ALCOOLii Polihidroxilici Ref [PDF]

Zitiervorschau

FACULTATEA DE STIINTE SI ARTE “ VALAHIA” TARGOVISTE SPECIALIZAREA: CHIMIE ANUL II

ALCOOLI POLIHIDROXILICI

CONF.UNIV.DR. CRINELA DUMITRESCU

STUDENT:NITA MIHAELA

CUPRINS Cuprins....................................................................pag2 Definitie.Clasificare.................................................pag 3 Dioli.Polioli...............................................................pag4 Etilenglicolul............................................................pag 4 Nomenclatura. Obtinere..........................................pag 5 Proprietati fizice. Utilizari.........................................pag 6 Pastrare. Stabilitate. Reactivitate............................pag 7

Metabolism si toxicitate.......................................... pag 7 Intoxocatia acuta cu etilen glicol…………………....pag 9 Aspecte ale expunerii cronice la etilenglicol.........pag 12 Glicerina............... …………………………………..pag17 Bibliografie............................................................pag 18

ALCOOLII POLIHIDROXILICI

Definitie: Alcoolii sunt compusi organici care contin in molecula grupa functionala hidroxil legata de un atom de carbon saturat. Alcoolii sunt unii dintre cei mai utilizati si cunoscuti compusi chimici. De fapt un alcool este un compus organic care are cel putin o grupare hidroxil legata de un atom de carbon saturat. Clasificare: 1. Dupa natura radicalului hidrocarbonat din care face parte atomul de carbon saturat purtator al unei grupari functionale, in : - alcooli saturati :

CH3 – CH2 – CH2 – OH

(alcool n-propionic)

- alcooli nesaturati :

CH2 = CH – CH2 – OH

(alcool alilic)

- alcooli aromatici :

C6H5 – CH2 – OH

(alcool benzilic)

2

2 .Dupa numarul grupelor—OH : - alcooli monohidroxilici - alcooli polihidroxilici

CH3 – CH2 – OH CH2 – CH2 OH

(alcool etilic) (glicol)

OH

3. Dupa natura atomului de carbon saturat care poarta gruparea functionala in : -alcooli primari : R – CH2 – OH

- alcooli secundari : R CH – OH R - alcooli tertiari : R R – C – OH R

DIOLI. POLIOLI Sunt alcooli polihidroxilici deoarece contin 2 sau 3 grupe OH legate de atomi de carbon diferiti. Exemple: etilenglicol 1,2-etandiol CH2- OH

1,2,3-propantriol (glicerina) CH2- OH 3

| CH2 - OH

| CH – OH | CH2- OH

Introducerea celei de-2-a grupe OH in molecula unui alcool duce la diparitia gustului arzator si aparitia gustului dulce, fapt pentru care diolii se numesc si glicoli (grecescul Glikos= dulce). ETILENGLICOLUL : Etilenglicolul a fost preparat pentru prima data in anul 1859 de catre chimistul francez Charles-Adolphe Wurtz. A fost produs in cantitati mici, pe timpul primului razboi mandial, cand a fost folosit ca si colorant si ca ingredient in prepararea de explozibili. Producerea sa industriala pe scara larga a inceput din 1937 cand, etilenoxidul, un component al sintezei sale a devenit ieftin de obtinut. Cand a fost introdus , a creat o mica revolutie in industria aeronautica pentru ca a fost folosit in locul apei in radiatoare ca mijloc de racire, pentru ca etilenglicolul are un punct de fierbere mai mare asta permitand crearea si folosirea unor radiatoare mai mici si operarea lor la o temperatura mai ridicata. Anterior de larga raspandire a etilenglicolului multi producatori din industria aviatica au incercat sa foloseasca sistemul de racire cu vapori, sistem care se baza pe apa sub presiune . Bineinteles ca acel sistem s-a dovedit a fi mai nesigur si era usor distrus in lupta pentru ca ridica mult greutatea avionului , asta ducand si la o posibilitate mai mica de manevrabilitate si la o posibilitate mai mica de a transporta arme . NOMENCLATURA . OBTINERE . Etilenglicolul este un alcool saturat, dihidroxilic, primar . Etilenglicolul se mai numeste : 1, 2 – etandiol, 1, 2 – dihidroxietan , alcool glicolic, etan- 1, 2 – diol, etilen alcool, etilen dihidrat, monoetilen glicol . Formula sa chimica este : C2H6O2, ( CH2-CH2 ), | | OH OH

4

Formula moleculara a etilenglicolului In industrie in general etilenglicolul se obtine folosind ca materie prima etena si avand ca produs intermediar oxidul de etena care hidrolizat cu apa formeaza etilenglicolul : CH2=CH2 + ½ O2 -------------à CH2-CH2 ---------à CH2-CH2 (Ag, 250 oC)

