A estrutura química das cetonas é caracterizada pela presença de um grupo carbonila (-C=O) que está ligado a dois átomos de carbono. As cetonas são representadas pela fórmula geral R-CO-R', onde R e R' são geralmente grupos alquila ou arila. Existe uma semelhança considerável entre diferentes cetonas nos métodos usados para sua produção e também em suas propriedades - tanto biológicas quanto químicas.
Uso
As cetonas são produzidas por desidrogenação catalítica ou oxidação de álcoois secundários. Na indústria petroquímica são normalmente obtidos por hidratação de olefinas. São amplamente utilizados como solventes industriais para corantes, resinas, gomas, alcatrões, lacas, ceras e gorduras. Atuam também como intermediários em sínteses químicas e como solventes na extração de óleos lubrificantes. As cetonas são usadas como solventes na produção de plásticos, seda artificial, explosivos, cosméticos, perfumes e produtos farmacêuticos.
O solvente acetona é usado nas indústrias de tintas, lacas e vernizes, borracha, plásticos, corantes, explosivos e fotografia. Também é utilizado na produção de óleos lubrificantes e na fabricação de seda artificial e couro sintético. Na indústria química, a acetona é um intermediário na produção de muitos produtos químicos, como ceteno, anidrido acético, metacrilato de metila, isoforona, clorofórmio, iodofórmio e vitamina C.
O principal uso de metil-etil-cetona (MEK) é para a aplicação de revestimentos protetores e adesivos, o que reflete suas excelentes características como solvente. Também é usado como solvente na produção de fita magnética, desparafinação de óleo lubrificante e processamento de alimentos. É um ingrediente comum em vernizes e colas e um componente de muitas misturas de solventes orgânicos.
Mesitil óxido, metil butil cetona (MBK) e metil isobutil cetona (MIBK) são usados como solventes nas indústrias de tintas, vernizes e lacas. 4-Metil-3-penteno-2-ona é um componente de removedores de tintas e vernizes e um solvente para lacas, tintas e esmaltes. Também é usado como repelente de insetos, solvente para resinas e gomas nitrocelulose-vinílicas, intermediário na preparação de metil isobutil cetona e agente aromatizante. Metil butil cetona é um solvente de média evaporação para acrilatos de nitrocelulose e revestimentos alquídicos. Metil isobutil cetona é um desnaturante para álcool isopropílico e um solvente para nitrocelulose, lacas e vernizes e revestimentos protetores. É usado na fabricação de álcool metil amílico, na extração de urânio de produtos de fissão e na desparafinação de óleos minerais.
As cetonas halogenadas são usadas em gás lacrimogêneo. A cloroacetona, produzida pela cloração da acetona, também é usada como pesticida e em acopladores para fotografia colorida. A bromoacetona, produzida pelo tratamento de acetona aquosa com bromo e clorato de sódio a 30 a 40 °C, é usada em síntese orgânica. As cetonas alicíclicas ciclohexanona e isoforona são usados como solventes para uma variedade de compostos, incluindo resinas e nitrocelulose. Além disso, a ciclohexanona é um intermediário na fabricação de ácido adípico para nylon. As cetonas aromáticas acetofenona e benzoquinona são solventes e intermediários químicos. A acetofenona é uma fragrância em perfumes, sabonetes e cremes, bem como um agente aromatizante em alimentos, bebidas não alcoólicas e tabaco. A benzoquinona é um acelerador de borracha, um agente de curtimento na indústria do couro e um agente oxidante na indústria fotográfica.
Riscos
As cetonas são substâncias inflamáveis, e os membros mais voláteis da série são capazes de produzir vapores em quantidade suficiente em temperatura ambiente normal para formar misturas explosivas com o ar. Embora em exposições industriais típicas, as vias aéreas sejam a principal via de absorção, várias cetonas são prontamente absorvidas pela pele intacta. Normalmente as cetonas são excretadas rapidamente, em sua maior parte no ar expirado. Seu metabolismo geralmente envolve uma hidroxilação oxidativa, seguida de redução ao álcool secundário. As cetonas possuem propriedades narcóticas quando inaladas em altas concentrações. Em concentrações mais baixas podem provocar náuseas e vômitos, além de serem irritantes para os olhos e vias respiratórias. Limiares sensoriais correspondem a concentrações ainda mais baixas. Estas propriedades fisiológicas tendem a ser aumentadas nas cetonas insaturadas e nos membros superiores da série.
