エポキシ化合物は、オキシラン環 (XNUMX つまたは複数) から構成される化合物です。 オキシラン環は、本質的に XNUMX つの炭素原子に結合した XNUMX つの酸素原子です。 これらは、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、および無機酸と反応して、比較的安定した化合物を生成します。

あなたが使用します

エポキシ化合物は、溶剤、可塑剤、セメント、接着剤、および合成樹脂の製造における化学中間体として、幅広い工業用途に使用されています。 それらは、金属や木材の保護コーティングとしてさまざまな産業で一般的に使用されています。 1,2 位にエポキシ基 (COC) を持つ α-エポキシ化合物は、エポキシ化合物の中で最も反応性が高く、主に工業用途で使用されます。 エポキシ樹脂は、硬化剤によって変換されると、表面コーティング、エレクトロニクス (ポッティング コンパウンド)、ラミネート加工、さまざまな材料の結合など、さまざまな用途に使用される非常に用途の広い熱硬化性材料を生成します。

ブチレンオキシド (1,2-エポキシブタン & 2,3-エポキシブタン）は、ブチレングリコールとその誘導体の製造、および界面活性剤の製造に使用されます。 エピクロロヒドリン 化学中間体、殺虫剤、燻蒸剤、塗料、ワニス、ネイルエナメル、ラッカー用の溶剤です。 また、給水システムのポリマー コーティング材料や、製紙産業用の高湿潤強度樹脂の原料にも使用されます。 グリシドール （または 2,3-エポキシプロパノール）は、天然油およびビニルポリマーの安定剤、染料レベリング剤および乳化剤です。

1,2,3,4-ジエポキシブタン. ラットを用いた短期 (4 時間) の吸入試験では、流涙、角膜の混濁、呼吸困難、および肺のうっ血が引き起こされました。 他の動物種での実験は、 ジエポキシブタン、他の多くのエポキシ化合物と同様に、眼の刺激、皮膚の火傷および水ぶくれ、および肺系の刺激を引き起こす可能性があります. ヒトでは、偶発的な「軽微な」暴露により、まぶたの腫れ、上気道への刺激、および暴露から 6 時間後の眼の痛みを伴う刺激が引き起こされました。

D,L-の肌への応用と メソの- 1,2,3,4-ジエポキシブタンの形態は、マウスで扁平上皮皮膚癌を含む皮膚腫瘍を引き起こしました。 D 異性体と L 異性体は、それぞれ皮下注射と腹腔内注射によってマウスとラットに局所肉腫を生じさせました。

いくつかのエポキシ化合物は、ヘルスケアおよび食品産業で使用されています。 エチレンオキシド 手術器具や病院設備、布地、紙製品、シーツ、グルーミング器具の滅菌に使用されます。 また、食品や織物の燻蒸剤、ロケット推進剤、タバコの葉の成長促進剤でもあります。 エチレンオキシドは、エチレングリコール、ポリエチレンテレフタレートポリエステルフィルムと繊維、およびその他の有機化合物の製造における中間体として使用されます。 グアヤコール 局所麻酔薬、抗酸化剤、刺激性去痰薬、および他の去痰薬の化学中間体です。 ノンアルコール飲料や食品の香料として使用されています。 プロピレンオキシドまたは 1,2-エポキシプロパン、 包装された食品やその他の材料の殺菌用の燻蒸剤として使用されています。 これは、ポリウレタンフォームの製造に使用されるポリエーテルポリオールの製造における反応性の高い中間体です。 この化学物質は、プロピレングリコールとその誘導体の製造にも使用されます。

ビニルシクロヘキセン 二酸化 遊離エポキシド基を含むポリグリコールの調製または三次元樹脂への重合のためのモノマーとしての使用が研究されています。

フルフラール 尿のスクリーニング検査、石油の溶剤精製、ワニスの製造などに使用されています。 合成香料、ニトロ化綿の溶剤、ゴムセメントの構成成分、研磨ホイールやブレーキライニングの製造における湿潤剤です。 フルフリルアルコール 香料、液体噴射剤、染料や樹脂の溶剤としても使用されます。 耐腐食性のシーラントやセメント、鋳造中子に使用されます。 テトラヒドロフラン 組織学、化学合成、および食品の包装、輸送、保管用の物品の製造に使用されます。 油脂、未加硫ゴムの溶剤です。 ジエポキシブタン 食品の腐敗を防ぐため、ポリマー硬化剤として、また織物繊維を架橋するために使用されてきました。