\

/ O

(HOH)

|

|

OH OH

Reactia poate fi catalizata de unii acizi sau baze, ori se poate face la un pH neutru insa la o anumita temperatura. Cea mai mare parte a productiei de etilenglicol se face intr-un pH acid sau neutru cu un mare exces de apa . In aceste conditii se obtine peste 90% din productia totala de etilenglicol. Produsii secundari ce se obtin la sinteza etilenglicolului sunt in principal : dietilenglicolul, trietilenglicolul si tetraetilenglicolul. Alte modalitati de obtinere a etilenglicolului mai pot fi : - acetoxidarea : reactia etenei cu acidul acetic in prezenta de catalizatori ( telur, brom, ), formand mono- si diacetat care este hidrolizat la etilenglicol si acid acetic; - din monoxid de carbon si hidrogen derivat din gazele din carbune coxificabil ; - sau prin oxidarea catalitica a etenei la diacetat urmata de hidroliza la etilenglicol . In cazul obtinerii etilenglicolului prin electroliza cu anod de argint rezulta o reactie exoterma , de exemplu focul din catastrofa Apollo 1 a fost cauzata de o astfel de reactie Etilenglicolul combinat cu apa s-a aprins si a putut arde intr-o atmosfetra cu o presiune scazuta a oxigenului . PROPRIETATI FIZICE . UTILIZARI PROPRIETATI FIZICE PROPRIETATI FIZICE El are o greutate moleculara de 62,07 g/ mol,densitatea sa este de 1,1088 – 1,1135 g/ cm³ la 20 ºC , are punctul de fierbere la 197,6 ºC, cu punctul de inghet de – 13 ºC, presiunea vaporilor de etilenglicol este de 0,06 toor la 20 ºC si 0,092 toor la 25 ºC. Din punct de vedere al solubilitatii el este solubil in apa si etanol, slab solubil in eter, insolubil in benzen si alti derivati petrolieri. Factorul de conversie al etilenglicolului este:1 ppm = 2,5 mg / m3 la 25 ºC . Triplul punct al etilenglicolului este de -17 ºC .

5

UTILIZARI -

Utilizarile majore ale etilenglicolului sunt : in solutia de antigel ( reprezinta cam 95 % ,restul este apa ), in sistemele hidraulice de franare, component in condensatorii electrici, ca solvent in industria vopselelor si al maselor plastice, component in cerneala pentru copiatoare, era folosit pentru fabricarea unor fibre sintetice ( Terylene, Dacron, etc ), in sinteza de ceara sintetica, in sinteza unor lotiuni de piele, deasemenea a fost folosit in emulsii, in compozitia de adezivi pentru lemn si industria mobilei, deasemenea a fost folosit ca lichid antiinghet pentru avioane , in aeroporturi pentru decolare ( emisia de etilenglicol raportata de autoritatile din California bazate pe cele mai recente estimari (2005 ) arata 33,213 tone numai in aeroporturi’ etilenglicolul este utilizat ca antigel nu numai pentru mijloace de transport, ci si pentru sistemul de racire al computerelor, mai este utilizat si la prezervarea de material biologic ( tesuturi si organe ), are si un rol ca produs intermediar in producerea de 1,4 –dioxan, previne si cresterea algelor in lichiul de racire al computerelor, din cauza punctului de fierbere ridicat si al afinitatii pentru apa este ideal ca deshidratator in productia de gaze naturale, etilenglicolul este folosit si la sinteza unor vaccinuri ,dar el nu este prezent ca atare in injectii , este si un component minor ( 1-2 % ) in crema de pantofi, etilenglicolul este folosit si in mod comun in laboratoare sa precipite proteine in solutie, acesta este adesea un intermediar in fractionarea, purificarea si/sau cristalizarea lor, in industria maselor plastice este utilizat pentru a produce recipiente pentru bauturi racoritoare. Intra si ca ingredient al solutiilor pentru developarea fotografiilor . PASTRARE . STABILITATE . REACTIVITATE .

Pastrarea etilenglicolului se face cu rspectarea tuturor regulamentelor si standardelor. Se pastreaza in loc uscat si racoros. Trebuie tinut in recipiente inchise ermetic . De asemenea trebuie separat de alte substante chimice incompatibile. Etilenglicolul este stabil in conditii de presiune si temperatura adecvate si la evitarea contactului cu substantele incompatibile. Etilenglicolul reactioneaza cu : acizii si oxidantii puternici ( permanganatul de potasiu, peroxidul de sodiu, dicromatul de potasiu, acidul sulfocloric, acidul sulfuric, acidul percloric, pentasulfitul difosforic, etc ). METABOLISM SI TOXICITATE TOXICITATE

