Halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe sind organische Chemikalien, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch ein Halogen (dh fluoriert, chloriert, bromiert oder jodiert) ersetzt wurden. Aliphatische Chemikalien enthalten keinen Benzolring.
Die chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe werden durch Chlorierung von Kohlenwasserstoffen, durch die Addition von Chlor oder Chlorwasserstoff an ungesättigte Verbindungen, durch die Reaktion zwischen Chlorwasserstoff oder Chlorkalk und Alkoholen, Aldehyden oder Ketonen und ausnahmsweise durch Chlorierung von Schwefelkohlenstoff oder anderen hergestellt Weg. In manchen Fällen sind weitere Schritte (z. B. Chlorierung mit anschließender Chlorwasserstoffabspaltung) erforderlich, um das benötigte Derivat zu erhalten, und es entsteht meist ein Gemisch, aus dem der gewünschte Stoff abgetrennt werden muss. Bromierte aliphatische Kohlenwasserstoffe werden auf ähnliche Weise hergestellt, während für jodierte und insbesondere für fluorierte Kohlenwasserstoffe andere Verfahren wie die elektrolytische Herstellung von Jodoform bevorzugt werden.
Der Siedepunkt von Stoffen steigt im Allgemeinen mit der Molmasse an und wird dann durch Halogenierung weiter angehoben. Von den halogenierten Aliphaten sind bei Normaltemperatur nur die wenig hochfluorierten Verbindungen (dh bis einschließlich Decafluorbutan), Chlormethan, Dichlormethan, Chlorethan, Chlorethylen und Brommethan gasförmig. Die meisten anderen Verbindungen in dieser Gruppe sind Flüssigkeiten. Die sehr stark chlorierten Verbindungen sowie Tetrabrommethan und Triodmethan sind Feststoffe. Der Geruch von Kohlenwasserstoffen wird durch Halogenierung oft stark verstärkt, und einige flüchtige Mitglieder der Gruppe haben nicht nur einen unangenehmen Geruch, sondern auch einen ausgeprägten süßen Geschmack (z. B. Chloroform und stark halogenierte Derivate von Ethan und Propan).
Verwendet
Die ungesättigten halogenierten aliphatischen und alicyclischen Kohlenwasserstoffe werden in der Industrie als Lösungsmittel, chemische Zwischenprodukte, Begasungsmittel und Insektizide verwendet. Sie finden sich in der Chemie-, Farben- und Lack-, Textil-, Gummi-, Kunststoff-, Farbstoff-, Pharma- und Textilreinigungsindustrie.
Industrielle Anwendungen der gesättigten halogenierten aliphatischen und alicyclischen Kohlenwasserstoffe sind zahlreich, aber ihre Hauptbedeutung ist ihre Anwendung als Lösungsmittel, chemische Zwischenprodukte, Feuerlöschmittel und Metallreinigungsmittel. Diese Verbindungen finden sich in der Gummi-, Kunststoff-, Metallverarbeitungs-, Farben- und Lack-, Gesundheits- und Textilindustrie. Einige sind Bestandteile von Bodenbegasungsmitteln und Insektiziden, andere sind Kautschuk-Vulkanisationsmittel.
1,2,3-Trichlorpropan und 1,1-Dichlorethan sind Lösungsmittel und Inhaltsstoffe in Farben- und Lackentfernern, während Methylbromid ist ein Lösungsmittel in Anilinfarbstoffen. Methylbromid wird auch zum Entfetten von Wolle, zum Sterilisieren von Lebensmitteln zur Schädlingsbekämpfung und zum Extrahieren von Ölen aus Blumen verwendet. Methylchlorid ist ein Lösungs- und Verdünnungsmittel für Butylkautschuk, ein Bestandteil von Flüssigkeiten für thermometrische und thermostatische Geräte und ein Treibmittel für Kunststoffe. 1,1,1-Trichlorethan wird hauptsächlich zur Kaltreinigung von Metallen und als Kühl- und Schmiermittel für Schneidöle verwendet. Es ist ein Reinigungsmittel für Instrumente in der Feinmechanik, ein Lösungsmittel für Farbstoffe und ein Bestandteil von Detachierflüssigkeiten in der Textilindustrie; in Kunststoffen ist 1,1,1-Trichlorethan ein Reinigungsmittel für Kunststoffformen. 1,1-Dichlorethan ist ein Lösungs-, Reinigungs- und Entfettungsmittel, das in Gummizement, Insektenspray, Feuerlöschern und Benzin sowie für Hochvakuum-Gummi, Erzflotation, Kunststoff- und Stoffverteilung in der Textilindustrie verwendet wird. Beim thermischen Cracken von 1,1-Dichlorethan entsteht Vinylchlorid. 1,1,2,2-Tetrachlorethan hat vielfältige Funktionen als nicht brennbares Lösungsmittel in der Gummi-, Farben- und Lack-, Metall- und Pelzindustrie. Es ist auch ein Mottenschutzmittel für Textilien und wird in fotografischen Filmen, der Herstellung von Kunstseide und Perlen und zur Bestimmung des Wassergehalts von Tabak verwendet.
Ethylendichlorid hat begrenzte Verwendung als Lösungsmittel und als chemisches Zwischenprodukt. Es ist in Farben, Lacken und Oberflächenentfernern enthalten und wurde als Benzinadditiv verwendet, um den Bleigehalt zu reduzieren. Dichlormethan or Methylenchlorid wird hauptsächlich als Lösungsmittel in Industrie- und Entlackungsformulierungen sowie in bestimmten Aerosolen, einschließlich Pestiziden und kosmetischen Produkten, verwendet. Es dient als Prozesslösemittel in der Pharma-, Kunststoff- und Lebensmittelindustrie. Methylenchlorid wird auch als Lösungsmittel in Klebstoffen und in der Laboranalyse verwendet. Die Hauptverwendung von 1,2-Dibromethan liegt in der Formulierung bleibasierter Antiklopfmittel zum Mischen mit Benzin. Es wird auch bei der Synthese anderer Produkte und als Bestandteil von Brechungsindexflüssigkeiten verwendet.
Chloroform ist auch ein chemisches Zwischenprodukt, ein chemisches Reinigungsmittel und ein Gummilösungsmittel. Hexachlorethan ist ein Entgasungsmittel für Aluminium- und Magnesiummetalle. Es wird verwendet, um Verunreinigungen aus geschmolzenen Metallen zu entfernen und die Explosivität von Methan und die Verbrennung von Ammoniumperchlorat zu hemmen. Es wird in der Pyrotechnik, bei Sprengstoffen und im Militär eingesetzt.
Bromoform ist ein Lösungsmittel, Flammschutzmittel und Flotationsmittel. Es wird zur Mineraltrennung, Gummivulkanisation und chemischen Synthese verwendet. Tetrachlorkohlenstoff wurde früher als Entfettungslösungsmittel und in chemischen Reinigungs-, Textilflecken- und Feuerlöschflüssigkeiten verwendet, aber seine Toxizität hat dazu geführt, dass seine Verwendung in Konsumgütern und als Begasungsmittel eingestellt wurde. Da ein großer Teil seiner Verwendung in der Herstellung von Chlorfluorkohlenstoffen liegt, die wiederum aus der großen Mehrheit der kommerziellen Verwendungen eliminiert werden, wird die Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff noch weiter abnehmen. Es wird heute in der Halbleiterherstellung, in Kabeln, bei der Metallrückgewinnung und als Katalysator, azeotropes Trocknungsmittel für nasse Zündkerzen, Seifenduft und zum Extrahieren von Öl aus Blumen verwendet.
Obwohl in den meisten Bereichen durch Tetrachlorethylen ersetzt, Trichlorethylen fungiert als Entfettungsmittel, Lösungsmittel und Farbverdünner. Es dient als Mittel zum Entfernen von Heftfäden in Textilien, als Anästhetikum für Zahnbehandlungen und als Quellmittel zum Färben von Polyester. Trichlorethylen wird auch bei der Dampfentfettung für Metallarbeiten verwendet. Es wurde in Schreibmaschinen-Korrekturflüssigkeit und als Extraktionslösungsmittel für Koffein verwendet. Trichlorethylen, 3-Chlor-2-methyl-1-propen und Allylbromid finden sich in Begasungsmitteln und Insektiziden. 2-Chlor-1,3-butadien wird als chemisches Zwischenprodukt bei der Herstellung von Kunstkautschuk verwendet. Hexachlor-1,3-butadien wird als Lösungsmittel, als Zwischenprodukt in der Schmiermittel- und Gummiherstellung und als Pestizid zur Begasung verwendet.