危険

現在、多くのエポキシ化合物が使用されています。 特定の一般的に使用されるものについては、以下で個別に説明します。 ただし、グループが共有する特定の特徴的な危険性があります。 一般に、樹脂システムの毒性は、そのさまざまな構成成分の個々の毒性の間の複雑な相互作用です。 これらの化合物は皮膚の感作物質として知られており、感作の可能性が最も高いのは相対分子量が低い化合物です。 低分子量は、一般に揮発性の増加にも関連しています。 遅発性および即時性アレルギー性エポキシ皮膚炎および刺激性エポキシ皮膚炎はすべて報告されています。 皮膚炎は、通常、指の間の手で最初に発症し、紅斑から顕著な水疱性発疹までの重症度に及ぶ可能性があります。 報告によると、エポキシ化合物への曝露によって悪影響を受けると報告されているその他の標的臓器には、中枢神経系 (CNS)、肺、腎臓、生殖器、血液、および眼が含まれます。 特定のエポキシ化合物に変異原性があるという証拠もあります。 ある研究では、テストされた 39 のエポキシ化合物のうち 51 が Ames/サルモネラ アッセイ。 他のエポキシドは、ヒトリンパ球で姉妹染色分体交換を誘発することが示されています。 関連するエポキシドへの曝露と癌を調べる動物研究が進行中です。

最終コンパウンドの製造に使用される特定の硬化剤、硬化剤、およびその他の加工剤には、関連する毒性もあることに注意する必要があります。 特に、4,4-メチレンジアニリン (MDA) は、肝毒性と眼の網膜への損傷に関連しており、動物の発がん物質であることが知られています。 もう一つはトリメリット酸無水物（TMA）です。 どちらも、この章の別の場所で説明されています。

一エポキシ化合物、 エピクロロヒドリン、暴露された労働者の肺がんの有意な増加を引き起こすことが報告されています。 この化学物質は、国際がん研究機関 (IARC) によってグループ 2A 化学物質 (おそらくヒトに対して発がん性がある) に分類されています。 Shell Chemical Company の米国の 05 つの施設でエピクロロヒドリンに暴露された労働者の 40 つの長期疫学研究では、呼吸器がんによる死亡が統計的に有意に (p < .1) 増加したことが報告されました。 他のエポキシ化合物と同様に、エピクロロヒドリンは暴露された人の目、皮膚、気道を刺激します。 ヒトおよび動物の証拠は、エピクロロヒドリンが長時間の皮膚接触後に重度の皮膚損傷および全身中毒を誘発する可能性があることを示しています. エピクロロヒドリンに 48 ppm で 20 時間曝露すると、XNUMX 時間持続する目と喉の刺激が報告されており、XNUMX ppm では、目と鼻腔に一時的な灼熱感が生じた. 動物のエピクロロヒドリン誘発性不妊症は、肝臓や腎臓の損傷と同様に報告されています.

エピクロロヒドリンの皮下注射は、マウスの注射部位に腫瘍を生じさせたが、皮膚塗装アッセイによるマウスの腫瘍は生じさせなかった。 ラットを用いた吸入研究では、鼻がんの統計的に有意な増加が示されています。 エピクロロヒドリンは、微生物種に突然変異 (塩基対置換) を誘発しました。 エピクロロヒドリンに曝露した労働者の白血球に見られる染色体異常の増加が報告されています。 1996 年の時点で、米国産業衛生専門家会議 (ACGIH) は 0.5 ppm の TLV を確立し、A3 発がん物質 (動物発がん物質) と見なされています。

1,2-エポキシブタンおよび異性体 (ブチレンオキシド)。 これらの化合物は、プロピレンオキシドよりも揮発性が低く、毒性も低いです。 ヒトで報告されている主な副作用は、目、鼻腔、皮膚への刺激です。 しかし、動物では、非常に高濃度の 1,2-エポキシブタンに急性暴露すると、呼吸障害、肺出血、ネフローゼ、および鼻腔病変が認められました。 動物では一貫した催奇形性効果は実証されていません。 IARC は、実験動物における 1,2-エポキシブタンの発がん性の証拠は限られていると判断しました。