6

Doza de etilenglicol minima letala este de1- 1,5ml /kg sau cca. 100 ml la adult . Efectele deprimante ale etilenglicolului sunt comparabile cu cele ale etanolului. Toxicitatea acuta a etilenglicolului este in special datorita metabolitilor sai toxici.Acidoza metabolica este initial rezultatul formarii acidului glicolic si acumularii de acid lactic. In plus inhibitia ciclului Krebs si formarea acidului oxalic contribuie la acidoza metabolica.Acidul oxalic, desi format in cantitate mica , probabil prin precipitarea sub forma de oxalat de calciu deprima miocardul si produce necroza acuta tubulara. La manifestarea toxicitatii asupra S.N.C. contribuie, de asemenea, glicolaldehida, acidul glicolic si acidul glioxilic. METABOLISM Calea de patrundere in organism a etilenglicolulu este in majoritatea cazurilor cea digestiva, unde ajunge fie accidental, fie in scop suicidar. Majoritatea cazurilor de intoxicatie se petrec in sezonul rece ,pentru ca atunci este folosit cel mai mult ca antigel. Odata ajuns in organism pe calea digestiva etilenglicolul se absoarbe rapid la nivel gastric si la nivel de intestin subtire. Concentratia maxima este atinsa cam dupa 2 ore de la ingestie. Se distribuie comform hidrosolubilitatii sale in apa tuturor tesuturilor. Are un volum de distributie de 0,6 – 0,8 l/ Kg corp. Metabolizarea etilen glicolului se face in mai multe etape succesive sub actiunea diverselor enzime. Astfel etilenglicolul initial sub actiunea alcooldehidrogenazei trece in glicolaldehida. In urmatoarea etapa glicolaldehida sub actiunea aldehiddehidrogenazei trece in acid glicolic, apoi acesta este transformat in acid glioxilic, care la randul sau poate merge spre doua directii de metabolizare, una de transformare in acid formic care sub actiunea acidului folic este redus la dioxid de carbon si apa, a doua cale pe care o urmeaza acidul glioxilic este sa treaca in acid oxalic care la randul sau la nivel renal si nu numai formeaza cristale de oxalat care la nivel renal impreuna cu ionii de calciu formeaza cristale de oxalat de calciu monohidratat, in principal care precipita la nivelul tubilor renali, determinand necroza tubulara.

7

Calea de metabolizare a etilenglicolului ( Walder 1994 ) Compusii acizi rezultati din metabolismul etilenglicolului sunt mai toxici decat compusii de origine . Inacest sens, ordinea de toxicitate este :acidul glioxilic mai toxic decat glicolaldehida, iar glicolaldehida mai toxica fata de etilenglicol. Eliminarea etilenglicolului se efectueaza pe cale renala in jur de 20 % nemodificat,ceva mai putin de 1 % este convertit in acid oxalic. Semitimpul de eliminare din plasma al etilenglicolului este de circa 3-5 ore, timpul de injumatatire al etilenglicolului se prelungeste in prezenta etanolului ( 100200 mg % ), la 17 ore, datorita afinitatii mai mari a etanolului pentru alcooldehidrogenaza . Metabolizarea etilenglicolului are loc in mai multe etape , astfel din punct de vedere al vitezei de desfasurare trecerea etilenglicolului in glicolaldehida si a acesteia in acid glicolic se fac rapid in schimb trecerea acidului glicolic in acid glioxilic are loc lent, astfel se acumuleaza acid glicolic care interfera cu metabolismul enzimelor celulare si este deasemenea responsabil pentru acidoza metabolica severa specifica intoxicatiei cu etilenglicol. Acidul glioxilic format este mult mai toxic decat acidul glycolic.Trecerea de la acid glioxilic la acid oxalic se face rapid si precipita ca oxalate si este depozitat sub forma de cristale mai ales la nivel renal. INTOXICATIA ACUTA CU ETILENGLICOL MANIFESTARI CLINICE ALE INTOXICATIEI Etilenglicolul si metabolitii sai produc depresia S.N.C. Etilenglicolul are din acest punct de vedere efecte mai toxice decat etanolul 8