Vinylchlorid wurde hauptsächlich in der Kunststoffindustrie und zur Synthese von Polyvinylchlorid (PVC) verwendet. Es wurde jedoch früher häufig als Kältemittel, Extraktionslösungsmittel und Aerosoltreibmittel verwendet. Es ist Bestandteil von Bodenfliesen aus Vinylasbest. Andere ungesättigte Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich als Lösungsmittel, Flammschutzmittel, Wärmeaustauschflüssigkeiten und als Reinigungsmittel in einer Vielzahl von Industrien verwendet. Tetrachlorethen wird in der chemischen Synthese und in der Textilveredelung, Schlichte und Entschlichtung eingesetzt. Es wird auch für die chemische Reinigung und in der Isolierflüssigkeit und im Kühlgas von Transformatoren verwendet. cis-1,2-Dichlorethylen ist ein Lösungsmittel für Parfüme, Farbstoffe, Lacke, Thermoplaste und Gummi. Vinylbromid ist ein Flammschutzmittel für Teppichrücken, Nachtwäsche und Heimtextilien. Allylchlorid wird für duroplastische Harze für Lacke und Kunststoffe sowie als chemisches Zwischenprodukt verwendet. 1,1-Dichlorethylen wird in Lebensmittelverpackungen verwendet, und 1,2-Dichlorethylen ist ein Niedertemperatur-Extraktionsmittel für hitzeempfindliche Substanzen wie Parfümöle und Koffein im Kaffee.
Gefahren
Die Herstellung und Verwendung von halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen bringt ernsthafte potenzielle Gesundheitsprobleme mit sich. Sie besitzen viele lokale sowie systemische toxische Wirkungen; Zu den schwerwiegendsten gehören Karzinogenität und Mutagenität, Auswirkungen auf das Nervensystem und Verletzungen lebenswichtiger Organe, insbesondere der Leber. Trotz der relativen chemischen Einfachheit der Gruppe variieren die toxischen Wirkungen stark, und die Beziehung zwischen Struktur und Wirkung ist nicht automatisch.
Krebs. Für einige halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe (z. B. Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff) wurden schon vor längerer Zeit experimentelle Hinweise auf Kanzerogenität beobachtet. Die Kanzerogenitätsklassifizierungen der International Agency for Research on Cancer (IARC) sind im Anhang des angegeben Toxikologie Kapitel dieser Enzyklopädie. Einige halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe weisen auch mutagene und teratogene Eigenschaften auf.
Depression des zentralen Nervensystems (CNS) ist die herausragendste akute Wirkung vieler halogenierter aliphatischer Kohlenwasserstoffe. Rausch (Trunkenheit) und Erregung, die in Narkose übergeht, ist die typische Reaktion, und aus diesem Grund wurden viele Chemikalien dieser Gruppe als Anästhetika verwendet oder sogar als Freizeitdroge missbraucht. Die narkotische Wirkung ist unterschiedlich: Eine Verbindung kann eine sehr ausgeprägte narkotische Wirkung haben, während eine andere nur schwach narkotisch ist. Bei schwerer akuter Exposition besteht immer die Gefahr des Todes durch Atemversagen oder Herzstillstand, denn die halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe machen das Herz anfälliger für Katecholamine.
Das neurologische Wirkungen einiger Verbindungen wie Methylchlorid und Methylbromid sowie anderer bromierter oder jodierter Verbindungen dieser Gruppe sind viel schwerwiegender, insbesondere bei wiederholter oder chronischer Exposition. Diese Wirkungen auf das zentrale Nervensystem können nicht einfach als Depression des Nervensystems beschrieben werden, da die Symptome extrem sein können und Kopfschmerzen, Übelkeit, Ataxie, Zittern, Sprachschwierigkeiten, Sehstörungen, Krämpfe, Lähmungen, Delirium, Manie oder Apathie umfassen können. Die Wirkungen können langanhaltend sein und sich nur sehr langsam erholen, oder es kann zu dauerhaften neurologischen Schäden kommen. Die mit verschiedenen Chemikalien verbundenen Wirkungen können verschiedene Namen haben, wie z. B. „Methylchlorid-Enzephalopathie“ und „Chloropren-Enzephalomyelitis“. Auch die peripheren Nerven können betroffen sein, wie dies bei Tetrachlorethan- und Dichloracetylen-Polyneuritis beobachtet wird.
Systemisch. Schädliche Wirkungen auf die Leber, die Niere und andere Organe sind praktisch allen halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen gemeinsam, obwohl das Ausmaß der Schädigung von einem Mitglied der Gruppe zum anderen erheblich variiert. Da die Verletzungszeichen nicht sofort auftreten, werden diese Wirkungen manchmal als verzögerte Wirkungen bezeichnet. Der Verlauf einer akuten Intoxikation wird oft als zweiphasig beschrieben: als erste Phase die Anzeichen einer reversiblen Wirkung in einem frühen Stadium der Intoxikation (Narkose), erst später als zweite Phase Anzeichen einer anderen systemischen Schädigung. Andere Wirkungen, wie Krebs, können extrem lange Latenzzeiten haben. Es ist jedoch nicht immer möglich, scharf zwischen den toxischen Wirkungen einer chronischen oder wiederholten Exposition und den Spätfolgen einer akuten Intoxikation zu unterscheiden. Es gibt keine einfache Beziehung zwischen der Intensität der unmittelbaren und der verzögerten Wirkung bestimmter halogenierter aliphatischer Kohlenwasserstoffe. Es ist möglich, in der Gruppe Substanzen mit einer ziemlich starken narkotischen Potenz und schwach verzögerten Wirkungen zu finden, und Substanzen, die sehr gefährlich sind, weil sie irreversible Organschäden verursachen können, ohne sehr starke unmittelbare Wirkungen zu zeigen. Fast nie ist nur ein einzelnes Organ oder System beteiligt; insbesondere kommt es selten allein zu Leber- oder Nierenschäden, selbst durch Verbindungen, die früher als typisch hepatotoxisch (z. B. Tetrachlorkohlenstoff) oder nephrotoxisch (z. B. Methylbromid) galten.
Das lokale reizende Eigenschaften dieser Substanzen sind bei einigen der ungesättigten Glieder besonders ausgeprägt; überraschende Unterschiede bestehen jedoch auch zwischen sehr ähnlichen Verbindungen (z. B. ist Octafluorisobutylen enorm reizender als das isomere Octafluor-2-buten). Lungenreizung kann eine große Gefahr bei akuter Inhalationsexposition gegenüber einigen Verbindungen sein, die zu dieser Gruppe gehören (z. B. Allylchlorid), und einige von ihnen sind Tränenflussmittel (z. B. Tetrabromkohlenstoff). Hohe Konzentrationen von Dämpfen oder Flüssigkeitsspritzern können in manchen Fällen gefährlich für die Augen sein; die durch die am häufigsten verwendeten Elemente verursachte Verletzung erholt sich jedoch spontan, und nur eine verlängerte Exposition der Hornhaut führt zu einer anhaltenden Verletzung. Einige dieser Substanzen, wie 1,2-Dibromethan und 1,3-Dichlorpropan, sind eindeutig reizend und schädlich für die Haut und verursachen bereits bei kurzem Kontakt Rötungen, Blasenbildung und Nekrosen.
Als gute Lösungsmittel können all diese Chemikalien die Haut schädigen, indem sie sie entfetten und sie trocken, empfindlich, rissig und rissig machen, insbesondere bei wiederholtem Kontakt.
Gefahren bestimmter Verbindungen
Tetrachlorkohlenstoff ist eine äußerst gefährliche Chemikalie, die für Todesfälle durch Vergiftungen von Arbeitern verantwortlich ist, die ihr akut ausgesetzt sind. Es wird von der IARC als mögliches menschliches Karzinogen der Gruppe 2B eingestuft, und viele Behörden, wie die British Health and Safety Executive, verlangen, dass seine Verwendung in der Industrie schrittweise eingestellt wird. Da ein großer Teil der Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff in der Herstellung von Chlorfluorkohlenwasserstoffen erfolgte, schränkt die praktische Eliminierung dieser Chemikalien die kommerzielle Verwendung dieses Lösungsmittels weiter drastisch ein.
Die meisten Tetrachlorkohlenstoffvergiftungen sind auf das Einatmen des Dampfes zurückzuführen; die Substanz wird aber auch aus dem Magen-Darm-Trakt gut resorbiert. Als guter Fettlöser entfernt Tetrachlorkohlenstoff bei Kontakt Fett von der Haut, was zur Entwicklung einer sekundären septischen Dermatitis führen kann. Da es über die Haut aufgenommen wird, sollte darauf geachtet werden, längeren und wiederholten Hautkontakt zu vermeiden. Kontakt mit den Augen kann eine vorübergehende Reizung verursachen, führt jedoch nicht zu ernsthaften Verletzungen.