日時 1,2-エポキシプロパン (プロピレンオキシド) は、手術/病院用品の滅菌に一般的に使用される別のエポキシ化合物であるエチレンオキシドと比較すると、プロピレンオキシドは人間に対する毒性がはるかに低いと考えられています。 この化学物質への曝露は、目や皮膚への刺激作用、気道への刺激、中枢神経系の抑制、運動失調、昏迷、昏睡に関連しています (後者の影響は、これまでのところ動物でのみ有意に実証されています)。 さらに、1,2-エポキシプロパンはさまざまな組織で直接アルキル化剤として作用することが示されており、発がん性の可能性が高まっています。 いくつかの動物実験でも、この化合物の発がん性が強く示唆されています。 これまでのところ人間で決定的に実証されている主な悪影響には、非揮発性化学物質との長時間の接触が発生した場合の皮膚の火傷または水ぶくれが含まれます. これは、低濃度のプロピレンオキシドでも発生することが示されています。 化学物質による角膜熱傷も報告されています。

ビニルシクロヘキセンジオキシド. 純粋な化合物をウサギの皮膚に塗布した後の刺激は、第 XNUMX 度熱傷の浮腫と発赤に似ています。 マウスにビニルシクロヘキセンジオキシドを皮膚に塗布すると、発がん作用 (扁平上皮がんまたは肉腫) が生じます。 ラットの腹腔内投与は、類似の効果 (腹腔の肉腫) を引き起こしました。 この物質は変異原性があることが証明されています ネズミチフス菌 TA100; また、チャイニーズハムスター細胞の変異も大幅に増加しました。 それは発がん性の可能性がある物質として扱われるべきであり、適切な工学的および衛生的管理が実施されるべきです.

産業上の経験では、ビニルシクロヘキセンジオキシドは皮膚刺激性があり、皮膚炎を引き起こすことが示されています。この化合物で汚染された靴を履いた労働者では、両足に重度の水泡が観察されました. 目の怪我も明確な危険です。 慢性的な影響に関する研究は入手できません。

2,3-エポキシプロパノール. マウスとラットを使った実験的研究に基づいて、グリシドールは目と肺の刺激を引き起こすことがわかった. マウスの 50 時間暴露の LC4 は 450 ppm、ラットの 8 時間暴露の LC580 は 400 ppm であることがわかった。 しかし、濃度 7 ppm のグリシドールでは、50 日 XNUMX ヘクタール、XNUMX 日間暴露されたラットは、全身毒性の証拠を示さなかった。 最初の数回の曝露の後、わずかな眼の刺激と呼吸困難が認められました。

エチレンオキシド (ETO) は非常に危険で有毒な化学物質です。 加熱したり、アルカリ金属水酸化物や活性の高い触媒表面に接触させたりすると、発熱反応を起こし、爆発する可能性があります。 したがって、産業分野で使用する場合は、厳密に制御され、閉鎖的または自動化されたプロセスに限定されることが最善です。 液状のエチレンオキシドは比較的安定しています。 蒸気形態は、濃度が 3% と低く、非常に可燃性であり、熱や炎があると爆発する可能性があります。

この化合物の人間の健康への影響に関する豊富な情報が存在します。 エチレンオキシドは、呼吸器、皮膚、および眼への刺激物です。 高濃度では、中枢神経系の抑制にも関連しています。 高濃度の化学物質に暴露された一部の個人は、暴露後に口の中に奇妙な味がしたと述べています. 高急性暴露の遅発性影響には、頭痛、吐き気、嘔吐、息切れ、チアノーゼ、肺水腫などがあります。 急性曝露後に報告されたその他の症状には、眠気、疲労、脱力感、協調運動障害などがあります。 エチレンオキシド溶液は、暴露後 1 時間から 5 時間で、暴露した皮膚に特徴的な熱傷を引き起こす可能性があります。 この熱傷は、小胞から合体した水疱および落屑に進行することがよくあります。 皮膚の傷はしばしば自然に治癒し、火傷部位の色素沈着が増加します。