Além da depressão do sistema nervoso central (SNC), efeitos no sistema nervoso periférico, tanto sensoriais quanto motores, podem resultar da exposição excessiva a cetonas. Eles também são moderadamente irritantes para a pele, sendo o mais irritante provavelmente o metil-n-amil cetona.
Acetona é altamente volátil e pode ser inalado em grandes quantidades quando está presente em altas concentrações. Pode ser absorvido pelo sangue através dos pulmões e difundido por todo o corpo. Pequenas quantidades podem ser absorvidas pela pele.
Os sintomas típicos após exposição a altos níveis de acetona incluem narcose, leve irritação da pele e irritação mais pronunciada da membrana mucosa. A exposição a altas concentrações produz uma sensação de inquietação, seguida de colapso progressivo acompanhado de estupor e respiração periódica e, finalmente, coma. Náuseas e vômitos também podem ocorrer e às vezes são seguidos por vômitos com sangue. Em alguns casos, a albumina e os glóbulos vermelhos e brancos na urina indicam a possibilidade de dano renal e, em outros, o dano hepático pode ser presumido pelos altos níveis de urobilina e o aparecimento precoce de bilirrubina relatados. Quanto maior a exposição, menor a frequência respiratória e o pulso; essas mudanças são aproximadamente proporcionais à concentração de acetona. Casos de envenenamento crônico decorrentes de exposição prolongada a baixas concentrações de acetona são raros; no entanto, em casos de exposição repetida a baixas concentrações, foram recebidas queixas de dor de cabeça, sonolência, vertigem, irritação da garganta e tosse.
1-bromo-2-propanona (bromoacetona) é tóxico e intensamente irritante para a pele e membranas mucosas. Deve ser armazenado em uma área ventilada e, sempre que possível, usado em sistemas fechados. Os recipientes devem ser mantidos fechados e claramente rotulados. O pessoal potencialmente exposto a seus vapores deve usar óculos de segurança contra produtos químicos estanques e equipamento de proteção respiratória. É classificado em alguns países como um resíduo perigoso, invocando assim requisitos especiais de manuseio.
2-cloroacetofenona é um forte irritante dos olhos, induzindo lacrimejamento. A exposição aguda pode levar a danos permanentes na córnea. Os efeitos deste produto químico parecem ser principalmente efeitos irritantes. Ao aquecer, decompõe-se em fumos tóxicos.
Ciclohexanona. Altas doses em animais experimentais produziram alterações degenerativas no fígado, rins e músculo cardíaco; a administração repetida na pele produziu catarata; a ciclohexanona também provou ser embriotóxica para ovos de galinha; no entanto, em pessoas expostas a doses muito mais baixas, os efeitos parecem ser principalmente os de um irritante moderado.
1-Cloro-2-propanona (cloroacetona) é um líquido cujo vapor é um forte lacrimogêneo e é irritante para a pele e trato respiratório. Seus efeitos como irritante ocular e lacrimogêneo são tão grandes que tem sido usado como gás de guerra. Uma concentração de 0.018 mg/l é suficiente para produzir lacrimejamento, e uma concentração de 0.11 mg/l normalmente não será mantida por mais de 1 min. No manuseio e armazenamento devem ser observados os mesmos cuidados aplicáveis ao cloro.
diacetona tem propriedades irritantes para os olhos e vias aéreas superiores; em concentrações mais altas causa excitação e sonolência. A exposição prolongada pode resultar em danos hepáticos e renais e em alterações sanguíneas.