Tetrachlorkohlenstoff hat anästhetische Eigenschaften und der Kontakt mit hohen Dampfkonzentrationen kann zu schnellem Bewusstseinsverlust führen. Personen, die weniger als anästhetischen Konzentrationen von Tetrachlorkohlenstoffdampf ausgesetzt sind, zeigen häufig andere Wirkungen auf das Nervensystem, wie Schwindel, Schwindel, Kopfschmerzen, Depression, geistige Verwirrtheit und Koordinationsstörungen. Es kann bei höheren Konzentrationen zu Herzrhythmusstörungen und Kammerflimmern führen. Bei überraschend niedrigen Dampfkonzentrationen treten bei einigen Personen gastrointestinale Störungen wie Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen und Durchfall auf.
Die Wirkungen von Tetrachlorkohlenstoff auf Leber und Niere müssen bei der Bewertung der potentiellen Gefahren, denen Personen ausgesetzt sind, die mit dieser Verbindung arbeiten, in erster Linie berücksichtigt werden. Es sollte beachtet werden, dass der Konsum von Alkohol die schädlichen Wirkungen dieser Substanz verstärkt. Anurie oder Oligurie ist die anfängliche Reaktion, der in einigen Tagen eine Diurese folgt. Der während der Diureseperiode erhaltene Urin hat ein niedriges spezifisches Gewicht und enthält normalerweise Protein, Albumin, pigmentierte Zylinder und rote Blutkörperchen. Renale Clearance von Inulin, Diodrast u p-Aminohippursäure sind reduziert, was auf eine Abnahme des Blutflusses durch die Niere sowie auf glomeruläre und tubuläre Schäden hinweist. Die Nierenfunktion normalisiert sich allmählich und innerhalb von 100 bis 200 Tagen nach der Exposition befindet sich die Nierenfunktion im niedrigen bis normalen Bereich. Die histopathologische Untersuchung der Nieren zeigt eine Schädigung des tubulären Epithels in unterschiedlichem Ausmaß.
Chloroform. Chloroform ist auch ein gefährlicher flüchtiger chlorierter Kohlenwasserstoff. Es kann beim Einatmen, Verschlucken und Hautkontakt gesundheitsschädlich sein und Narkose, Atemlähmung, Herzstillstand oder verzögerten Tod aufgrund von Leber- und Nierenschäden verursachen. Es kann von Sniffer missbraucht werden. Flüssiges Chloroform kann Hautentfettung und Verätzungen verursachen. Es ist teratogen und krebserregend für Mäuse und Ratten. Phosgen wird auch durch die Einwirkung starker Oxidationsmittel auf Chloroform gebildet.
Chloroform ist eine allgegenwärtige Chemikalie, die in vielen kommerziellen Produkten verwendet wird und spontan durch die Chlorierung organischer Verbindungen gebildet wird, beispielsweise in gechlortem Trinkwasser. Chloroform in der Luft kann zumindest teilweise aus dem photochemischen Abbau von Trichlorethylen resultieren. Im Sonnenlicht zersetzt es sich langsam zu Phosgen, Chlor und Chlorwasserstoff.
Chloroform wird von der IARC basierend auf experimentellen Beweisen als mögliches Humankarzinogen der Gruppe 2B eingestuft. Die mündliche LD50 für Hunde und Ratten beträgt etwa 1 g/kg; 14 Tage alte Ratten sind doppelt so anfällig wie erwachsene Ratten. Mäuse sind anfälliger als Ratten. Leberschäden sind die Todesursache. Histopathologische Veränderungen in Leber und Niere wurden bei Ratten, Meerschweinchen und Hunden beobachtet, die 6 Monate (7 h/Tag, 5 Tage/Woche) gegenüber 25 ppm Luft exponiert wurden. Fettinfiltration, granuläre zentrilobuläre Degeneration mit nekrotischen Bereichen in der Leber und Veränderungen der Enzymaktivitäten im Serum sowie Schwellung des tubulären Epithels, Proteinurie, Glucosurie und verringerte Phenolsulfonphthalein-Ausscheidung wurden berichtet. Es scheint, dass Chloroform in verschiedenen Testsystemen nur ein geringes Potenzial hat, Chromosomenanomalien zu verursachen, daher wird angenommen, dass seine Karzinogenität auf nicht genotoxischen Mechanismen beruht. Chloroform verursacht auch verschiedene fötale Anomalien bei Versuchstieren, und ein No-Effect-Level wurde noch nicht ermittelt.
Personen, die Chloroformdämpfen in der Luft akut ausgesetzt sind, können je nach Konzentration und Expositionsdauer unterschiedliche Symptome entwickeln: Kopfschmerzen, Schläfrigkeit, Trunkenheitsgefühl, Mattigkeit, Schwindel, Übelkeit, Erregung, Bewusstlosigkeit, Atemdepression, Koma und Tod in Narkose. Der Tod kann durch Atemlähmung oder als Folge eines Herzstillstands eintreten. Chloroform sensibilisiert das Myokard für Katecholamine. Eine Konzentration von 10,000 bis 15,000 ppm Chloroform in der eingeatmeten Luft verursacht Anästhesie, und 15,000 bis 18,000 ppm können tödlich sein. Betäubungsmittelkonzentrationen im Blut betragen 30 bis 50 mg/100 ml; Konzentrationen von 50 bis 70 mg/100 ml Blut sind tödlich. Nach vorübergehender Erholung von starker Exposition können Leberfunktionsstörungen und Nierenschäden zum Tod führen. Wirkungen auf den Herzmuskel wurden beschrieben. Das Einatmen sehr hoher Konzentrationen kann zu einem plötzlichen Stillstand der Herztätigkeit (Schocktod) führen.
Arbeitnehmer, die über längere Zeit niedrigen Konzentrationen in der Luft ausgesetzt sind, und Personen mit einer ausgeprägten Abhängigkeit von Chloroform können an neurologischen und gastrointestinalen Symptomen leiden, die einem chronischen Alkoholismus ähneln. Fälle von verschiedenen Formen von Lebererkrankungen (Hepatomegalie, toxische Hepatitis und Fettleberdegeneration) wurden berichtet.
2-Chlorpropan ist ein starkes Anästhetikum; es wurde jedoch nicht weit verbreitet, da beim Menschen über Erbrechen und Herzrhythmusstörungen berichtet wurde und in Tierversuchen Schäden an Leber und Nieren festgestellt wurden. Spritzer auf die Haut oder in die Augen können schwerwiegende, aber vorübergehende Auswirkungen haben. Es besteht eine große Brandgefahr.
Dichlormethan (Methylenchlorid) ist sehr flüchtig, und in schlecht belüfteten Bereichen können sich hohe atmosphärische Konzentrationen entwickeln, die bei exponierten Arbeitern zu Bewusstlosigkeit führen. Allerdings hat der Stoff bei Konzentrationen über 300 ppm einen süßlichen Geruch und kann daher schon bei niedrigeren Konzentrationen als denen mit akuter Wirkung nachgewiesen werden. Es wurde von der IARC als mögliches Karzinogen für den Menschen eingestuft. Es liegen keine ausreichenden Daten zum Menschen vor, aber die verfügbaren Tierdaten werden als ausreichend erachtet.
Fälle von tödlichen Vergiftungen wurden bei Arbeitern berichtet, die enge Räume betraten, in denen hohe Dichlormethan-Konzentrationen vorhanden waren. In einem tödlichen Fall wurde ein Oleoresin durch ein Verfahren extrahiert, bei dem die meisten Operationen in einem geschlossenen System durchgeführt wurden; Der Arbeiter war jedoch durch Dämpfe berauscht, die aus den Lüftungsöffnungen im Innenversorgungstank und aus den Perkolatoren entwichen. Es wurde festgestellt, dass der tatsächliche Verlust an Dichlormethan aus dem System 3,750 l pro Woche betrug.
Die hauptsächliche akute toxische Wirkung von Dichlormethan wird auf das Zentralnervensystem ausgeübt – eine narkotische oder in hohen Konzentrationen eine anästhetische Wirkung; dieser letztgenannte Effekt wurde so beschrieben, dass er von starker Müdigkeit bis hin zu Benommenheit, Schläfrigkeit und sogar Bewusstlosigkeit reicht. Die Sicherheitsspanne zwischen diesen schwerwiegenden Wirkungen und weniger schwerwiegenden Auswirkungen ist gering. Die narkotische Wirkung verursacht Appetitlosigkeit, Kopfschmerzen, Schwindel, Reizbarkeit, Benommenheit, Taubheit und Kribbeln in den Gliedern. Längerer Kontakt mit niedrigeren Betäubungsmittelkonzentrationen kann nach einer Latenzzeit von mehreren Stunden Atemnot, trockenen, unproduktiven Husten mit starken Schmerzen und möglicherweise Lungenödem hervorrufen. Einige Behörden haben auch über hämatologische Störungen in Form einer Verringerung der Erythrozyten- und Hämoglobinspiegel sowie einer Verstopfung der Gehirnblutgefäße und einer Herzerweiterung berichtet.