エチレンオキシドへの慢性的または低から中程度の長期暴露は、変異原性に関連しています。 生物系でアルキル化剤として作用し、遺伝物質やヘモグロビンなどの他の電子供与部位に結合し、突然変異やその他の機能的損傷を引き起こすことが知られています。 ETO は染色体損傷に関連しています。 損傷した DNA が自己修復する能力は、ETO への曝露が少ないが長期にわたる曝露によって悪影響を受けました。 いくつかの研究では、ETO 暴露と暴露された労働者の絶対リンパ球数の増加が関連付けられています。 ただし、最近の研究はこの関連付けを支持していません。

エチレンオキシドの発がん性は、いくつかの動物モデルで実証されています。 IARC は、エチレンオキシドをグループ 1 の既知のヒト発がん物質に分類しています。 白血病、腹膜中皮腫、および特定の脳腫瘍は、ラットおよびサルにおける ETO の長期吸入に関連しています。 マウスの曝露に関する研究では、肺がんおよびリンパ腫への吸入曝露が関連付けられています。 米国国立労働安全衛生研究所 (NIOSH) と米国労働安全衛生局 (OSHA) の両方が、エチレンオキシドはヒト発がん物質であると結論付けています。 前者は、18,000 年間に 16 人を超える ETO 曝露労働者の大規模研究を実施し、曝露した個人の血液がんおよびリンパがんの発生率が予想よりも高かったと判断しました。 その後の研究では、これらのがんの発生率の増加は、暴露された労働者と関連していないことがわかりました. これらの研究の主な問題の 1970 つであり、矛盾した性質の理由として考えられるのは、曝露レベルを正確に定量化できないことです。 例えば、ETO の人体への発がん作用に関する入手可能な研究の多くは、暴露された病院の滅菌オペレーターを使用して行われています。 XNUMX 年代以前にこれらの仕事に従事していた個人は、当時の技術と局所制御手段の欠如により、ETO ガスへの曝露がより高かった可能性が最も高い. (医療現場で ETO を使用する際の安全対策については、 ヘルスケア施設とサービス この巻の章。)

エチレンオキシドは、動物とヒトの両方で生殖への悪影響とも関連しています。 生殖細胞における優性致死変異は、ETO に曝露された雄および雌のマウスおよびラットの子孫において、より高い胚死亡率をもたらしました。 いくつかの研究では、エチレンオキシドへの曝露がヒトの流産率の増加と関連づけられています。

エチレンオキシド暴露による神経学的および神経精神医学的悪影響が、動物およびヒトで報告されています。 ラット、ウサギ、サルは 357 ppm の ETO に 48 日から 85 日間にわたって暴露され、感覚と運動機能の障害、筋肉の消耗と後肢の脱力が生じた。 ある研究では、ETO にさらされた人間の労働者は、振動感覚の障害と深部腱反射の低下を示したことがわかりました。 低レベルではあるが長期にわたってエチレンオキシドに暴露されたヒトの精神神経機能障害の証拠は不明である。 いくつかの研究と増え続ける事例証拠は、ETO が CNS 機能障害と認知障害に関連していることを示唆しています。

病院環境でエチレンオキシドに曝露された個人に関するある研究では、その曝露と眼白内障の発症との関連が示唆されました。

エチレンオキシドへの曝露に関連する追加の危険は、水分および塩化物イオンの存在下で形成される可能性のあるエチレン クロロヒドリン (2-クロロエタノール) の形成の可能性です。 エチレン クロロヒドリンは重度の全身毒物であり、蒸気への暴露は人を死に至らしめる原因となっています。

テトラヒドロフラン (THF) は、空気に触れると爆発性の過酸化物を形成します。 化合物がリチウムアルミニウム合金と接触すると、爆発が起こることもあります。 その蒸気と過酸化物は粘膜と皮膚の刺激を引き起こす可能性があり、強力な麻薬です。