Hexafluoroacetona [CAS 684-16-2] é um gás muito irritante, principalmente para os olhos. A exposição a concentrações relativamente altas causa insuficiência respiratória e hemorragias conjuntivais. Vários estudos experimentais demonstraram efeitos adversos no sistema reprodutor masculino, incluindo comprometimento da espermatogênese. Alterações no fígado, rins e sistema linfopoiético também foram observadas. As propriedades irritantes desta substância exigem que sejam tomadas precauções especiais de manuseio.
Isoforona. Além de forte irritação dos olhos, nariz e membranas mucosas, este produto químico pode afetar o sistema nervoso central e causar uma sensação de sufocamento na pessoa exposta. Os outros sinais de efeitos no SNC podem ser tonturas, fadiga e embriaguez. A exposição repetida em animais experimentais causou efeitos tóxicos nos pulmões e rins; exposição única a altas doses pode produzir narcose e paralisia do centro respiratório.
óxido de mesitil é um forte irritante tanto em contato com o líquido quanto na fase de vapor, podendo causar necrose da córnea. A exposição curta tem efeitos narcóticos; exposições prolongadas ou repetidas podem danificar o fígado, os rins e os pulmões. É prontamente absorvido pela pele intacta.
Metil amil cetona é irritante para a pele e produz narcose em altas concentrações, mas não parece ser neurotóxico.
Metil butil cetona (MBK). Casos de neuropatia periférica foram atribuídos à exposição a esse solvente em uma fábrica de tecidos revestidos onde o metil-n-butil cetona havia sido substituída por metil isobutil cetona em máquinas de impressão antes que quaisquer casos neurológicos fossem detectados. Essa cetona possui dois metabólitos (5-hidroxi-2-hexanona e 2,5-hexanodiona) em comum com n-hexano, que também tem sido considerado como um agente causador de neuropatias periféricas e é discutido em outra parte deste enciclopédia. Os sintomas de neuropatia periférica incluíam fraqueza muscular e achados eletromiográficos anormais. Os primeiros sinais de intoxicação podem incluir formigamento, dormência e fraqueza nos pés.
2-metilciclohexanona. Em contato, é um forte irritante para os olhos e pele; por inalação é irritante para as vias respiratórias superiores. A exposição repetida pode danificar os rins, fígado e pulmões. A metilciclohexanona reage violentamente com o ácido nítrico.
Metil-etil-cetona (MEK). A curta exposição dos trabalhadores a 500 ppm de MEK no ar provocou náuseas e vômitos; irritação na garganta e dores de cabeça foram experimentadas em concentrações um pouco mais baixas. Em altas concentrações houve alguns relatos de envolvimento neurológico, com a neuropatia relatada simétrica e indolor com predominância de lesões sensitivas; pode envolver membros superiores ou inferiores; em alguns casos, os dedos foram afetados após a imersão das mãos nuas no líquido. Dermatite foi relatada após imersão no líquido e após exposição a vapores concentrados.
Metil isobutil cetona (MIBK) compartilha os efeitos irritantes do SNC de muitas outras cetonas. Em altas concentrações, os trabalhadores podem se sentir tontos, desenvolver dores de cabeça e fadiga.
Medidas de Segurança e Saúde
Devem ser aplicadas as medidas recomendadas para substâncias inflamáveis. As práticas de trabalho e as técnicas de higiene industrial devem minimizar a volatilização de cetonas no ar da sala de trabalho para garantir que os limites de exposição não sejam excedidos.
Além disso, na medida do possível, cetonas com propriedades neurotóxicas (como metiletilcetona e metil-n-butil cetona) devem ser substituídos por produtos que diminuam a toxicidade. Recomenda-se a realização de exames médicos prévios e periódicos, com especial atenção ao SNC e sistema nervoso periférico, sistema respiratório, olhos, função renal e hepática. Um exame eletrodiagnóstico com eletromiografia e velocidade de condução nervosa é apropriado principalmente para trabalhadores expostos a metil-n-butil cetona.
Tabelas de Cetonas
Mesa 1 - Informações químicas.
Mesa 2 - Riscos para a saúde.
Mesa 3 - Perigos físicos e químicos.
Mesa 4 - Propriedades físicas e químicas.