Eine leichte Intoxikation scheint jedoch keine dauerhafte Behinderung zu erzeugen, und die potenzielle Toxizität von Dichlormethan für die Leber ist viel geringer als die anderer Halogenkohlenwasserstoffe (insbesondere Tetrachlorkohlenstoff), obwohl die Ergebnisse von Tierversuchen diesbezüglich nicht übereinstimmen Respekt. Es wurde jedoch darauf hingewiesen, dass Dichlormethan selten in reinem Zustand verwendet wird, sondern oft mit anderen Verbindungen gemischt wird, die eine toxische Wirkung auf die Leber haben. Seit 1972 wurde gezeigt, dass Personen, die Dichlormethan ausgesetzt waren, aufgrund der in vivo-Umwandlung von Dichlormethan in Kohlenstoff erhöhte Carboxyhämoglobinspiegel aufweisen (z. B. 10 % pro Stunde nach zweistündiger Exposition gegenüber 1,000 ppm Dichlormethan und 3.9 % 17 Stunden später). Kohlenmonoxid. Zu diesem Zeitpunkt könnte eine Exposition gegenüber Dichlormethankonzentrationen, die einen zeitlich gewichteten Durchschnitt (TWA) von 500 ppm nicht überschreiten, zu einem Carboxyhämoglobinspiegel führen, der über dem für Kohlenmonoxid zulässigen liegt (7.9 % COHb ist der Sättigungswert, der einer CO-Exposition von 50 ppm entspricht); 100 ppm Dichlormethan würden den gleichen COHb-Gehalt oder die gleiche CO-Konzentration in der Alveolarluft erzeugen wie 50 ppm CO.
Haut- und Augenreizungen können durch direkten Kontakt verursacht werden, aber die hauptsächlichen arbeitsbedingten Gesundheitsprobleme, die aus einer übermäßigen Exposition resultieren, sind die Symptome von Trunkenheit und Koordinationsstörungen, die aus einer Dichlormethanvergiftung resultieren, und die unsicheren Handlungen und Folgeunfälle, zu denen diese Symptome führen können.
Dichlormethan wird über die Plazenta aufgenommen und kann nach Exposition der Mutter im embryonalen Gewebe gefunden werden; es wird auch über die Milch ausgeschieden. Bisher liegen nur unzureichende Daten zur Reproduktionstoxizität vor.
Ethylendichlorid ist brennbar und stellt eine gefährliche Brandgefahr dar. Es wird von der IARC in Gruppe 2B – ein mögliches Karzinogen für den Menschen – eingestuft. Ethylendichlorid kann über die Atemwege, die Haut und den Magen-Darm-Trakt aufgenommen werden. Es wird zu 2-Chlorethanol und Monochloressigsäure metabolisiert, die beide toxischer sind als die ursprüngliche Verbindung. Es hat eine Geruchsschwelle beim Menschen, die von 2 bis 6 ppm variiert, wie unter kontrollierten Laborbedingungen bestimmt. Die Anpassung scheint jedoch relativ früh aufzutreten, und nach 1 oder 2 Minuten ist der Geruch bei 50 ppm kaum wahrnehmbar. Ethylendichlorid ist für Menschen beträchtlich toxisch. 100 bis 24 ml reichen aus, um innerhalb von 48 bis 4,000 Stunden den Tod herbeizuführen. Das Einatmen von XNUMX ppm führt zu schweren Erkrankungen. In hohen Konzentrationen reizt es sofort Augen, Nase, Rachen und Haut.
Eine Hauptverwendung der Chemikalie ist die Herstellung von Vinylchlorid, was hauptsächlich ein geschlossener Prozess ist. Lecks aus dem Prozess können jedoch auftreten und treten auch auf, wodurch eine Gefahr für den so exponierten Arbeiter entsteht. Die wahrscheinlichste Expositionsmöglichkeit besteht jedoch beim Umfüllen von Behältern mit Ethylendichlorid in offene Fässer, wo es anschließend zur Begasung von Getreide verwendet wird. Expositionen treten auch durch Produktionsverluste, das Auftragen von Farben, Lösungsmittelextraktionen und Abfallentsorgungsvorgänge auf. Ethylendichlorid photooxidiert schnell an der Luft und reichert sich nicht in der Umwelt an. Es ist nicht bekannt, dass es sich in irgendeiner Nahrungskette biokonzentriert oder sich in menschlichem Gewebe anreichert.
Die Einstufung von Ethylenchlorid als Karzinogen der Gruppe 2B basiert auf der signifikanten Zunahme der Tumorproduktion, die bei beiden Geschlechtern bei Mäusen und Ratten festgestellt wurde. Viele der Tumore, wie das Hämangiosarkom, sind ungewöhnliche Tumorarten, die bei Kontrolltieren selten, wenn überhaupt, auftreten. Die „Zeit bis zum Tumor“ war bei den behandelten Tieren kürzer als bei den Kontrolltieren. Da es bei zwei Tierarten zu fortschreitenden bösartigen Erkrankungen verschiedener Organe geführt hat, muss Ethylendichlorid als potenziell krebserregend für den Menschen angesehen werden.
Hexachlorbutadien (HCBD). Beobachtungen zu berufsbedingten Störungen sind rar. Landarbeiter, die Weinberge begasen und gleichzeitig 0.8 bis 30 mg/mXNUMX ausgesetzt sind3 HCBD und 0.12 bis 6.7 mg/m3 Polychlorbutan in der Atmosphäre zeigte Hypotonie, Herzerkrankungen, chronische Bronchitis, chronische Lebererkrankungen und Störungen der Nervenfunktion. Bei anderen exponierten Arbeitern wurden Hauterkrankungen beobachtet, die wahrscheinlich auf HCBD zurückzuführen sind.
Hexachlorethan besitzt eine narkotische Wirkung; Da es jedoch ein Feststoff ist und unter normalen Bedingungen einen ziemlich niedrigen Dampfdruck hat, ist die Gefahr einer Depression des Zentralnervensystems durch Einatmen gering. Es reizt Haut und Schleimhäute. Es wurde eine Reizung durch Staub beobachtet, und es wurde berichtet, dass die Exposition von Bedienern gegenüber Dämpfen von heißem Hexachlorethan Blepharospasmus, Photophobie, Tränenfluss und Rötung der Bindehaut, aber keine Hornhautverletzung oder dauerhaften Schaden verursacht. Hexachlorethan kann dystrophische Veränderungen in der Leber und in anderen Organen verursachen, wie bei Tieren nachgewiesen wurde.
Die IARC hat HCBD in Gruppe 3 eingestuft, nicht klassifizierbar in Bezug auf Karzinogenität.
Methylchlorid ist ein geruchloses Gas und gibt daher keine Warnung. So kann es zu erheblichen Expositionen kommen, ohne dass die Betroffenen davon Kenntnis haben. Es besteht auch das Risiko einer individuellen Anfälligkeit für selbst eine leichte Exposition. Bei Tieren hat es bei verschiedenen Arten deutlich unterschiedliche Wirkungen gezeigt, mit größerer Anfälligkeit bei Tieren mit höher entwickelten zentralen Nervensystemen, und es wurde vermutet, dass menschliche Subjekte einen noch größeren Grad an individueller Anfälligkeit zeigen könnten. Eine Gefahr im Zusammenhang mit einer leichten chronischen Exposition ist die Möglichkeit, dass die „Betrunkenheit“, Schwindel und die langsame Erholung von einer leichten Vergiftung dazu führen können, dass die Ursache nicht erkannt wird und dass Lecks unerwartet auftreten können. Dies könnte zu einer weiteren längeren Exposition und zu Unfällen führen. Die Mehrzahl der erfassten tödlichen Fälle wurde durch Lecks in Haushaltskühlschränken oder Defekte in Kühlanlagen verursacht. Es ist auch eine gefährliche Brand- und Explosionsgefahr.
