Ароматические амины — рак: эксперименты и гипотезы

Рак: эксперименты и гипотезы — Ароматические амины

Ароматические амины - рак: эксперименты и гипотезы

Подробности Категория: Архивы

Ароматические амины: активация через метаболизм С распространением в Европе во второй половине XIX в. больших и малых красильных фабрик не только увеличилось производство красителей, но и участились случаи заболеваемости опухолями.

Разумеется, в самом начале эту опасность невозможно было предвидеть. Первые анилиновые красители были открыты в Англии и Франции, но вскоре интенсивное производство анилиновых красок было налажено и в Германии.

Еще и сегодня памятью о зарождении промышленного производства красителей в Германии служит огромный химический завод в Бадене, вырабатывающий анилин и соду.

Альфред фон Нагель так описывает картину первичного технологического процесса [30]: Фуксин получали в фуксиновом расплаве путем окисления так называемого анилинового красного, представляющего собой смесь анилина и толуидинов, которая образовывалась при тогдашнем способе получения анилина из не полностью очищенного бензола.

Для приготовления таких фуксиновых расплавов смесь анилинового красного перемешивали с раствором мышьяковистой кислоты в металлическом эмалированном котле над открытым пламенем в течение 6 — 8 ч при 170—180°. Непрореагировавший анилин отгонялся и конденсировался на охлаждаемой свинцовой спирали.

Затем отвердевший расплав растворяли в кипящей воде в железных котлах. При добавлении поваренной соли и соляной кислоты образовывался гидрохлорид фуксина, который выкристаллизовывался.

Для того чтобы охладить этот раствор как можно медленнее в целях получения кристаллов наибольшего размера, жидкость накрывали плавающей на поверхности деревянной крышкой, на которой образовывались самые правильные по форме кристаллы. Кристаллизация продолжалась 6 недель, а в разгар лета и того дольше. Затем крышку снимали, давали жидкости стечь, кристаллы же собирали и высушивали на решетах. Сухие кристаллы сортировали вручную в соответствии с их размерами и формой, поскольку качество фуксина оценивалось по внешнему виду кристаллов.

Другие анилиновые красители, ассортимент которых постоянно расширялся, изготовлялись посредством сходных, лишенных всяких мер предосторожности технологических процессов.

Рак, вызываемый анилином (но повинен в этом не сам анилин)

Еще в 1895 г. франкфуртский хирург Рен сообщил об участившихся случаях рака мочевого пузыря среди рабочих красильной фабрики. Несмотря на ограниченное число пациентов, Рен заподозрил, что анилин имеет какое-то отношение к возникновению опухолей.

С течением времени это подозрение усилилось, и стали говорить уже не только об анилиновых красителях, но и об «анилиновом раке». Рак мочевого пузыря обнаруживался даже у рабочих, которые давно перестали работать с красителями (вплоть до 35 лет).

Правда, позднее выяснилось, что опухоли вызывав не сам анилин: появился черный список других ароматических аминов, особенно таких, как р-нафтиламин, а также бензидин и дифениламин.

Сегодня с этими опасными промежуточными продуктами обращаются все более осторожно, а некоторые из них даже полностью изымаются из производства. Достаточно сказать, что, например, сейчас синтез свободного р-нафтиламина заменен другим химическим процессом.

В истории ароматических аминов азокрасители играют особую роль. Появившиеся вслед за анилиновыми красителями — фуксином и розанилином, они отличаются широким спектром красок и рядом других свойств. Канцерогенность азокрасителей также была обнаружена не сразу, хотя уже на первых порах раздавались недвусмысленные предостережения.

Масляный желтый и канцерогенные азокрасители

Алый красный (известный также как алый Бибриха) очень быстро заставил врачей заговорить о себе (фиг. 4). В 1906 г. Фишер-Базельс обнаружил пролиферацию эпителия кожи ушей кроликов после многократного введения под кожу алого красного в масляном растворе.

Это позволило сделать вывод, что упомянутый краситель стимулирует рост, после чего его стали интенсивно использовать при лечении ран для ускорения заживления.
АРОМАТИЧЕСКИЕ АМИНЫ И АЗОКРАСИТЕЛИ Прошло 30 лет, прежде чем японские ученые Сазаки и Йошида обнаружили канцерогенный эффект о-амино- азотолуола, структурного компонента алого красного.

Исследователи скармливали крысам рис, к которому добавляли масляный раствор о-аминоазотолуола. У всех крыс, проживших после употребления такой пищи свыше 255 дней, развились гепатомы. После этого открытия проверке на канцерогенную активность подверглись многочисленные соединения, и в первую очередь азокрасители.

