多环芳香烃 简介

多环芳香烃

多环芳香烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,

PAH）,分子中含有两个或两个以上苯环结构的化合物，是

最早被认识的化学致癌物。早在1775年英国外科医生Pott

就提出打扫烟囱的童工，成年后多发阴囊癌，其原因就

是燃煤烟尘颗粒穿过衣服擦入阴囊皮肤所致，实际上就

是煤炱中的多环芳香烃所致。多环芳香烃也是最早在动物实验中获得成功的化学致癌物。1915年日本学者Yamagiwa 和Ichikawa,用煤焦油中的多环芳香烃所致。在五十年代以前多环芳香烃曾被认为是最主要的致癌因素，五十年代后各种不同类型的致癌物中之一类。但从总的来说，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因为至今它仍然是数量最多的一类致癌物，而且分布极广。空气、土壤、水体及植物中都有其存在，甚至在深达地层下五十米的石灰石中也分离出了3，4-苯并芘。在自然界，它主要存在于煤、石油、焦油和沥青中，也可以由含碳氢元素的化合物不完全燃烧产生。汽车、飞机及各种机动车辆所排出的废气中和香烟的烟雾中均含有多种致癌性多环芳香烃。露天焚烧（失火、烧荒）可以产生多种多环芳香烃致癌物。烟熏、烘烤及焙焦的食品均可受到多环芳香烃的污染。

1.致癌性多环芳香的类别

目前已发现的致癌性多环芳香烃及其致癌性的衍生物已达400多种。按其化学结构基本上可分成苯环和杂环两类。

1.苯环类多环芳香烃

苯是单环芳香烃，它是多环芳香烃的母体。过去一直认为苯无致癌作用，近年来通过动物实验和临床观察，发现苯能抑制造血系统，长期接触高浓度的苯可引起白血病。1965年报道，由苯引起的急性与慢性白血病已达60例。

1.三环芳香烃

二环芳香烃不致癌，三环以上的多环芳香烃才有致癌性。三环芳香烃的两异构体蒽和菲都无致癌性。但它们的某些甲基衍生物有致癌性。例如，9，10-二甲基蒽、1,2,9,10-四甲基菲等都有致癌性。菲的环戊基衍生物有不少具有较强的致癌性，特别是15H-环戊并（a）菲的二甲基及三甲基衍生物具有强烈的致癌性。

2.四环芳香烃有六个异构体，实验证明只有3，4-苯并菲有中等强度的致癌性，1，

2-苯并蒽和屈有极弱的致癌性。它们的甲基衍生物中2-甲基-3，4-苯并菲是强致癌物。1，2-苯并蒽的许多甲基、烷基及多种其他取代基的衍生物都有一定的致癌性，如9，10-二甲基-1，2-苯并蒽是目前已知致癌性多环芳香烃中作用最快、活性最大的皮肤致癌物之一。

屈可能是致癌活性较弱的致癌物，但它的衍生物中3-甲基屈及5-甲基屈具有强烈致癌作用。

3.五环芳香烃

五环芳香烃有十五个异构体，其中五个有致癌性。3，4-苯并芘为特强致癌物，1，2，5，6-二苯并蒽为强致癌物，1，2，3，4-二苯并菲为中强致癌物，1，2，7，8-二苯并蒽和1，2，5，6-二苯并菲为弱致癌物。

4.六环芳香烃

六环芳香烃的异构体比五环芳香烃的更多，但进行过致癌实验的仅十多种。其中3，4，8，9-二苯并芘是强致癌物，1，2，3，4-二苯并芘致癌性很强，3，4，9，10-二苯并芘及1，2，3，4-二苯并芘的7-甲基衍生物也有明显致癌作用，其余六环芳香烃无致癌作用或仅有弱的致癌性。

七环以上的芳香烃研究得较少。

5.其他多环芳香烃

致癌性其他多环芳香烃还很多，现举例如下。

A.芴类

芴本身无致癌性，但其某些衍生物具有致癌性。

例如，1，2，5，6-二苯并芴、1，2，7，8-二苯并芴和1，2，3，4-二苯并芴等已被证实具有一定的致癌性，如可使小鼠发生皮肤癌。2，3-苯并芴蒽和7，8-苯并芴蒽具有强致癌作用，对小鼠皮肤的致癌作用仅次于3，4-苯并芘。