Eine schwere Intoxikation ist gekennzeichnet durch eine Latenzzeit von mehreren Stunden vor dem Einsetzen von Symptomen wie Kopfschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit, Erbrechen und Bauchschmerzen. Schwindel und Benommenheit können schon seit einiger Zeit bestehen, bevor der akutere Anfall durch einen plötzlichen Unfall ausgelöst wurde. Chronische Vergiftungen durch eine mildere Exposition wurden weniger häufig berichtet, möglicherweise weil die Symptome nach Beendigung der Exposition schnell verschwinden können. Die Beschwerden in leichten Fällen umfassen Schwindel, Schwierigkeiten beim Gehen, Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Die häufigsten objektiven Symptome sind ein schwankender Gang, Nystagmus, Sprachstörungen, arterielle Hypotonie sowie eine verminderte und gestörte zerebrale elektrische Aktivität. Eine milde anhaltende Intoxikation kann zu einer dauerhaften Schädigung des Herzmuskels und des Zentralnervensystems führen, mit einer Veränderung der Persönlichkeit, Depression, Reizbarkeit und gelegentlich visuellen und akustischen Halluzinationen. Ein erhöhter Albumingehalt im Liquor cerebrospinalis mit möglichen extrapyramidalen und pyramidalen Läsionen kann auf die Diagnose einer Meningoenzephalitis hindeuten. In tödlichen Fällen hat die Autopsie eine Stauung von Lunge, Leber und Nieren gezeigt.
Tetrachlorethan ist ein starkes Narkotikum und ein Gift für das Zentralnervensystem und die Leber. Die langsame Ausscheidung von Tetrachlorethan aus dem Körper kann ein Grund für seine Toxizität sein. Das Einatmen des Dampfes ist normalerweise die Hauptquelle für die Absorption von Tetrachlorethan, obwohl es Hinweise gibt, dass eine Absorption durch die Haut bis zu einem gewissen Grad erfolgen kann. Es wurde spekuliert, dass bestimmte Wirkungen auf das Nervensystem (z. B. Zittern) hauptsächlich durch Hautabsorption verursacht werden. Es ist auch ein Hautreizmittel und kann Dermatitis hervorrufen.
Die meisten beruflichen Expositionen gegenüber Tetrachlorethan resultieren aus seiner Verwendung als Lösungsmittel. Zwischen 1915 und 1920 ereignete sich eine Reihe tödlicher Fälle, als es bei der Herstellung von Flugzeugstoffen und bei der Herstellung von Kunstperlen eingesetzt wurde. Weitere tödliche Fälle von Tetrachlorethan-Vergiftungen wurden bei der Herstellung von Schutzbrillen, der Kunstlederindustrie, der Gummiindustrie und einer nicht näher bezeichneten Kriegsindustrie gemeldet. Bei der Herstellung von Kunstseide, der Wollentfettung, der Penicillin-Präparation und der Schmuckherstellung sind nicht tödliche Fälle aufgetreten.
Tetrachlorethan ist ein starkes Narkotikum, das in dieser Hinsicht für Tiere zwei- bis dreimal so wirksam ist wie Chloroform. Todesfälle bei Menschen sind auf die Einnahme von Tetrachlorethan zurückzuführen, wobei der Tod innerhalb von 12 Stunden eintrat. Es wurde auch über nicht tödliche Fälle mit Bewusstlosigkeit, aber ohne schwerwiegende Nachwirkungen berichtet. Im Vergleich zu Tetrachlorkohlenstoff ist die narkotische Wirkung von Tetrachlorethan deutlich stärker, die nephrotoxische Wirkung jedoch geringer. Eine chronische Intoxikation durch Tetrachlorethan kann zwei Formen annehmen: Wirkungen auf das Zentralnervensystem wie Zittern, Schwindel und Kopfschmerzen; und gastrointestinale und hepatische Symptome, einschließlich Übelkeit, Erbrechen, Magenschmerzen, Gelbsucht und Vergrößerung der Leber.
1,1,1-Trichlorethan wird schnell über die Lunge und den Magen-Darm-Trakt resorbiert. Es kann durch die Haut absorbiert werden, aber dies ist selten von systemischer Bedeutung, es sei denn, es ist auf die Hautoberfläche unter einer undurchlässigen Barriere beschränkt. Die erste klinische Manifestation einer Überexposition ist eine funktionelle Depression des Zentralnervensystems, beginnend mit Schwindel, Koordinationsstörungen und beeinträchtigtem Romberg-Test (Proband steht auf einem Fuß, mit geschlossenen Augen und Armen an seiner Seite), fortschreitend zu Anästhesie und Atemstillstand. Die ZNS-Depression ist proportional zur Expositionshöhe und typisch für ein Anästhetikum, daher die Gefahr einer Epinephrin-Sensibilisierung des Herzens mit der Entwicklung einer Arrhythmie. Nach starker Überexposition kam es zu vorübergehenden Leber- und Nierenschäden, und bei der Autopsie wurden Lungenschäden festgestellt. Mehrere Tropfen, die direkt auf die Hornhaut gespritzt werden, können zu einer leichten Bindehautentzündung führen, die innerhalb weniger Tage spontan abklingt. Längerer oder wiederholter Kontakt mit der Haut führt aufgrund der entfettenden Wirkung des Lösungsmittels zu vorübergehendem Erythem und leichter Reizung.
Nach der Resorption von 1,1,1-Trichlorethan wird ein kleiner Prozentsatz zu Kohlendioxid metabolisiert, während der Rest im Urin als Glucuronid von 2,2,2-Trichlorethanol erscheint.
Akute Exposition. Menschen, die 900 bis 1,000 ppm ausgesetzt waren, erfuhren eine vorübergehende, leichte Augenreizung und eine sofortige, wenn auch minimale Beeinträchtigung der Koordination. Expositionen dieser Größenordnung können auch Kopfschmerzen und Mattigkeit hervorrufen. Bei „empfindlichen“ Personen, die Konzentrationen im Bereich von 300 bis 500 ppm ausgesetzt waren, wurden gelegentlich Gleichgewichtsstörungen beobachtet. Einer der empfindlichsten klinischen Tests auf eine leichte Intoxikation während der Expositionszeit ist die Unfähigkeit, einen normalen modifizierten Romberg-Test durchzuführen. Oberhalb von 1,700 ppm wurden deutliche Gleichgewichtsstörungen beobachtet.
Die meisten der wenigen Todesfälle, über die in der Literatur berichtet wird, ereigneten sich in Situationen, in denen eine Person anästhetischen Konzentrationen des Lösungsmittels ausgesetzt war und entweder als Ergebnis einer Depression des Atemzentrums oder einer Arrhythmie starb, die aus einer Epinephrin-Sensibilisierung des Herzens resultierte.
1,1,1-Trichlorethan ist gemäß IARC hinsichtlich der Karzinogenität nicht klassifizierbar (Gruppe 3).
Das 1,1,2-Trichlorethan Isomer wird als chemisches Zwischenprodukt und als Lösungsmittel verwendet. Die hauptsächliche pharmakologische Reaktion auf diese Verbindung ist eine Depression des ZNS. Es scheint weniger akut toxisch zu sein als die 1,1,2-Form. Obwohl IARC es als nicht klassifizierbares Karzinogen (Gruppe 3) betrachtet, behandeln einige Regierungsbehörden es als mögliches Humankarzinogen (z. B. US National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH)).
Trichlorethylen. Obwohl Trichlorethylen unter normalen Gebrauchsbedingungen nicht brennbar und nicht explosiv ist, kann es sich bei hohen Temperaturen zu Salzsäure, Phosgen (in Gegenwart von Luftsauerstoff) und anderen Verbindungen zersetzen. Solche Bedingungen (Temperaturen über 300 °C) findet man an heißen Metallen, beim Lichtbogenschweißen und offenen Flammen. Dichloracetylen, eine explosive, brennbare, toxische Verbindung, kann in Gegenwart von starkem Alkali (z. B. Natriumhydroxid) gebildet werden.
Trichlorethylen hat in erster Linie eine narkotische Wirkung. Bei Exposition gegenüber hohen Dampfkonzentrationen (über etwa 1,500 mg/m3) kann es zu einem erregenden oder euphorischen Stadium kommen, gefolgt von Schwindel, Verwirrtheit, Benommenheit, Übelkeit, Erbrechen und möglicherweise Bewusstlosigkeit. Bei versehentlicher Einnahme von Trichlorethylen geht diesen Symptomen ein brennendes Gefühl in Hals und Speiseröhre voraus. Bei Inhalationsvergiftungen verschwinden die meisten Manifestationen durch das Einatmen von nicht kontaminierter Luft und die Eliminierung des Lösungsmittels und seiner Metaboliten. Dennoch sind Todesfälle infolge von Arbeitsunfällen aufgetreten. Längerer Kontakt von bewusstlosen Patienten mit flüssigem Trichlorethylen kann zu Blasenbildung auf der Haut führen. Eine weitere Komplikation bei einer Vergiftung kann eine chemische Pneumonitis und Leber- oder Nierenschäden sein. Spritzer von Trichlorethylen in die Augen verursachen Reizungen (Brennen, Tränen und andere Symptome).
Nach wiederholtem Kontakt mit flüssigem Trichlorethylen kann sich eine schwere Dermatitis entwickeln (Austrocknung, Rötung, Aufrauung und Rissbildung der Haut), gefolgt von Sekundärinfektion und Sensibilisierung.