Вскоре (1936) Киносита обнаружил, что N,N-диметил-4-аминоазобензол еще более сильный канцероген, чем аминоазотолуол. Повседневное название диметиламиноазобензола (ДАБ)————

масляный желтый — идет от практики (к счастью, теперь уже забытой) добавления этого красителя к маргарину или сливочному маслу зимой для придания им цвета летнего свежего продукта.

Ацетиламинофлуорен, «недоношенный» инсектицид

В 1940 г. ацетиламинофлуорен (см. фиг. 4) был запатентован в качестве основного ингредиента инсектицида. Однако перед- тем как запустить в производство, его подвергли тщательному анализу, включая проверку на возможную канцерогенную активность.

Через год не осталось сомнений в том, что 2-ацетиламинофлуорен — высокоактивный канцероген, способный вызывать опухоли у крыс, мышей, собак, кошек, кроликов и цыплят. Преобладали опухоли мочевого пузыря и печени, но могли возникать и опухоли молочной железы, легкого и рак матки. В большинстве экспериментов 2-ацетиламинофлуорен добавляли к пище животных.

Локально он был неактивен, иными словами, в месте его введения опухоли не развивались. Понятно, что вопрос об использовании 2-ацетил- аминофлуорена в качестве пестицида отпал.
2-Ацетиламинофлуорен является амидом (уксусной кислоты). Однако логичнее рассматривать его в одном ряду с упомянутыми выше ароматическими аминами.

Как мы уже отмечали, наиболее важные представители последних— Р-нафтиламин, азокрасители и аминофлуорен. Рассмотрим эти вещества подробнее, и в частности остановимся на их роли в метаболизме.

Не все аминоазокрасители — канцерогены

Ни в коем случае нельзя считать все аминоазокрасители канцерогенами. Так, основной строительный блок амино- азокрасителей, 4-аминоазобензол (АБ), обладает либо очень слабой канцерогенной активностью, либо не обладает ею вовсе. Что же касается N-метил-4-аминоазобензола и ДАБ, то они высокоактивны.

Если во «второе» бензольное кольцо ввести дополнительную метальную группу в соответствующее положение, получится очень сильный канцероген, 3 -метил-N,N-диметил-4-аминоазобензол.

Если эта дополнительная метальная группа присоединяется на одно положение дальше (на противоположном конце от аминогруппы), то образуется соединение (4'-метил-ДАБ), которое почти не активно.
Аминоазокрасители, подобные ДАБ, обычно вызывают только опухоли печени.

Другие ароматические амины менее специфичны и вызывают опухоли также в других органах.

Особенно ярким примером служит М,М'-2,7-флуоренил- диацетамид; это соединение вызывает у крыс образование опухолей молочной железы, кожи, легкого, желудка, кишечника, рак матки, печени и железы ушного прохода, а также ведет к развитию лейкозов и лимфом. Локализация опухоли варьирует в зависимости от способа введения канцерогена — путем скармливания или внутрибрюшинной инъекцией.

Амины — понятие, свойства, применение

Ароматические амины - рак: эксперименты и гипотезы

  • Амины — органические производные аммиака, содержащие аминогруппу NH2 и органический радикал. В общем случае формула амина представляет собой формулу аммиака, в которой атомы водорода заменены на углеводородный радикал.

    Классификация

    • По тому, сколько в аммиаке атомов водорода заменено радикалом, различают первичные амины (один атом), вторичные, третичные. Радикалы могут быть одинаковыми или разнотипными.
    • Амин может содержать не одну аминогруппу, а несколько. По этой характеристике их делят на моно, ди-, три-, … полиамины.
    • По типу радикалов, связанных с атомом азота, различают алифатические (не содержащие циклических цепей), ароматические (содержащие цикл, самый известный — анилин с бензольным кольцом), смешанные (жиро-ароматические, содержащие циклический и нециклический радикалы).

    Свойства

    В зависимости от длины цепочки атомов в органическом радикале, амины могут быть газообразными (три-, ди-, метиламин, этиламин), жидкими или твердыми веществами. Чем длиннее цепь, тем тверже вещество. Простейшие амины водорастворимы, но по мере перехода к более сложным соединениям водорастворимость уменьшается.

    Газообразные и жидкие амины — вещества с выраженным запахом аммиака. Твердые  практически лишены запаха.