O cantitate extrem de redusa, de exemplu 120 mg/ Kg corp sau 0,1 ml/ Kg corp ( o inghititura ), de etilenglicol pur poate avea drept consecinta o concentratie sangvina potential toxica de 3 mmol/ l ( 20 mg/ dl ). Efectele nocive debuteaza la 30 de minute postingestie . Se descriu astfel trei stadii ale intoxicatiei, dependente de gravitatea acesteia : Stadiul I se considera de la 30 minute – 1 ora postingestie pana la 12 ore dupa ingestie.Se caracterizeaza prin deprimare, directa produsa de etilenglicol. In acest stadiu pot apare si tulburari iritative digestive (greata, voma ), precum si acidoza, coma, convulsii. Pot fi prezente : ingreunarea vorbirii, letargie, ataxie, nistagmusul si oftalmoplegia. Se poate identifica o halena slaba, dulceaga la nivelul respiratiei.Leziunile secundare depunerii de oxalat de calciu pot agrava tabloul, cu aparitia edemului cerebral. Moartea precoce se produce prin insuficienta respiratorie si/sau insuficienta cardiaca. Stadiul II este considerat intre 12-24 ore postingestie . Se caracterizeaza prin simptome cardiopulmonare, se descriu acum tahicardie, edem pulmonar acut, cianoza, tahipnee si usoara hipertensiune. Starea se poate complica in intoxicatii severe, cu insuficienta cardiaca si colaps. Stadiul III reflecta afectarea renala dupa 24-72 oredela debutul intoxicatiei . Acest stadiu este caracterizat de simptome ca : oligurie, durere in flancuri, hematurie, necroza acuta tubulara, insuficienta renala, lezarea renala se poate permanentiza. Diagnosticul clinic se bazeaza pe urmatoarele elemente : intoxicatie de tip etilic, dar fara halena specifica, acidoza cu hiatus anionic mare si coma, hiatus osmolal, cristale de oxalat de calciu in urina si alterarea statusului mental. Deasemenea manifestarile clinice ale intoxicatiei cu etilenglicol pot fi grupa si in functie de organul afectat, astfel se pot nota : - la nivel de S.N.C. etilenglicolul nemetabolizat produce o intoxicatie de tip etanollike, simptomele includ : dezorientare, ataxie, ameteala, iritatie, agitatie, dureri de cap, nistagmus, vorbire neclara si somnolenta. Intoxicatia severa poate determina coma si chiar moarte. Edemul cerebral si depunerea de cristale de oxalat de calciu in endoteliul vaselor mici cerebrale contribuie deasemenea la toxicitatea asupra S.N.C. - toxicitatea renala este o consecinta majora a intoxicatiei cu etilenglicol, care determina moartea celulelor renale ( necroza tubulara ) ,iar afectarea renala apare deobicei in 24-28 de ore, ca rezultat al citotoxicitatii directe a acizilor oxalic, glicolic si glioxilic sau al precipitarii de cristale de oxalat de calciu in tubii renali. Degenerarea tubulara focala, atrofia si inflamatia tubulara interstitiala pot fi deasemenea observate. Afectarea renala daca nu este tratata poate duce la insuficienta renala acuta . Hiper-potasemia poate cauza aritmii cardiace amenintatoare de viata. - afectarea metabolica se caracterizeaza prin faptul ca hiatusul osmolal poate fi prezent rapid dupa ingestie, asta reprezentand etilenglicolul nemetabolizat. Acidoza metabolica severa si hiatusul anionic sunt rezultatul metabolizarii etilenglicolului la acid glicolic, glioxalic si oxalic. Se poate administra mari cantitati de bicarbonat de sodiu fara sa afecteze acidoza metabolica pentruca metabolitii aciziai etilenglicolului sunt generati continu, oricum ,o alcalinizare prea energica poate cauza hipocalcmie, hipocalcemia si tetania pot fi si rezultatul generarii si depozitarii de oxalat de calciu. - la nivel respirator un nivel foarte mare de vapori de etilenglicol inhalat poate irita tractul respirator superior, nivele mai ridicate de 80 ppm produc un discomfort respirator netolerabil cu tuse si expectoratie. Efectele asupra S.N.C. ale etilenglicolului pot da deprimare respiratorie , iar acidoza metabolica ca urmare si a

9

hiperventilatiei si al alcalozei respiratorii. Aspiratia de etilen glicol dupa ingestie poate determina edem pulmonar. - efectele cardiovasculare al intoxicatiei includ : tahicardie, disritmii, afectare cardiaca congestiva, hipertensiunesau hipotensiune arteriala si colaps circulator . Hiperpotasemia rezultata din toxicitatea renala poate cauza disritmii amenintatoare de viata. - Gastrointestinal sunt prezente grata si voma in stadiul initial al intoxicatiei - Etilenglicolul este un iritant minor al pielii , totusi au fost raportate cateva cazuri de dermatita alergica de contact . - Iritatii oculare blande au aparut dupa contactul cu etilenglicolul. Potentialele sechele ale intoxicatiei cu etilenglicol sunt reprezentate de pierderea functiei renale temporar sau inputine cazuri definitiv necesitand temporar sau definitiv hemodializa. Au fost raportate, rar, paralizii de nervi cranieni ( nervul facial, nervul auditiv cu pierderea auzului, disfunctii vizuale ), sau neuropatii periferice pentru una sau mai multe saptamani dupa ointoxicatie acuta. MANIFESTARI PARACLINICE ALE INTOXICATIEI Determinarea cantitativa a etilenglicolului in sange se efectueaza prin metoda gaz-cromatografica . In absenta etanolului, semnele intoxicatiei apar la niveluri ale etilengliolului de peste 8 mmol/ l ( 50 mg/ dl ). Laboratorul poate decela :  oxalat de calciu urinar;  hipocalcemie cu modificari E.K.G. ;  cresterea creatininei serice;  hiatus anionic,hiatus osmolar;  majoritatea prezinta leucocitoza. Foarte caracteristic ( si unic ),pentru aceasta intoxicatie este aparitia in urina a unor cristale de oxalat de calciu, in cantitate neobisnuit de mare si variate ca forma. Daca la 5 ore de la ingestie aceste cristale de oxalat de calciu nu au fost identificate in urina , intoxicatia acuta cu etilenglicol poate fi indepartata ca eventualitate diagnostica Cristalele de oxalat de calciu pot fi evidentiate si pe biopsii renale secventiale, desi aspectul histopatologic evidentiaza necroza acuta tubulara si nefrita interstitiala . TRATAMENT Stabilizarea unui intoxicat cu etilenglicol vizeaza corectarea acidozei, a dezechilibrului hidro-electrolitic si deprimarii respiratorii. Corectarea acidozei se face prin administrarea de bicarbonat de sodiu, deseori sunt necesare doze mari. Alcalinizarea urinei creste excretia metabolitilor acizi. Administrarea de fluide si diuretice poate restabili diureza, dar nu stimuleaza eliminarea etilenglicolului. Decontaminarea gastro-intestinala se poate incerca mereu,cu conditia sa se faca in primele 3 ore de la ingestia etilenglicolului. Se poate realiza prin prin lavaj gastric. Atidotul in aceasta intoxicatie este etanolul,care blocheaza competitiv metabolizarea etilenglicolului si geneza metabolitilor sai toxici. Blocarea are loc la nivelul alcooldehidrogenazei care transforma etilenglicolul in glicolaldehida. Concentratia eficienta de etanol este de 100-150 mg%, pentru a realiza completa

10

blocare a metabolitilor sai toxici.Doza de saturare pentru etanol este de 0,6-0,8 g /Kg corp urmata de o doza de intretinere de125-130 mg/Kg corp/ora, pentru ase realiza si mentine o concentratie sanguina de 100 mg% ( 0,1% ). Indicatiile terapiei cu etanol includ :  un deficit osmolar crescut sau o crestere a hiatusului anionic la un pacient simptomatic ;  anamneza sugestiva sau suspectarea serioasa a ingestiei de etilenglicol ;  un nivel de etanol scazut sau nedetectabil ;  concentratie a etilenglicolului mai mare de 20 mg/dl ;  persistenta acidozei, oricare ar fi concentratia etilenglicolului. Terapia trebuie continuata pana ce nivelul de etilenglicol din sange scade sub10 mg/dl. Deasemenea recent a fost recomandat ca antidot specific in intoxicatia cu etilenglicol ( si alcool metilic ) 4-metilpirazolul ( fomepizol ). Fomepizolul este un inhibitor competitiv al alcooldehidrogenazei, implicit blocant al metabolismului etilenglicolului .Afinitatea fomepizolului pentru alcooldehidrogenaza este de 8 ori mai mare ca a etanolului. Tratamentul poate incepe imediat dupa demonstrarea intoxicatiei cu etilenglicol sau cand avem suspiciunea ingestiei de etilenglicol bazata pe anamneza si/sau pe acidoza metabolica hiatusul anionic si osmolal crescut sau pecristalele de oxalat de calciu din urina. Se poate administra oral sau intravenos, doza de incarcare este de 15 mg/Kg corp, urmata de doze de10 mg/Kg corp la fiecare 12 ore ( urmatoarele 4 doze ) apoi din nou 15 mg/Kg corp la12 ore pana cand nivelul seric al etilenglicolului scade sub 20 mg/dl. Dezavantajul sau fata de etanol este reprezentat de pret ( este foarte scump, astfel ca in Romania etanolul ramane de baza ), dar ca avantaje nu are efectele adverse ale etanolului ( nu deprima S.N.C. nu da depresie respiratorie, hipoglicemie, hipotermie si agitatie ).In absenta disfunctiei renale si a acidozei metabolice mari, fomepizolul poate scuti pacientul de hemodializa chiar la concentratii ale etilenglicolului de peste 50 mg/dl. Pentru accelerarea metabolismului metabolitilor toxici se administreaza cofactori de tipul piridoxinei ( 50 mg i.m. ) si tiaminei ( 100 mg i.m. ), de 4 ori pe zi timp de 2 zile. Hemodializa creste viteza de eliminare a etilenglicolului si a metabolitilor sai toxici. Indicatiile ei sunt :  acidoza metabolica refractara ( pH < 7,25-7,3 );  afectare de organ;  concentratia etilenglicoluluiseric peste 50 mg/dl. Hemodializa se impune pana la atingerea concentratiei de 10 mg%. ASPECTE ALE EXPUNERII CRONICE LA ETILENGLICOL Din punct de vedere al expunerii cronice la etilenglicol sunt mult mai putine date si studii, in comparatie cu expunerea acuta, totusi din datele existente se arata ca la expunerea cronica apar semne ca iritatii ale gatului, usoare dureri de cap, dureri de spate blande, pierderi ale constiintei si nistagmus. Aceste simptome se rezolva cand expunerea dispare. Carcinogeneza in expunerea pe termen lung la etilenglicol intr-o cercetare a departamentului de sanatate si servicii umane al S.U.A. ( DHHS ) si al agentiei internationale pentru cercetarea cancerului ( IARC ), au clasificat etilenglicolul ca substanta fara un potential carcinogenetic. In studiu privind carcinogeneza si