Trichlorethylen wird von der IARC als wahrscheinliches Karzinogen der Gruppe 2A für den Menschen eingestuft. Außerdem ist das Zentralnervensystem das Hauptzielorgan für chronische Toxizität. Zwei Arten von Wirkungen sind zu unterscheiden: (a) narkotische Wirkung von Trichlorethylen und seinem Metaboliten Trichlorethanol, wenn es noch im Körper vorhanden ist, und (b) die lang anhaltenden Folgen wiederholter Überexposition. Letztere können noch mehrere Wochen oder sogar Monate nach Beendigung der Trichlorethylen-Exposition bestehen bleiben. Die Hauptsymptome sind Abgeschlagenheit, Schwindel, Reizbarkeit, Kopfschmerzen, Verdauungsstörungen, Alkoholunverträglichkeit (Betrunkenheit nach Konsum kleiner Mengen Alkohol, Hautflecken durch Gefäßerweiterung – „Entfettungsröte“), geistige Verwirrtheit. Die Symptome können von verstreuten geringfügigen neurologischen Anzeichen (hauptsächlich des Gehirns und des vegetativen Nervensystems, selten der peripheren Nerven) sowie von einer psychischen Verschlechterung begleitet sein. Unregelmäßigkeiten des Herzrhythmus und eine geringfügige Beteiligung der Leber wurden selten beobachtet. Die euphorisierende Wirkung der Inhalation von Trichlorethylen kann zu Verlangen, Gewöhnung und Schnupfen führen.
Allylverbindungen
Die Allylverbindungen sind ungesättigte Analoge der entsprechenden Propylverbindungen und werden durch die allgemeine Formel CH dargestellt2:CHCH2X, wobei X im vorliegenden Zusammenhang üblicherweise ein Halogen-, Hydroxyl- oder organischer Säurerest ist. Wie bei den eng verwandten Vinylverbindungen haben sich die mit der Doppelbindung verbundenen reaktiven Eigenschaften für Zwecke der chemischen Synthese und Polymerisation bewährt.
Mit dem Vorhandensein der Doppelbindung in den Allylverbindungen sind auch gewisse arbeitshygienisch bedeutsame physiologische Wirkungen verbunden. Es wurde beobachtet, dass ungesättigte aliphatische Ester reizende und tränenreizende Eigenschaften aufweisen, die bei den entsprechenden gesättigten Estern nicht (zumindest im gleichen Ausmaß) vorhanden sind; und die akute LD50 auf verschiedenen Wegen tendenziell niedriger für den ungesättigten Ester als für die gesättigte Verbindung. Auffällige Unterschiede in dieser Hinsicht finden sich zwischen Allylacetat und Propylacetat. Diese reizenden Eigenschaften sind jedoch nicht auf die Allylester beschränkt; sie kommen in verschiedenen Klassen von Allylverbindungen vor.
Allylchlorid (Chloropren) hat brennbare und toxische Eigenschaften. Es wirkt nur schwach narkotisch, ist aber ansonsten hochgiftig. Es ist sehr reizend für die Augen und die oberen Atemwege. Sowohl akute als auch chronische Exposition kann zu Lungen-, Leber- und Nierenschäden führen. Eine chronische Exposition wurde auch mit einer Abnahme des systolischen Drucks und des Tonus der Blutgefäße des Gehirns in Verbindung gebracht. Bei Kontakt mit der Haut verursacht es leichte Reizungen, aber die Aufnahme durch die Haut verursacht tiefsitzende Schmerzen im Kontaktbereich. Eine systemische Schädigung kann mit Hautabsorption einhergehen.
Tierversuche liefern widersprüchliche Ergebnisse bezüglich Karzinogenität, Mutagenität und Reproduktionstoxizität. IARC hat Allylchlorid in die Gruppe 3 eingestuft – nicht klassifizierbar.
Chlorierte Vinyl- und Vinylidenverbindungen
Vinyle sind chemische Zwischenprodukte und werden hauptsächlich als Monomere bei der Herstellung von Kunststoffen verwendet. Viele von ihnen können durch Zugabe der entsprechenden Verbindung zu Acetylen hergestellt werden. Beispiele für Vinylmonomere umfassen Vinylbromid, Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylacetat, Vinylether und Vinylester. Polymere sind Produkte mit hohem Molekulargewicht, die durch Polymerisation gebildet werden, was als ein Prozess definiert werden kann, bei dem ähnliche Monomere kombiniert werden, um eine andere Verbindung herzustellen, die dieselben Elemente in denselben Anteilen, aber mit einem höheren Molekulargewicht und anderen physikalischen Eigenschaften enthält.
Vinylchlorid. Vinylchlorid (VC) ist brennbar und bildet mit Luft bei Anteilen zwischen 4 und 22 Vol.-% ein explosionsfähiges Gemisch. Beim Verbrennen zerfällt es in gasförmige Salzsäure, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Es wird vom menschlichen Organismus leicht über die Atemwege aufgenommen, gelangt von dort in den Blutkreislauf und von dort in die verschiedenen Organe und Gewebe. Es wird auch über das Verdauungssystem als Verunreinigung von Speisen und Getränken und über die Haut aufgenommen; diese beiden Eintragswege sind jedoch für Berufsvergiftungen vernachlässigbar.
Das aufgenommene VC wird je nach angesammelter Menge auf verschiedene Weise umgewandelt und ausgeschieden. Wenn es in hohen Konzentrationen vorhanden ist, kann es bis zu 90 % unverändert durch die Ausatmung ausgeschieden werden, begleitet von geringen Mengen CO2; der Rest wird biotransformiert und mit dem Urin ausgeschieden. Bei niedrigen Konzentrationen wird die Menge des unverändert ausgeatmeten Monomers äußerst gering und der Anteil zu CO reduziert2 macht etwa 12 % aus. Der Rest wird einer weiteren Transformation unterzogen. Das Hauptzentrum des Stoffwechselprozesses ist die Leber, wo das Monomer einer Reihe von oxidativen Prozessen unterliegt, die teilweise durch Alkoholdehydrogenase und teilweise durch eine Katalase katalysiert werden. Der Hauptstoffwechselweg ist der mikrosomale, bei dem VC zu Chlorethylenoxid oxidiert wird, einem instabilen Epoxid, das sich spontan in Chloracetaldehyd umwandelt.
Unabhängig vom Stoffwechselweg ist das Endprodukt immer Chloracetaldehyd, das nacheinander mit Glutathion oder Cystein konjugiert oder zu Monochloressigsäure oxidiert wird, die teilweise in den Urin gelangt und sich teilweise mit Glutathion und Cystein verbindet. Die wichtigsten Metaboliten im Urin sind: Hydroxyethylcystein, Carboxyethylcystein (als solches oder N-acetyliert) und Monochloressigsäure und Thiodiglykolsäure in Spuren. Ein kleiner Teil der Metaboliten wird mit der Galle in den Darm ausgeschieden.
Akute Vergiftung. Beim Menschen führt eine längere VC-Exposition zu einem Rauschzustand, der akut oder chronisch verlaufen kann. Atmosphärische Konzentrationen von etwa 100 ppm sind nicht wahrnehmbar, da die Geruchsschwelle bei 2,000 bis 5,000 ppm liegt. Liegen derart hohe Monomerkonzentrationen vor, werden diese als süßlicher, nicht unangenehmer Geruch wahrgenommen. Die Exposition gegenüber hohen Konzentrationen führt zu einem Hochgefühl, gefolgt von Asthenie, Schweregefühl in den Beinen und Schläfrigkeit. Schwindel wird bei Konzentrationen von 8,000 bis 10,000 ppm beobachtet, Hör- und Sehstörungen werden bei 16,000 ppm beeinträchtigt, Bewusstlosigkeit und Narkose treten bei 70,000 ppm auf und Konzentrationen von mehr als 120,000 ppm können für Menschen tödlich sein.
Krebserzeugende Wirkung. Vinylchlorid wird von der IARC als bekanntes Humankarzinogen der Gruppe 1 eingestuft und von zahlreichen Behörden weltweit als bekanntes Humankarzinogen reguliert. In der Leber kann es die Entwicklung eines äußerst seltenen bösartigen Tumors auslösen, der als Angiosarkom oder Hämangioblastom oder malignes Hämangio-Endotheliom oder angiomatöses Mesenchym bekannt ist. Die mittlere Latenzzeit beträgt etwa 20 Jahre. Sie entwickelt sich asymptomatisch und macht sich erst in einem späten Stadium bemerkbar mit Symptomen von Hepatomegalie, Schmerzen und Verschlechterung des Allgemeinbefindens, und es können Zeichen einer begleitenden Leberfibrose, portaler Hypertonie, Ösophagusvarizen, Aszites, Blutungen des Verdauungstraktes auftreten Trakt, hypochrome Anämie, Cholestase mit Anstieg der alkalischen Phosphatase, Hyperbilirubinämie, Verlängerung der BSP-Retentionszeit, Überfunktion der Milz, die im Wesentlichen durch Thrombozytopenie und Retikulozytose gekennzeichnet ist, Beteiligung der Leberzellen mit Abnahme des Serumalbumins und des Fibrinogens.
