bis hin zu Krämpfen und Narkose, die bei Tieren bei Konzentrationen von etwa 30,000 ppm beobachtet wurden. Beim Menschen erzeugen 2,000 ppm (0.2 %) bei einer 10-minütigen Exposition keine Symptome. Eine 880-minütige Exposition von 15 ppm kann beim Menschen zu Reizungen der Augen und der oberen Atemwege führen.
Chronische Wirkungen treten nach längerer Exposition gegenüber Dosen auf, die keine offensichtlichen akuten Symptome hervorrufen, und neigen dazu, langsam zu verschwinden, wenn die Exposition endet. In den späten 1960er und frühen 1970er Jahren wurde auf Ausbrüche von sensomotorischer und sensorischer Polyneuropathie bei Arbeitern aufmerksam gemacht, die Gemischen von Lösungsmitteln ausgesetzt waren n-Hexan in Konzentrationen, die hauptsächlich zwischen 500 und 1,000 ppm mit höheren Spitzen liegen, obwohl Konzentrationen von nur 50 ppm in einigen Fällen Symptome verursachen können. In einigen Fällen wurden Muskelatrophie und Hirnnervenbeteiligungen wie Sehstörungen und Taubheit im Gesicht beobachtet. Etwa 50 % zeigten eine Denervation und Regeneration der Nerven, Kribbeln, Taubheit und Schwäche der distalen Extremitäten wurden beklagt, hauptsächlich in den Beinen. Stolpern wurde oft beobachtet. Achillessehnenreflexe verschwanden; Berührungs- und Wärmeempfindung waren vermindert. Die Leitungszeit war in den motorischen und sensorischen Nerven der Arme und Beine verringert.
Der Krankheitsverlauf ist im Allgemeinen sehr langsam. Nach Auftreten der ersten Symptome wird oft eine Verschlechterung des Krankheitsbildes durch eine Verschlimmerung der motorischen Schwäche der ursprünglich betroffenen Regionen und deren Ausweitung auf bisher gesunde Regionen beobachtet. Diese Verschlechterung kann noch einige Monate nach Beendigung der Exposition auftreten. Die Streckung erfolgt in der Regel von den unteren zu den oberen Extremitäten. In sehr schweren Fällen tritt eine aufsteigende motorische Lähmung mit einer Funktionsstörung der Atemmuskulatur auf. Die Genesung kann bis zu 1 bis 2 Jahre dauern. Die Genesung ist im Allgemeinen vollständig, aber eine Verringerung der Sehnenreflexe, insbesondere der Achillessehne, kann bei scheinbar vollständigem Wohlbefinden bestehen bleiben.
In schweren Vergiftungsfällen wurden Symptome im Zentralnervensystem (Störungen der Sehfunktion oder des Gedächtnisses) beobachtet n-Hexan und wurden mit der Degeneration der Sehkerne und der Bahnen der hypothalamischen Strukturen in Verbindung gebracht. Diese können dauerhaft sein.
Im Hinblick auf Labortests zeigen die gebräuchlichsten hämatologischen und hämatochemischen Tests keine charakteristischen Veränderungen. Dies gilt auch für Urintests, die nur bei schweren Lähmungen mit muskulärer Hypotrophie eine erhöhte Kreatinurie zeigen.
Die Untersuchung der Spinalflüssigkeit führt weder manometrisch noch qualitativ zu charakteristischen Befunden, außer in seltenen Fällen mit erhöhtem Eiweißgehalt. Es scheint, dass nur das Nervensystem charakteristische Veränderungen zeigt. Die Elektroenzephalogramm-Messwerte (EEG) sind normalerweise normal. In schweren Krankheitsfällen ist es jedoch möglich, Rhythmusstörungen, weit verbreitete oder subkortikale Beschwerden und Reizungen zu erkennen. Der nützlichste Test ist die Elektromyographie (EMG). Die Befunde weisen auf myelinische und axonale Läsionen der distalen Nerven hin. Die motorische Leitungsgeschwindigkeit (MCV) und die sensible Leitungsgeschwindigkeit (SCV) werden reduziert, die distale Latenz (LD) modifiziert und das sensorische Potential (SPA) verringert.
Die Differenzialdiagnose zu den anderen peripheren Polyneuropathien basiert auf der Symmetrie der Lähmung, auf der extremen Seltenheit von Sensibilitätsverlusten, auf dem Fehlen von Veränderungen im Liquor cerebrospinalis und vor allem auf der Kenntnis einer Exposition Lösungsmittel enthalten n-Hexan und das Auftreten von mehr als einem Fall mit ähnlichen Symptomen am selben Arbeitsplatz.
Experimentell, technisch n-Hexan hat bei Mäusen bei 250 ppm und höheren Konzentrationen nach 1-jähriger Exposition zu peripheren Nervenstörungen geführt. Stoffwechseluntersuchungen haben dies bei Meerschweinchen gezeigt n-Hexan und Methylbutylketon (MBK) werden zu denselben neurotoxischen Verbindungen (2-Hexandiol und 2,5-Hexandion) metabolisiert.
Die anatomischen Veränderungen der Nerven, die den oben beschriebenen klinischen Manifestationen zugrunde liegen, wurden sowohl bei Versuchstieren als auch bei kranken Menschen durch Muskelbiopsie beobachtet. Das erste überzeugt n-Die experimentell reproduzierte Hexan-Polyneuritis stammt von Schaumberg und Spencer aus dem Jahr 1976. Die anatomischen Veränderungen der Nerven werden durch axonale Degeneration dargestellt. Diese axonale Degeneration und die daraus resultierende Demyelinisierung der Faser beginnen an der Peripherie, insbesondere in den längeren Fasern, und entwickeln sich tendenziell zum Zentrum hin, obwohl das Neuron keine Anzeichen einer Degeneration zeigt. Das anatomische Bild ist nicht spezifisch für die Pathologie von n-Hexan, da es bei einer Reihe von Nervenkrankheiten aufgrund von Giften sowohl bei industrieller als auch bei nicht-industrieller Verwendung üblich ist.
Ein sehr interessanter Aspekt von n-Hexan-Toxikologie liegt in der Identifizierung der aktiven Metaboliten der Substanz und ihrer Beziehungen zur Toxikologie anderer Kohlenwasserstoffe. An erster Stelle scheint es erwiesen zu sein, dass die nervöse Pathologie nur durch verursacht wird n-Hexan und nicht durch seine oben genannten Isomere oder durch reines n-Pentan bzw n-Heptan.
Abbildung 1 zeigt den Stoffwechselweg von n-Hexan und Methyl n-Butylketon beim Menschen. Es ist ersichtlich, dass die beiden Verbindungen einen gemeinsamen Stoffwechselweg haben und daraus MBK gebildet werden kann n-Hexan. Die nervöse Pathologie wurde mit 2-Hexanol, 2,5-Hexandiol und 2,5-Hexandion reproduziert. Es ist offensichtlich, wie im Übrigen durch klinische Erfahrung und Tierexperimente gezeigt wurde, dass MBK auch neurotoxisch ist. Das giftigste der n-Hexan-Metaboliten ist 2,5-Hexandion. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Verbindung zwischen n-Hexanstoffwechsel und -toxizität ist der synergistische Effekt, den Methylethylketon (MEK) bei der Neurotoxizität von gezeigt hat n-Hexan und MBK. MEK selbst ist weder für Tiere noch für Menschen neurotoxisch, aber es hat bei damit behandelten Tieren zu Läsionen des peripheren Nervensystems geführt n-Hexan oder MBK, die schneller auftreten als ähnliche Läsionen, die nur durch diese Substanzen verursacht werden. Die Erklärung ist höchstwahrscheinlich in einer metabolischen Interferenzaktivität von MEK in dem Weg, der davon führt, zu finden n-Hexan und MBK zu den oben erwähnten neurotoxischen Metaboliten.
Abbildung 1. Der Stoffwechselweg von n-Hexan und Methyl-n-butylketon
FEHLT
Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen
Aus dem oben Beobachteten geht hervor, dass die Assoziation von n-Hexan mit MBK oder MEK in Lösungsmitteln für den industriellen Einsatz ist zu vermeiden. Wenn möglich ersetzen Heptan für Hexan.
Im Hinblick auf die geltenden TLVs für n-Hexan wurden bei Arbeitern, die Konzentrationen von 144 mg/ml (40 ppm) ausgesetzt waren, Veränderungen des EMG-Musters beobachtet, die bei nicht exponierten Arbeitern nicht vorhanden waren n-Hexan. Die ärztliche Überwachung exponierter Arbeitnehmer basiert sowohl auf der Kenntnis der Daten über die Konzentration von n-Hexan in der Atmosphäre und bei klinischer Beobachtung, insbesondere im neurologischen Bereich. Die biologische Überwachung auf 2,5-Hexandion im Urin ist der nützlichste Indikator für die Exposition, obwohl MBK ein Confounder sein wird. Gegebenenfalls Messung von n-Hexan in der ausgeatmeten Luft am Ende der Schicht kann eine Exposition bestätigen.
Cycloparaffine (Cycloalkane)
Die Cycloparaffine sind alicyclische Kohlenwasserstoffe, in denen drei oder mehr der Kohlenstoffatome in jedem Molekül in einer Ringstruktur vereint sind und jedes dieser Ringkohlenstoffatome mit zwei Wasserstoffatomen oder Alkylgruppen verbunden ist. Die Mitglieder davon haben die allgemeine Formel CnH2n. Zu den Derivaten dieser Cycloparaffine gehören Verbindungen wie Methylcyclohexan (C6H11CH3). Aus Sicht des Arbeitsschutzes sind die wichtigsten davon Cyclohexan, Cyclopropan und Methylcyclohexan.
Cyclohexan wird in Farben- und Lackentfernern verwendet; als Lösungsmittel für Lacke und Harze, synthetischen Kautschuk sowie Fette und Wachse in der Parfümindustrie; als chemisches Zwischenprodukt bei der Herstellung von Adipinsäure, Benzol, Cyclohexylchlorid, Nitrocyclohexan, Cyclohexanol und Cyclohexanon; und für Molekulargewichtsbestimmungen in der analytischen Chemie. Cyclopropan dient als Vollnarkose.
Gefahren
Diese Cycloparaffine und ihre Derivate sind brennbare Flüssigkeiten, und ihre Dämpfe bilden bei normaler Raumtemperatur in der Luft explosive Konzentrationen.
Sie können beim Einatmen und Verschlucken toxisch wirken und wirken reizend und entfettend auf die Haut. Die Cycloparaffine sind im allgemeinen Anästhetika und Zentralnervensystemdämpfungsmittel, jedoch ist ihre akute Toxizität gering und die Gefahr einer chronischen Vergiftung aufgrund ihrer fast vollständigen Ausscheidung aus dem Körper relativ gering.
Cyclohexan. Die akute Toxizität von Cyclohexan ist sehr gering. Bei Mäusen führte die Exposition gegenüber 18,000 ppm (61.9 mg/l) Cyclohexan-Dampf in der Luft innerhalb von 5 min zu Zittern, zu einer Gleichgewichtsstörung innerhalb von 15 min und zum vollständigen Liegen innerhalb von 25 min. Bei Kaninchen trat nach 6 min ein Zittern auf, nach 15 min eine Gleichgewichtsstörung und nach 30 min ein vollständiges Liegen. In den Geweben von Kaninchen wurden nach 50-maliger Exposition von 6 h gegenüber Konzentrationen von 1.46 mg/l (434 ppm) keine toxischen Veränderungen festgestellt. 300 ppm war geruchlich wahrnehmbar und wirkte etwas reizend auf Augen und Schleimhäute. Cyclohexan-Dampf verursacht eine schwache Anästhesie von kurzer Dauer, aber stärker als Hexan.
Tierexperimente haben gezeigt, dass Cyclohexan weit weniger schädlich ist als Benzol, sein sechsgliedriges aromatisches Analogon, und insbesondere nicht wie Benzol das blutbildende System angreift. Es wird angenommen, dass das praktisch Fehlen schädlicher Wirkungen in den blutbildenden Geweben zumindest teilweise auf Unterschiede im Metabolismus von Cyclohexan und Benzol zurückzuführen ist. Zwei Metaboliten von Cyclohexan wurden bestimmt – Cyclohexanon und Cyclohexanol – ersterer wird teilweise zu Adipinsäure oxidiert; Keines der Phenolderivate, die ein Merkmal der Toxizität von Benzol sind, wurde als Metabolit bei Tieren gefunden, die Cyclohexan ausgesetzt waren, und dies hat dazu geführt, dass Cyclohexan als Ersatzlösungsmittel für Benzol vorgeschlagen wurde.
Methylcyclohexan hat eine ähnliche, aber geringere Toxizität als Cyclohexan. Wiederholte Expositionen von Kaninchen bei 1,160 ppm über 10 Wochen führten zu keinen Wirkungen, und bei 3,330 ppm wurden nur leichte Nieren- und Leberschäden beobachtet. Eine längere Exposition bei 370 ppm schien für Affen harmlos zu sein. Es wurden keine toxischen Wirkungen durch industrielle Exposition oder Intoxikation beim Menschen durch Methylcyclohexan berichtet.
Tierversuche zeigen, dass der größte Teil dieser Substanz, die in den Blutkreislauf gelangt, mit Schwefel- und Glucuronsäure konjugiert ist und als Sulfate oder Glucuronide, insbesondere das Glucuronid, mit dem Urin ausgeschieden wird trans-4-Methylcyclohexanol.
Tabellen zu gesättigten und alicyclischen Kohlenwasserstoffen
Tabelle 1 - Chemische Informationen.
Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 3 - Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.