11

expunerea la glicol facut in 1986 de catre DePass si col. , au fost observati 344 sobolani . Acestia au primit cate 40, 200, sau 1000 mg etilenglicol / Kg corp / zi in dieta pentru doi ani, fiindu-le examinate extensiv organele la microscop. La doza de cel putin 200 mg/ Kg corp/ zi cristale de oxalat de calciu au fost observata in urina ambelor sexe. La 1000 mg/ Kg corp / zi , femelele au prezentat o crestere tranzitorie a marimii rinichilor si o usoara incarcare grasa a ficatului, in timp ce masculii au prezentat o mortalitate de 100% in 15 luni ( datorata nefropatiei data de oxalatul de calciu ), au pierdut in greutate, scaderea greutatii organelor ( ficat si rinichi ), in rinichi s-au gasit leziuni microscopice ( incluzand dilatari, proteinurie, degenerescenta glomerulara, hiperplazie ), si alterari ale parametrilor urinari si hematologici. Printre sobolanii masculi s-a constatat o mult mai mare incidenta a dilatarii tubulare renale, hidronefrozei, nefropatiei oxalice si cristalelor de oxalat de calciu la cei supusi la doza inalta de etilenglicol. Cu toate acestea la examinarile histopatologice macro si microscopic nu s-a constatat nici o transformare neoplazica. Deasemenea in alt studiu limitat facut de Blood si col. ( 1962 ) pe maimute de rasa macacus rhesus atat femele cat si masculi ce li s-au administrat 80 sau 200 mg etilenglicol/ Kg corp in dieta , pentru 3 ani , dar nu s-au constatat semne de toxicitate si nici depozite de oxalat de calciu sau schimbari histopatologice in majoritatea tesuturilor examinate ( inclusiv sistemul urogenital, ficat si maduva osoasa ) . Si in doua studii facute de Mason si col. ( 1971 ) , pe 344 sobolani si studiul lui Dunkelberg ( 1987 ), pe soareci prin care se faceau injectii subcutanate cu etilenglicol de1000 mg/ Kg corp pentru 52 sau 106 saptamani, la examenele histopatologice nu s-au constatat nici o tumora. Din punct de vedere al genotoxicitatii s-au facut studii atat in vitro cat si in vivo. Astfel studii in vitro facute pe celule bacteriene expuse la etilenglicol au avut rezultate negative, cu sau fara activarea S9 ( Clark si col. 1979; Pfeiffer & Dunkelberg, 1980 ; Zeiger si col. 1987 ). Rezultate deasemenea negative pentru mutagenitate in vitro au fost inregistrate si pentru celulele lymfoma L51784y de soarece ( cu sau fara activare) (McGregor si col. , 1991 ). Rezultate negative pentru aberatii cromozomiale si pentru schimbari cromatidiene in culturi de celule ovariene de hamster chinezesc ( cu sau fara activare ) (NTP, 1993 ) si pentru distrugeri deADN in hepatocite de sobolan ( Storer, 1996 ). La studiile in vivo de genotoxicitate privind expunerea la etilenglicol s-au constatat rezultate negative pentru mutatii letale dominante, la sobolanii masculi ( studiu pe mai multe generatii ), administrandu-le 1000 mg/Kg corp/ zi pentru 155 zile ( DePass si col. , 1986 ). Rezultate negative au fost obtinute si pentru aberatiile cromozomiale din celulele de maduva osoasa de sobolan, expusi la injectii intraperitoneale cu 638 mg de etilenglicol/ Kg corp/zi , pentru 2 zile ( Conan si col. , 1979 ). Oricum au fost constatate o multime de efecte mici, dar la doze neprecizate, ce s-au bazat pe date adunate de la grupurile tratate. Din punct de vedere al reproducerii si dezvoltarii, etilenglicolul nu a fost inclus in toxicele pentru reproducere si dezvoltare pe 1991 in raportul “ General Accounting Office ( GAO ), care are 30 de substante despre care se stie ca afecteaza reproducerea si dezvoltarea . Unele experimente pe animale expuse la etilenglicol a aratat efecte teratogene ( displazii scheletale, defecte de inchidere ale tubului neural si defecte craniofaciale ). Acidul glicolic si ceilalti metaboliti ai etilenglicoluli in combinatie cu acidoza metabolica este cauza celor mai multe cauze de toxicitate a dezvoltarii fata de etilenglicol, la rozatoare. Efectele umane pe reproducere si dezvoltare nu au fost documentate si stiute.

12

ASPECTE PRIVIND INTOXICATIA CU ETILENGLICOL . MEDIU AMBIANT SI EXPUNEREA UMANA . Riscul relativ asupra sanatatii calculat de NPI ( The National Polluant Inventory , Australia ), privind etilenglicolul pe o scara de la 0 la 3, a fost de 1,2 . Scorul de 3 reprezinta un risc foarte mare pentru sanatate, 2 inseamna un risc mediu si 1 inseamna daunator pentru sanatate. Factorii care sunt luati in calcul pentru calcularea riscului includ : existenta materialului toxic sau al otravurilor in natura, gradul toxicitatii, evaluarea tendintei de a produce cancer si/sau efecte teratogene . Nu tine cont de expunerea substantei. Comparativ cu alte substante, etilenglicolul are risc mai mare ca amoniacul ( risc 1) , dar are risc pentru sanatate mai mic fata de arsenic ( risc 2, 3 ). Riscul relativ asupra mediului inconjurator calculat tot de NPI , privind etilenglicolul pe o scara tot de la 0 la 3 il plaseaza la 0,8. Un scor de 3 reprezinta un risc foarte mare pentru mediu inconjurator , iar scorul 0 este un risc neglijabil. Factorii care determina scorul includ : existenta de material toxic sau otrava in natura , toxicitatea substantei, capacitatea de a ramane activa in mediu ambiant si acumularea in organismele vii. Nu tine cont de expunerea substantei. Comparativ cu alte substante, etilenglicolul are risc mai mare ca monoxidul de carbon ( risc 0,7 ), dar are risc pentru mediu inconjurator mai mic decat oxidul nitric ( risc 3 ). Efectul imediat al expunerii la concentratii inalte de etilenglicol poate cauza moartea animalelor, pasari sau pesti, deasemenea moartea sau scaderea ratei de crestere a plantelor. Efectul pe timp indelungat al expunerii sunt reducerea ratei de supravietuire, probleme de reproducere, fertilitate scazuta si schimbari de comportament al animalelor. NPI a inclus 400 de substante pentru calcularea riscului total ( riscul asupra sanatatii umane + riscul asupra mediului inconjurator ), unele substante au fost grupate impreuna pentru acelasi risc total rezultand in total 208 scoruri . Din acestea etilenglicolul a avut scorul de 2, plasandu-se pe pozitia 23 din 208. In atmosfera etilenglicolul va fi rapid degradat prin reactii fotochimice in radicali hidroxil, timpul necesar de injumatatire fiind intre 1 si 10 zile. Deasemenea daca nu este degradat in atmosfera poate sa ajunga in sol sau apa, prin intermediul ploii. Daca ajunge in sol este biodegradat rapid in cateva zile pana la o saptamana. Poate insa sa ajunga si in apa din panza freatica si s-o contamineze. Din sol etilenglicolul are un procent foarte redus ce se evapora in atmosfera. Cand ajunge in apa, este rapid biodgradat, cu timp de injumatatire intre 1 si 10 zile, nu se acumuleaza in apa, nu se evapora semnificativ si are un coeficient de partitie in apa mai mic de trei. Foarte mici cantitati de etilenglicol au fost detectate si in unele alimente. Detectarea s-a facut metoda gaz-cromatografiei. A fost detectat in unele monstre de vin in Italia ( Gaetano & Matta, 1987 ), oricum sursa contaminarii nu s-a determinat. In Franta ( Buquet & Manchon , 1970 ), a-u constatat in prajiturele impachetate in pungi de plastic cu vid pretratate cu oxid de etena, reziduri de etilenglicol, doza nefiind insa mentionata . Oamenii care au cel mai mare potential de expunere la etilenglicol, sunt aceia care lucreaza la fabricarea unor produse care au o mare concentratie de etilenglicol ( antigel, coloranti, lichid de frana, solventi,etc ), in special care lucreaza la pulverizarea lor. In aceste cazuri inhalarea este o ruta importanta de expunere Etilenul masurat in aerul din zonele de lucru aleacestor muncitori au aratat

13

concentratii de 0,05 – 2,33 mg/m3 ca aerosol si de 0,05 – 3,37 mg/m3, ca vapori. Anumite cantitati de etilenglicol au fost detectate si in fumul artificial folosit in concerte de muzica, spectacole si in parcurile de distractie.

GLICERINA Glicerina (formula chimica CH2-OH-CH-OH-CH2-OH) este cel mai simplu alcool triatomic cu masa molara 92,09, fiind un alcool trihidroxilic, glicerolul mai poartă denumirea de 1,2,3 propantriol. Glicerina este un alcool, prezentandu-se ca un lichid limpede, incolor , cu densitatea mai mica decat a apei, siropos, cu gust dulceag si fara miros. Glicerina se evapora si ingheata greu, de exemplu solutia de 80% ingheata la -20,3°C. Este usor solubila in apa si in alcool etilic. La randul sau, glicerolul este un bun solvent pentru diferite substante, fiind utilizat, mai ales in gemoterapie, fitoterapie si homeopatie pentru extragerea unor principii active de origine vegetala. Sub forma de esteri ai acizilor grasi (gliceride), constituie componentul de baza al grasimilor animale si vegetale. Gliceridele din alimente, prin incalzire, se hidrolizeaza partial in glicerol si acizi grasi. Prin deshidratare, glicerina eliberata, se transforma in acroleina, care este o substanta toxica. Reactia de transformare a glicerinei in acroleina este :

Glicerolul din corpul uman, deriva din hidroliza enzimatica a gliceridelor . Sub influenţa unor enzime specifice (lipaze), are loc reacţia de hidroliza, care fiind reversibilă, conduce atat la sinteza gliceridelor, cat si la degradarea acestora. Reactia de hidroliza este urmatoarea :