Langfristige Exposition gegenüber ausreichend hohen Konzentrationen führt zu einem Syndrom, das als „Vinylchlorid-Krankheit“ bezeichnet wird. Dieser Zustand ist gekennzeichnet durch neurotoxische Symptome, Veränderungen der peripheren Mikrozirkulation (Raynaud-Phänomen), Hautveränderungen vom Typ Sklerodermie, Skelettveränderungen (Akroosteolyse), Veränderungen in Leber und Milz (Hepato-Milz-Fibrose), ausgeprägte genotoxische Symptome, sowie Krebs. Es kann zu einer Hautbeteiligung kommen, einschließlich Sklerodermie am Handrücken an den Mittelhand- und Fingergelenken und an der Innenseite der Unterarme. Die Hände sind blass und fühlen sich aufgrund eines harten Ödems kalt, feucht und geschwollen an. Die Haut kann an Elastizität verlieren, sich in Falten nur schwer anheben lassen oder von kleinen Papeln, Mikrovesikeln und Urtikoidbildungen bedeckt sein. Solche Veränderungen wurden an Füßen, Nacken, Gesicht und Rücken sowie an Händen und Armen beobachtet.
Akro-Osteolyse. Dies ist eine Skelettveränderung, die im Allgemeinen an den Endgliedern der Hände lokalisiert ist. Es ist auf eine aseptische Knochennekrose ischämischen Ursprungs zurückzuführen, die durch stenosierende Knochenarteriolitis induziert wird. Das Röntgenbild zeigt einen Osteolyseprozess mit Querbändern oder mit ausgedünnten Ungualphalangen.
Leberveränderungen. Bei allen VC-Vergiftungen können Leberveränderungen beobachtet werden. Sie können mit Verdauungsschwierigkeiten, einem Schweregefühl in der Magengegend und Meteorismus beginnen. Die Leber ist vergrößert, hat ihre normale Konsistenz und macht beim Abtasten keine besonderen Schmerzen. Labortests sind selten positiv. Die Lebervergrößerung verschwindet nach Entfernung von der Exposition. Bei längerer Exposition, dh nach 2 bis 20 Jahren, kann sich eine Leberfibrose entwickeln. Diese Fibrose ist manchmal isoliert, aber häufiger mit einer Vergrößerung der Milz verbunden, die durch portale Hypertension, Krampfadern an der Speiseröhre und der Kardia und folglich durch Blutungen des Verdauungstrakts kompliziert sein kann. Eine Leber- und Milzfibrose ist nicht zwangsläufig mit einer Vergrößerung dieser beiden Organe verbunden. Laboruntersuchungen sind wenig hilfreich, aber erfahrungsgemäß sollte ein BSP-Test gemacht und die SGOT (Serum-Glutamat-Oxalacetat-Transaminase) und SGPT (Serum-Glutamat-Pyruvat-Transaminase), Gamma-GT und Bilirubinämie bestimmt werden. Die einzig zuverlässige Untersuchung ist eine Laparoskopie mit Biopsie. Die Leberoberfläche ist aufgrund des Vorhandenseins von Granulationen und sklerotischen Zonen unregelmäßig. Die allgemeine Struktur der Leber ist selten verändert, und das Parenchym ist wenig betroffen, obwohl Leberzellen mit trüben Schwellungen und Leberzellnekrose vorhanden sind; ein gewisser Polymorphismus der Zellkerne ist erkennbar. Die mesenchymalen Veränderungen sind spezifischer, da immer eine Fibrose der Glisson-Kapsel vorliegt, die sich in die Portalräume erstreckt und in die Leberzellzwischenräume übergeht. Wenn die Milz betroffen ist, zeigt sie eine Kapselfibrose mit follikulärer Hyperplasie, Erweiterung der Sinusoide und Kongestion der roten Pulpa. Ein diskreter Aszites ist nicht selten. Nach Entfernung der Exposition gehen Hepatomegalie und Splenomegalie zurück, die Veränderungen des Leberparenchyms gehen zurück, und die mesenchymalen Veränderungen können sich weiter verschlechtern oder auch ihre Entwicklung einstellen.
Vinylbromid. Obwohl die akute Toxizität von Vinylbromid geringer ist als die vieler anderer Chemikalien dieser Gruppe, wird es von der IARC als wahrscheinliches Karzinogen für den Menschen (Gruppe 2A) eingestuft und sollte am Arbeitsplatz als potenzielles Karzinogen am Arbeitsplatz gehandhabt werden. In flüssigem Zustand ist Vinylbromid mäßig reizend für die Augen, jedoch nicht für die Haut von Kaninchen. Ratten, Kaninchen und Affen, die 250 Stunden pro Tag, 500 Tage pro Woche während 6 Monaten 5 oder 6 ppm ausgesetzt waren, zeigten keine Schäden. Ein 1-Jahres-Experiment an Ratten, die 1,250 oder 250 ppm (6 Stunden pro Tag, 5 Tage pro Woche) ausgesetzt waren, zeigte eine erhöhte Mortalität, Körpergewichtsverlust, Angiosarkom der Leber und Karzinome der Zymbal-Drüsen. Die Substanz erwies sich in Stämmen als erbgutverändernd Salmonella typhimurium mit und ohne Stoffwechselaktivierung.
Vinylidenchlorid (VDC). Wenn reines Vinylidenchlorid zwischen -40 °C und +25 °C in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff aufbewahrt wird, entsteht eine heftig explosive Peroxidverbindung unbestimmter Struktur, die durch leichte mechanische Reize oder durch Hitze explodieren kann. Die Dämpfe sind mäßig reizend für die Augen, und der Kontakt mit hohen Konzentrationen kann betrunkene Wirkungen hervorrufen, die bis zur Bewusstlosigkeit führen können. Die Flüssigkeit reizt die Haut, was teilweise auf den phenolischen Inhibitor zurückzuführen sein kann, der zugesetzt wird, um eine unkontrollierte Polymerisation und Explosion zu verhindern. Es hat auch sensibilisierende Eigenschaften.
Das kanzerogene Potenzial von VDC bei Tieren ist noch umstritten. IARC hat es nicht als mögliches oder wahrscheinliches Karzinogen eingestuft (Stand 1996), aber das US-amerikanische NIOSH hat für VDC denselben Expositionsgrenzwert wie für Vinylchlorid-Monomer empfohlen – dh 1 ppm. Bisher liegen keine Fallberichte oder epidemiologischen Studien vor, die für die Karzinogenität von VDC-Vinylchlorid-Copolymeren beim Menschen relevant sind.
VDC hat eine mutagene Aktivität, deren Ausmaß je nach Konzentration variiert: Bei niedriger Konzentration wurde festgestellt, dass es höher ist als die von Vinylchloridmonomer; diese Aktivität scheint jedoch bei hohen Dosen abzunehmen, wahrscheinlich als Ergebnis einer hemmenden Wirkung auf die mikrosomalen Enzyme, die für seine metabolische Aktivierung verantwortlich sind.
Bromhaltige aliphatische Kohlenwasserstoffe
Bromoform. Ein Großteil der Erfahrungen mit Vergiftungsfällen beim Menschen stammt aus der oralen Verabreichung, und es ist schwierig, die Bedeutung der Toxizität von Bromoform bei der industriellen Verwendung zu bestimmen. Bromoform wird seit Jahren als Beruhigungsmittel und insbesondere als Antitussivum verwendet, wobei die Einnahme von Mengen über der therapeutischen Dosis (0.1 bis 0.5 g) zu Stupor, Hypotonie und Koma geführt hat. Neben der narkotischen Wirkung tritt eine ziemlich starke Reiz- und Tränenwirkung auf. Die Exposition gegenüber Bromoformdämpfen verursacht eine deutliche Reizung der Atemwege, Tränenfluss und Speichelfluss. Bromoform kann Leber und Niere schädigen. Bei Mäusen wurden durch intraperitoneale Applikation Tumore hervorgerufen. Es wird über die Haut aufgenommen. Bei Exposition gegenüber Konzentrationen bis 100 mg/m3 (10 ppm) wurde über Kopfschmerzen, Schwindel und Schmerzen in der Leberregion geklagt und über Veränderungen der Leberfunktion berichtet.