THF の産業経験に関するデータは限られていますが、興味深いことに、この化合物を使用した動物実験に従事していた研究者は、実験のたびに重度の後頭部の頭痛とだるさを訴えていました。 致死量のテトラヒドロフランを投与された動物は、すぐに昏睡状態に陥り、筋肉の筋緊張低下と角膜反射の消失を伴い、昏睡と死に至りました。 単回の毒性用量は、めまい、大量の唾液と粘液の流れによる粘膜の刺激、嘔吐、血圧の著しい低下、筋肉の弛緩、その後の長時間の睡眠を引き起こしました. 一般に、動物はこれらの用量から回復し、生物学的変化の証拠を示さなかった. 反復暴露後の影響には、粘膜の刺激が含まれており、その後、腎臓および肝臓の変化が起こる可能性があります。 アルコール飲料は毒性効果を高めます。

安全衛生対策

エポキシ化合物の管理手段の主な目的は、吸入と皮膚接触の可能性を減らすことです。 実行可能な場合はいつでも、汚染源での制御は、操作の囲い込みおよび/または局所排気換気の適用によって実施する必要があります。 そのような技術的管理が空気中の濃度を許容レベルまで下げるのに十分でない場合、暴露された労働者の肺への刺激と感作を防ぐために呼吸用保護具が必要になるかもしれません。 好ましいレスピレーターには、有機蒸気キャニスターを備えた防毒マスクと、高効率微粒子フィルターまたは給気レスピレーターが含まれます。 必要に応じて、手袋、エプロン、フェイス シールド、ゴーグル、その他の保護具や衣類を使用して、すべての体表面をエポキシ化合物との接触から保護する必要があります。 汚染された衣服はできるだけ早く脱ぎ、皮膚の患部を石鹸と水で洗い流してください。

安全シャワー、洗眼器、消火器は、かなりの量のエポキシ化合物が使用されている場所に配置する必要があります。 関与する従業員が手洗い施設、石鹸、水を利用できるようにする必要があります。

エポキシ化合物に関連する潜在的な火災の危険性は、化合物が保管または処理される場所では、炎や喫煙などの他の発火源が許可されていないことを示唆しています。

影響を受けた労働者は、必要に応じて緊急事態から退去させ、目や皮膚が汚染されている場合は水で洗い流す必要があります。 汚染された衣類は速やかに脱がなければならない。 暴露が重度の場合は、重度の肺水腫の遅発性発症のため、入院と 72 時間の観察が推奨されます。

エチレンオキシドなどのエポキシ化合物が非常に揮発性である場合、火災や爆発を防ぐために厳格な安全対策を講じる必要があります。 これらのセーフガードには、静電気を含む発火源の制御が含まれる必要があります。 泡消火器、二酸化炭素消火器、または粉末消火器の利用可能性 (大規模な火災で水を使用する場合は、ホースに噴霧ノズルを装備する必要があります)。 エチレンオキシドまたはその混合物を加熱するための蒸気または温水の使用; 熱および強力な酸化剤、強酸、アルカリ、無水塩化物または鉄、アルミニウムまたはスズ、酸化鉄、および酸化アルミニウムから離して保管してください。

エチレンオキシドのこぼれや漏れに対処するために、適切な緊急手順と保護具を用意する必要があります。 流出した場合、最初のステップは、清掃作業に関与する人員を除くすべての人員を避難させることです。 エリア内のすべての発火源を取り除くか、シャットダウンし、エリアを十分に換気する必要があります。 少量のこぼれた液体は、布や紙に吸収させ、化学ドラフトなどの安全な場所で蒸発させることができます。 エチレンオキシドは、下水道などの限られた空間に入ってはなりません。 労働者は、有毒または爆発的な濃度が存在しないことを保証するように設計された適切な操作手順に従わずに、エチレンオキシドが保管されている密閉空間に入ってはなりません。 可能な限り、エチレンオキシドは閉鎖システムまたは適切な局所排気装置で保管および使用する必要があります。

エチレンオキシドやビニルシクロヘキセンジオキシドなどの発がん性を有するすべての物質は、製造時および使用時に作業者の皮膚に触れたり吸入したりしないように、細心の注意を払って取り扱わなければなりません。 また、製品が漏れないように作業場やプロセスプラントを設計することで接触防止を推進しています（微負圧の印加、密閉プロセスなど）。 予防措置については、このドキュメントの他の場所で詳しく説明しています 百科事典.

エポキシ化合物表

表1 - 化学情報。

表2 - 健康被害。

表3- 物理的および化学的危険。

表4 - 物理的及び化学的性質。

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