14

Glicerina se obtine prin saponificarea grasimilor, iar in industrie din apele ramase de la fabricarea sapunului, prin fermentarea glicolica a zaharurilor. Sintetic se obtine din propilena capatata la cracarea petrolului. Glicerina se intrebuinteaza la obtinerea nitroglicerinei, rasinilor sintetice, in tabacarie, la fabricarea hartiei, in industria alimentara, in cosmetica si farmaceutica. Este unul dintre emolientii clasici folositi la prepararea produselor cosmetice. Contribuie la mentinerea elasticitatii pielii.Inevitabil, procesul de imbatranire a pielii este insotit de diminuarea eficientei de autohidratare naturala a pielii. Glicerina asigura o hidratare corecta, stimuleaza metabolismul si schimburile celulare epidermice. Substante necesare pentru obtinerea glicerinei: grasimi: n grame alcool : n ml NaOH : n ml solutie 30-40% NaCl : m ml solutie saturata - Se iau n grame grasime, n ml acool si n ml solutie de alcali; se amesteca prin agitare cu ajutorul unei baghete si se incalzeste pe o baie de apa pana cind incepe sa fiarba. - Dupa ÷ 10 minute, amestecul devine omogen, iar saponificarea grasimii este complet terminata. - La solutia astfel obtinuta se adauga o solutie saturata calda de NaCl, amestecindu-se cu bagheta. Amestecul se tulbura, iar la suprafata lichidului se separa un strat de sapun care pluteste. - Dupa ce amestecul s-a depus, se scufunda vasul intr-o baie de apa rece, citeva minute si se observa formarea stratului de sapun care se solidifica.

CH2 - OOC - R CH2 - OH | | CH - OOC - R + 3NaOH ---> CH - OH + 3R-COONa | | CH2 - OOC - R CH2 - OH (sapun) (glicerina)

15

Prin transesterificarea grasimilor si uleiurilor cu alcooli inferiori se obtin monoesteri conform reactiei: , , CH2 - OCOR CH2 - OH R - COOR | ,, catalizator | ,, CH - OCOR + 3ROH -----------> CH - OH + R - COOR | ,,, | ,,, CH2 - OCOR CH2 - OH R - COOR

Se pot folosi toti alcooli inferiori: alcool metilic, etilic, propilic, etc. Se poate folosi reactia cu alcool metilic care se conduce la temperatura intre 20 si 80ºC.In conditii optime se obtine o conversie a uleiului de 98-99,7%. Se folosesc uleiuri ce contin 2,3% aciditate libera. In cazul utilizarii alcoolului etilic se utilizeaza alcool etilic de 96%. In urma reactiei se formeaza monoesteri si glicerina 10-14%, functie de natura uleiului. Glicerina se decanteaza usor de ester in faza inferioara, impreuna cu catalizatorul si cu excesul de alcool. In continuare, glicerina este utilizata pentru a fabrica NitroGlicerina. Nitroglicerina (cunoscuta si sub numele trinitroglicerina sau trinitrat de glicerina) este o substanta exploziva avand formula chimica C3H5(ONO2)3. Nitroglicerina se obtine prin esterificarea glicerinei cu acid azotic concentrat, in prezenta acidului sulfuric concentrat. Reactia are loc prin introducerea amestecului de acizi in glicerina racita, procedandu-se astfel deoarece, reactia fiind puternic exoterma, glicerina poate exploda sub insasi infuenţa energiei termice dezvoltate în cursul reactiei.

Reactia de descompunere

16

4 C3H5(ONO2)3 → 12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2 Aceasta reactie explica puterea exploziva foarte mare a nitroglicerinei; dupa cum se observa din 4 parti de nitroglicerina rezulta aproximativ 29 parti gaze. Trinitratul de glicerina (nitroglicerina) este o substanţă utilizata in industria chimica, militara si farmaceutica. Acest compus sta la baza unor explozibili si a unor medicamente destinate cardiacilor. Alte denumiri Denumirile acceptate pentru acest compus sunt: nitroglicerina, trinitroglicerina, trinitrat de glicerina, trinitrat de glicerol, trinitrat de gliceril. Din punct de vedere chimic, ultima este cea mai corecta, deoarece glicerolul care intra in reactia de obtinere, isi pierde calitatea de alcool, in urma combinarii cu radicalii anorganici azotati ai acidului azotic. O denumire veche, astazi data uitarii, este aceea de „explozivul uleios al lui Nobel” (in 1867 chimistul suedez Alfred Nobel reuseste sa produca dinamita, amestecand nitroglicerina cu un pamant poros fosilizat). Proprietati In stare pura, trinitroglicerina este o substanta lichid-vascoasa, incolora, inodora, cu gust dulceag. Prin prezenta gruparilor azotat, nitroglicerina este instabila, trecand foarte repede, prin incalzire sau soc mecanic, in starea de gaz, fenomen ce conduce la cresterea brusca a volumului de sute de ori (explozie). Trinitratul de glicerina este o substanţă greu solubila in apa dar usor solubila in alti solventi organici, mai ales alcool metilic, etilic si acetona. Nitroglicerina farmaceutica Ca atare sau inclusa in diferite formule famaceutice, nitroglicerina se foloseste ca vasodilatator coronar. Prezinta avantajul unei actiuni foarte rapide, desi de scurta durata, intrerupand crizele cardiace de origine anginoasa.

BIBLIOGRAFIE 1. CHIMIE ORGANICA – EDITH BERAL, MIHAI ZAPAN, Editura tehnica, Bucuresti, 1973 2. „Chimie Organica” C.D. Nenitescu Ed. Didactica si Pedagocica Bucuresti

17

3.„Chimie Organica” Edith Beral , Mihai Zapan Ed.Tehnica 1973

.

18