Ethylendibromid (Dibromethan) ist eine potenziell gefährliche Chemikalie mit einer geschätzten tödlichen Mindestdosis von 50 mg/kg für den Menschen. In der Tat, die Einnahme von 4.5 cm3 von Dow-fume W-85, das 83 % Dibromethan enthält, erwies sich als tödlich für eine 55 kg schwere erwachsene Frau. Es wird von der IARC als wahrscheinliches Karzinogen der Gruppe 2A für den Menschen eingestuft.
Die durch diese Chemikalie hervorgerufenen Symptome hängen davon ab, ob ein direkter Kontakt mit der Haut, Einatmen von Dämpfen oder orale Einnahme stattgefunden hat. Da die flüssige Form stark reizend ist, führt ein längerer Kontakt mit der Haut zu Rötungen, Ödemen und Blasenbildung mit eventueller Geschwürbildung. Das Einatmen seiner Dämpfe führt zu einer Schädigung der Atemwege mit verstopfter Lunge, Ödemen und Lungenentzündung. Eine Depression des Zentralnervensystems mit Schläfrigkeit tritt ebenfalls auf. Wenn der Tod eintritt, ist dies normalerweise auf Herz-Lungen-Versagen zurückzuführen. Die orale Aufnahme dieses Materials führt zu einer Schädigung der Leber mit geringerer Schädigung der Nieren. Dies wurde sowohl bei Versuchstieren als auch beim Menschen festgestellt. Der Tod ist in diesen Fällen normalerweise auf eine ausgedehnte Leberschädigung zurückzuführen. Andere Symptome, die nach Verschlucken oder Einatmen auftreten können, sind Erregung, Kopfschmerzen, Tinnitus, allgemeine Schwäche, ein schwacher und fadenförmiger Puls und schweres, langwieriges Erbrechen.
Die orale Verabreichung von Dibromethan über die Schlundsonde verursachte Plattenepithelkarzinome des Vormagens bei Ratten und Mäusen, Lungenkrebs bei Mäusen, Hämoangiosarkome der Milz bei männlichen Ratten und Leberkrebs bei weiblichen Ratten. Es liegen keine Fallberichte beim Menschen oder definitive epidemiologische Studien vor.
Kürzlich wurde bei Ratten eine schwerwiegende toxische Wechselwirkung zwischen inhaliertem Dibromethan und Disulfiram festgestellt, die zu sehr hohen Sterblichkeitsraten mit einer hohen Inzidenz von Tumoren, einschließlich Hämoangiosarkomen von Leber, Milz und Niere, führte. Daher empfahl das US NIOSH, dass (a) Arbeiter während der Sulphiram-Therapie (Antabuse, Rosulfiram als Alkoholabschreckungsmittel) nicht Dibromethan ausgesetzt werden sollten und (b) kein Arbeiter sowohl Dibromethan als auch Disulfiram (letzteres ist auch in der Industrie als Beschleuniger bei der Gummiherstellung, als Fungizid und als Insektizid verwendet).
Glücklicherweise erfolgt die Anwendung von Dibromethan als Bodenbegasungsmittel normalerweise unter der Erdoberfläche mit einem Injektor, wodurch die Gefahr eines direkten Kontakts mit der Flüssigkeit und dem Dampf minimiert wird. Sein niedriger Dampfdruck verringert auch die Möglichkeit des Einatmens nennenswerter Mengen.
Der Geruch von Dibromethan ist bei einer Konzentration von 10 ppm wahrnehmbar. Die weiter oben in diesem Kapitel beschriebenen Verfahren zum Umgang mit Karzinogenen sollten auf diese Chemikalie angewendet werden. Schutzkleidung und Nylon-Neopren-Handschuhe helfen, Hautkontakt und mögliche Absorption zu vermeiden. Bei direktem Kontakt mit der Hautoberfläche besteht die Behandlung aus dem Entfernen der bedeckenden Kleidungsstücke und dem gründlichen Waschen der Haut mit Wasser und Seife. Wenn dies innerhalb kurzer Zeit nach der Exposition erfolgt, stellt dies einen ausreichenden Schutz gegen die Entwicklung von Hautläsionen dar. Eine Beteiligung der Augen durch die Flüssigkeit oder den Dampf kann erfolgreich durch Spülen mit reichlich Wasser behandelt werden. Da die orale Einnahme von Dibromethan zu schweren Leberschäden führt, ist eine sofortige Magenentleerung und eine gründliche Magenspülung unbedingt erforderlich. Bemühungen zum Schutz der Leber sollten traditionelle Verfahren wie eine kohlenhydratreiche Ernährung und zusätzliche Vitamine, insbesondere die Vitamine B, C und K, umfassen.
Methylbromid gehört zu den giftigsten organischen Halogeniden und gibt keinen Geruchshinweis auf seine Anwesenheit. In der Atmosphäre verteilt es sich langsam. Aus diesen Gründen gehört es zu den gefährlichsten Stoffen, denen man in der Industrie begegnet. Die Aufnahme in den Körper erfolgt hauptsächlich durch Inhalation, während der Grad der Hautresorption wahrscheinlich unbedeutend ist. Sofern es nicht zu einer schweren Narkose kommt, ist es typisch, dass sich der Beginn der Symptome um Stunden oder sogar Tage verzögert. Einige Todesfälle sind auf die Begasung zurückzuführen, bei der ihre fortgesetzte Verwendung problematisch ist. Eine Reihe davon ist auf Lecks in Kühlanlagen oder auf den Einsatz von Feuerlöschern zurückzuführen. Längerer Hautkontakt mit durch Spritzer verunreinigter Kleidung kann zu Verbrennungen zweiten Grades führen.
Methylbromid kann Gehirn, Herz, Lunge, Milz, Leber, Nebennieren und Nieren schädigen. Aus diesen Organen wurden sowohl Methylalkohol als auch Formaldehyd und Bromid in Mengen zwischen 32 und 62 mg/300 g Gewebe gewonnen. Das Gehirn kann akut verstopft sein, mit Ödemen und kortikaler Degeneration. Eine Lungenstauung kann fehlen oder extrem sein. Degeneration der Nierentubuli führt zu Urämie. Eine Schädigung des Gefäßsystems wird durch Blutungen in Lunge und Gehirn angezeigt. Methylbromid soll im Körper unter Bildung von anorganischem Bromid hydrolysiert werden. Die systemischen Wirkungen von Methylbromid können eine ungewöhnliche Form von Bromidismus mit intrazellulärer Penetration von Bromid sein. Die Lungenbeteiligung ist in solchen Fällen weniger schwerwiegend.
Bei wiederholt exponierten Personen wurde eine akneförmige Dermatitis beobachtet. Kumulative Wirkungen, oft mit Störungen des Zentralnervensystems, wurden nach wiederholter Inhalation mäßiger Konzentrationen von Methylbromid berichtet.
Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen
Die Verwendung der gefährlichsten Verbindungen der Gruppe sollte vollständig vermieden werden. Wo es technisch machbar ist, sollten sie durch weniger schädliche Stoffe ersetzt werden. Beispielsweise sollten in der Kältetechnik und als Feuerlöscher soweit wie möglich weniger gefährliche Stoffe anstelle von Brommethan verwendet werden. Zusätzlich zu den umsichtigen Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen, die für flüchtige Chemikalien mit ähnlicher Toxizität gelten, wird auch Folgendes empfohlen:
Feuer und Explosion. Nur die höheren Vertreter der Reihe der halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe sind nicht brennbar und nicht explosiv. Einige von ihnen unterstützen die Verbrennung nicht und werden als Feuerlöscher verwendet. Die unteren Vertreter der Reihe sind dagegen brennbar, teilweise sogar leicht entzündlich (z. B. 2-Chlorpropan) und bilden mit Luft explosionsfähige Gemische. Außerdem können in Gegenwart von Sauerstoff aus einigen ungesättigten Verbindungen (z. B. Dichlorethylen) selbst bei sehr niedrigen Temperaturen heftig explosive Peroxidverbindungen entstehen. Durch thermische Zersetzung von Halogenkohlenwasserstoffen können toxikologisch gefährliche Verbindungen entstehen.
Die technischen und hygienischen Präventionsmaßnahmen sollten ergänzt werden durch regelmäßige Gesundheitsuntersuchungen und ergänzende Laboruntersuchungen, die auf die Zielorgane, insbesondere Leber und Nieren, abzielen.
Tabellen zu halogenierten gesättigten Kohlenwasserstoffen
Tabelle 1 - Chemische Informationen.
Tabelle 2 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 3 - Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 4 - Physikalische und chemische Eigenschaften.
Tabellen zu halogenierten ungesättigten Kohlenwasserstoffen
Tabelle 5 - Chemische Informationen.
Tabelle 6 - Gesundheitsrisiken.
Tabelle 7 - Physikalische und chemische Gefahren.
Tabelle 8 - Physikalische und chemische Eigenschaften.