    Амины проявляют в химических реакциях сильные оснóвные свойства, в результате взаимодействия с неорганическими кислотами получаются алкиламмониевые соли.

    Реакция с азотистой кислотой является качественной для этого класса соединений.

    В случае первичного амина получается спирт и газообразный азот, со вторичным — нерастворимый желтый осадок с выраженным запахом нитрозодиметиламина; с третичным реакция не идет.

    Реагируют с кислородом (горят на воздухе), галогенами, карбоновыми кислотами и их производными, альдегидами, кетонами.

    Практически все амины, за редким исключением, ядовиты. Так, самый знаменитый представитель класса, анилин, легко проникает через кожный покров, окисляет гемоглобин, угнетает ЦНС, нарушает обмен веществ, что может привести даже к смерти. Токсичны для человека и пары.

    Признаки отравления:

    — одышка,— синюшность носа, губ, кончиков пальцев,

    — частое дыхание и усиленное сердцебиение, потеря сознания.

Первая помощь:

— смыть хим.реактив ватой со спиртом,— обеспечить доступ к чистому воздуху,

— вызвать «Скорую помощь».

Применение

— В качестве отвердителя эпоксидных смол.

— Как катализатор в химпроме и металлургии.

— Сырье для получения полиамидных искусственных волокон, например, нейлона.

— Для изготовления полиуретанов, пенополиуретанов, полиуретановых клеев.

— Исходный продукт для получения анилина — основы для анилиновых красителей.

— Для производства лекарственных средств.

— Для изготовления фенолформальдегидных смол.

— Для синтеза репеллентов, фунгицидов, инсектицидов, пестицидов, минеральных удобрений, ускорителей вулканизации резины, антикоррозионных реактивов, буферных растворов.

— Как добавка к моторным маслам и топливам, сухое горючее.

— Для получения светочувствительных материалов.

— Уротропин используется как пищевая добавка, а также ингредиент косметических средств.

В нашем интернет-магазине можно купить реактивы, относящиеся к классу аминов.

Метиламин

Первичный алифатический амин. Востребован как сырье для производства лекарств, красителей, пестицидов.

Диэтиламин

Вторичный амин. Применяется в качестве исходного продукта при получении пестицидов, лекарств (например, новокаина), красителей, репеллентов, добавок к топливу и моторным маслам. Из него изготавливают реактивы для защиты от коррозии, для обогащения руд, отверждения эпоксидных смол, ускорения процессов вулканизации.

Триэтиламин

Третичный амин. Используется в химпроме в качестве катализатора при производстве резин, эпоксидных смол, пенополиуретанов. В металлургии — катализатор отвердения в безобжиговых процессах. Сырье в органическом синтезе лекарств, минеральных удобрений, средств для борьбы с сорняками, красок.

1-бутиламин

Третбутиламин, соединение, в котором с азотом связана трет-бутильная  органическая группа. Вещество применяется при синтезе усилителей вулканизации резины, лекарств, красителей, дубильных веществ, препаратов против сорняков и насекомых.

Уротропин (гексамин)

Полициклический амин. Востребованное в экономике вещество. Используется как пищевая добавка, лекарство и компонент лекарств, ингредиент косметических средств, буферных растворов для аналитической химии; как сухое горючее, отвердитель полимерных смол, в синтезе фенолформальдегидных смол, фунгицидов, взрывчатых веществ, средств для защиты от коррозии.

Конспект по органической химии: Амины — УчительPRO

Ароматические амины - рак: эксперименты и гипотезы

Ключевые слова конспекта: Аминогруппа. Амины предельные и ароматические. Метиламин. Анилин. Реакция Зинина.

Понятие об аминах

Окружающая нас природа удивительно многоцветна. Никто никогда не сосчитает точное число всех оттенков, передающих многообразие природной гаммы цвета.

Окраска природных объектов обусловлена присутствием веществ, способных выборочно поглощать или отражать электромагнитные волны определённой длины.

Природа научилась синтезировать окрашенные вещества гораздо успешнее, чем это делает человек. С незапамятных времён люди применяли природные красители. Например, синий краситель индиго извлекали из сока индигоносных растений. Этот краситель, только получаемый промышленным способом, до сих пор используют для окраски джинсовой ткани.

Красящие вещества содержатся и в организмах насекомых. В Мексике за 1000 лет до нашей эры открыли красный краситель кармин. Его извлекали из насекомых кошенили, обитавших на кактусах. Краситель содержится только в особях женского пола, их собирали вручную, и для приготовления 1 г красителя требовалось собрать 150 000 тлей!