B.胆蒽类

胆蒽具有较强的致癌性，它的许多甲基及其他烷基衍生物也具有较强的致癌性。例如3-甲基胆蒽是极强的致癌物，可致小鼠皮肤、宫颈、肺癌等癌症。在肠道，由细菌作用脱氧胆酸可转化为甲基胆蒽这一化学致癌物可能对人体有致癌作用。

1.杂环类多环芳香烃

多环芳香烃的环中碳原子被氮、氧、硫等原子取代而成的化合物为杂环多环芳香烃。杂环类多芳香烃中有一些化合物具有一定的致癌性。现以含氮苯稠杂环类举例如下。

1.苯并吖淀

蒽分子环中10位的碳原子被氮原子取代的化合物为吖淀。苯并（a）吖啶、苯并

(c)吖啶均无致癌性，它们的某些甲基衍生物却有致癌性。例如，8，10，12-三甲

基苯并(a)吖啶和9，10，12-三甲基苯并(a)吖啶均为强致癌物，7，9-二甲基苯并(c)吖啶和7，10-二甲基苯并(c)吖啶均为极强的致癌物。后二者的致癌力比3-甲基胆蒽还强。

2.二苯并吖啶

二苯并吖啶中研究较多的有三个异构体，即二苯并（a,h）吖啶、及二苯并（c,h）

吖啶，三者均有致癌性。二苯并（a,h）吖啶和二苯并（a,j）吖啶的某些烷基衍生物有致癌性，如二苯并（a,h）吖啶的8-乙基和14-正丁基衍生物有致癌性。

3.咔唑是芴分子环中9位的碳原子被氮原子取代的化合物。它的一些单苯及双苯衍

生物已有不少被证实有致癌性。例如7-H-二苯并（a,g）咔唑和7-H-二苯并（c,g）咔唑对小白鼠都有致癌作用。后者的N-甲基及N-乙基衍生物有弱的致癌活性。近年来又发现一些二氮杂苯并咔唑类化合物，也具有明显致癌物。其中11-氮杂-二苯并（c,i）咔唑及1-氮杂-二苯并（a,i）咔唑为中强致癌物。

含氮苯稠杂环的致癌性是本世纪五十年代才开始研究的。这类化合物的致癌作用不像对多环芳香烃化合物研究得那样深入、广泛，而且大多数缺乏对人致癌充分证据。这类化合物广泛分布于自然界，不少是植物中的生物碱和其他生物物质，很多还是人工合成的药物。因此，利用这些化合物时应加注意。

1.环境及食品中的致癌性多环芳香烃

环境及食品中的致癌性多环芳香烃有多种。在众多的多环芳香烃致癌物中3，4-苯并芘即苯并（a）芘有重要的地位，因为它致癌性强、分布又广。从大气到土壤，城市到农村及海洋到森林都有它存在，而且对多种动物的多种器官有致癌作用，被列为研究癌的标准致癌剂和环境污染监测项目之一。下面主要以3，4-苯并芘为例说明环境及食品中的致癌性多环芳香烃。

1.大气

污染大气的多环芳香烃有数十种，其中具有致癌作用的约十余种，如苯并蒽、屈、苯并屈、苯并菲、苯并芘、二苯并芘等。国外测定，空气中3，4-苯并芘的量为每1000m3约0.01~100μg。城市高于农村，工业区高于非工业区。据美国调查，94个城市大气中3，4-苯并芘浓度为0.01~6.7μg/100m3；28个农村为0.001~0.19μg/100m3。Kreyberg1959年报道，在两个煤气厂和一个电厂，空气中3，4苯并芘的浓度为180~7300μg/1000m3。Lawther1965年报道，在煤气厂的发生炉车间内，空气中3，4-苯并芘的平均浓度为

1.4~4.8mg/1000m3,最高浓度可达2300mg/1000m3.。Masek 1971年报道，在焦化厂工作场所空气中，3，4-苯并芘的平均浓度为0.3~35mg/1000m3。

美国某些大城市的汽车停车场中，3，4-苯并芘的平均浓度为33μg/1000m3。飞机发动机排出的废气中，每分钟可排放3，4-苯并芘4~10mg。各种机动车辆排放的废气中都含有3，4-苯并芘。

各种燃料燃烧时都要放出一定量3，4-苯并芘，煤为67~136μg/g；原油为40~68μg/g；汽油为12~50.4μg/g 。因此，工矿企业及日常生活使用着大量燃料，随时都在排放3，4-苯并芘。

香烟的烟雾中含有许多环芳香烃致癌物，其中3，4-苯并芘的含量为0.12~1.4μg/10支(见表7)。