Вплоть до середины XIX в. краски для тканей стоили невероятно дорого и были доступны лишь обеспеченным людям. Вполне понятно желание химиков разгадать тайну цвета и научиться синтезировать качественные и доступные красители.

Студент английского Королевского химического колледжа Уильям Перкин проводил опыты по синтезу лекарства от малярии. В качестве исходного вещества он использовал вещество, выделенное из каменноугольной смолы, — анилин.

Из смеси продуктов реакции 18-летний студент выделил соединение с яркой пурпурной окраской. Пурпурный цвет в то время был в моде, и новое соединение прочно удерживалось на тканях. Так в 1856 г.

был запатентован первый синтетический краситель мовеин (от франц. mauve — мальва).

Совместно с братом и отцом Перкин построил фабрику по производству мовеина. Успех был ошеломительным! Королевские особы носили одежду, окрашенную новым красителем. В течение последующих нескольких лет на основе анилина химики синтезировали десятки красителей красного, розового, зелёного и синего цветов.

Какое отношение рассказ о синтетических красителях имеет к материалу конспекта? Самое непосредственное — поскольку анилин относят к классу органических соединений, называемых аминами.

Органические вещества, в молекулах которых углеводородный радикал связан с аминогруппой —NH2, называют аминами.

(с) Цитата из справочного издания «ХИМИЯ. Справочник в таблицах / М.: Издательство АЙРИС-пресс»

Классификация аминов

Общая формула аминов R—NH2, где R — углеводородный радикал. В зависимости от природы радикала различают предельные амины (R — остаток предельного углеводорода, т. е. алкил) и ароматические амины (R — остаток ароматического углеводорода).

Гомологический ряд предельных аминов начинает простейший представитель класса — метиламин. Структурные формулы метиламина и его ближайших гомологов приведены ниже:

Общая формула членов данного гомологического ряда CnH2n+1NH2, или CnH2n+3N.

Представителем ароматических аминов является уже упомянутый нами анилин. В молекуле этого вещества аминогруппа —NH2 связана с остатком ароматического углеводорода бензола — фенильным радикалом С6Н5—. Следовательно, химическая формула анилина С6Н5—NH2: 

Физические свойства и получение важнейших аминов

Метиламин — бесцветное газообразное вещество с резким аммиачным запахом, хорошо растворимое в воде. Анилин представляет собой бесцветную жидкость, которая на воздухе приобретает красно-бурую окраску вследствие окисления; он также обладает резким запахом и плохо растворим в воде.

Промышленное производство метиламина основано на взаимодействии метилового спирта с аммиаком:

Вторым удобным способом получения аминов заданного строения служит реакция галогеналканов с избытком аммиака:

Производство анилина в промышленных масштабах связано с именем выдающегося русского учёного-химика Николая Николаевича Зинина. В 1841 г., проводя опыты с нитробензолом, он нашёл способ восстановления нитрогруппы до аминогруппы:

Эту реакцию назвали в честь учёного — реакция Зинина. Современник Н. Н. Зинина немецкий химик Август Гофман по достоинству оценил вклад русского коллеги в развитие органической химии: «Если бы Зинин не сделал ничего более, кроме превращения нитробензола в анилин, то и тогда его имя осталось бы записанным золотыми буквами в истории химии».

Химические свойства аминов

Химические свойства аминов определяются в первую очередь наличием в их молекулах аминогруппы.

Амины рассматривают как продукты замещения в молекуле аммиака атомов водорода аминогруппами. Логично предположить, что химические свойства, характерные для аммиака, будут характерны и для его органических производных. Так оно и есть.

Аммиак характеризуется основными свойствами за счёт неподелённой электронной пары атома азота. Его водный раствор имеет щелочную реакцию, аммиак легко реагирует с кислотами с образованием солей аммония:

NH3 + НСl = NH4Cl

Амины представляют собой органические основания. Водный раствор метиламина, подобно аммиаку, изменяет окраску индикаторов, указывающих на щелочной характер среды. В растворе образуется слабый электролит — гидроксид метиламмония:

Электролитическая диссоциация этого основания приводит к появлению в растворе гидроксид-ионов:

Как и аммиак, амины легко образуют соли с сильными неорганическими кислотами:

Третье положение теории строения органических соединений о взаимном влиянии атомов в молекулах подтверждается сравнением свойств рассматриваемых аминов и аммиака.

Основные свойства аминов, по сравнению с аммиаком, отражают влияние углеводородного радикала на поведение аминогруппы. Усиление основных свойств наблюдается в ряду

Аминогруппа оказывает ответное влияние на свойства углеводородного радикала. Действительно, анилин, в отличие от бензола, легко вступает в реакцию бромирования при добавлении бромной воды, при этом никакого катализатора не требуется, а бромирование протекает не по одному, а по трём атомам углерода цикла:

Продукт реакции — 2,4,6-триброманилин — это нерастворимое в воде вещество белого цвета, поэтому реакцию с бромной водой можно использовать для обнаружения анилина, т. е. как качественную реакцию на анилин.

Области применения аминов

Предельные амины широко используют в органическом синтезе для производства лекарственных веществ, синтетических волокон, пластмасс, стимуляторов роста растений. Встречаются предельные амины и в природе. Они являются результатом разложения природных азотсодержащих органических веществ и часто имеют неприятный запах, напоминающий запах протухшей рыбы.

Основное количество получаемого в промышленности анилина используют для производства полимерных материалов (полиуретана), лекарств, взрывчатых веществ, гербицидов, красителей.

Аминогруппа входит в состав не только аминов, но и более сложных органических соединений. О них пойдёт речь в следующем конспекте.

Справочная таблица «Амины»

Конспект урока по химии «Амины». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 10 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

Амины. Аминокислоты

Ароматические амины - рак: эксперименты и гипотезы

Амины – это производные аммиака, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены углеводородными радикалами.

Классификация

По числу углеводородных радикалов, замещающих атомы водорода в молекуле NH3, все амины можно разделить на три типа:

Группа – NH2 называется аминогруппой.

Существуют также амины, которые содержат две, три и более аминогрупп, например:

Изомерия

Рассмотри все виды изомерии на примере аминов с эмпирической формулой C4H11N:

Физические свойства

Низшие предельные первичные амины — газообразные вещества, имеют запах аммиака, хорошо растворяются в воде. Амины с большей относительной молекулярной массой — жидкости или твердые вещества, растворимость их в воде с увеличением молекулярной массы уменьшается.

Химические свойства

По химическим свойствам амины похожи на аммиак.

1.Взаимодействие с водой — образование гидроксидов замещенного аммония.

Вспомним, как взаимодействует с водой аммиак:

Раствор аммиака в воде обладает слабыми щелочными (основными) свойствами. Причина основных свойств аммиака — наличие у атома азота неподеленной электронной пары, которая участвует в образовании донорно-акцепторной связи с ионом водорода. По этой же причине амины также являются слабыми основаниями. Амины — органические основания:

Растворимые амины — более сильные основания, чем аммиак.

2.Взаимодействие с кислотами — образование солей (реакции нейтрализации).

Как основание аммиак с кислотами образует соли аммония:

Аналогично при взаимодействии аминов с кислотами образуются соли замещенного аммония:

Щелочи, как более сильные основания, вытесняют аммиак и амины из их солей:

3.Горение аминов

Амины являются горючими веществами. Продуктами горения аминов, как и других азотсодержащих органических соединений, являются углекислый газ, вода и свободный азот; например:

Способы получения

1.Взаимодействие спиртов с аммиаком при нагревании в присутствии Аl2О3 в качестве катализатора. Примеры смотреть в теме «Спирты».

2.Взаимодействие алкилгалогенидов (галогеналканов) с аммиаком; например:

Образовавшийся первичный амин может вступать в реакцию с избытком алкилгалогенида и аммиака, в результате чего образуется вторичный амин:

Аналогично могут быть получены третичные амины.

Анилин

Анилин — простейший представитель первичных ароматических аминов:

Получение анилина

Анилин и другие первичные ароматические амины получают с помощью реакции, открытой в 1842 г. русским химиком Н. Н. Зининым. Реакция Зинина — это метод получения ароматических аминов (в том числе анилина) восстановлением нитросоединений:

Это общий, но не единственный способ получения ароматических аминов.

Аминокислоты

Аминокислоты — это производные углеводородов, содержащие аминогруппы (—NH2) и карбоксильные группы.

Общая формула: (NH2)mR(COOH)n, где m и n чаще всего равны 1 или 2. Таким образом, аминокислоты являются соединениями со смешанными функциями.

Аминокислоты организма:

Заменимые — синтезируются в организме человека, к ним относятся глицин, аланин, глутаминовая кислота, серин, аспарагиновая кислота, тирозин, цистеин.

Незаменимые – не синтезируются в организме человека, поступают с пищей. К ним относятся валин, лизин, фенилаланин.

Знай об организме
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: