第12章-溶剂的毒性

(3)分布与毒性 苯在体内广泛分布，在脂肪组织中的含量 最大，如以血液中苯含量为 1,则骨髓为 18, 腹 腔脂肪 10, 心脏 5, 脑 2.5, 红细胞内的苯是血 浆中的 2 倍 , 脂肪组织中苯约为血液的 30～50 倍。苯的氧化物是毒性很强的代谢物。 苯在骨髓中的代谢产物可能产生一种对血 液系统有较强毒性作用的物质。
2.二甲苯（xylene,dimethylbenzene）
(1)一般特性
CH3
CH3
二甲苯 C6 H4 (CH3 )2 为无色透明、具 有芳香气味的挥发性液体 ，相对分子质量 106.16，凝固点-25.2℃, 沸点144℃。 二甲苯常用于制造染料、人造麝香和合 成纤维等，并用作墨水、松香、黏合剂、脱 脂棉的溶剂及燃料的组分。
第十二章
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
溶剂的毒性
本章内容
概 述
链烷的毒性 芳香烃的毒性 酮的毒性 醇的毒性 含氯碳氢化合物的毒性
第一节
一、溶剂特性
概述
溶剂（solvents）是一大类化学性质不同 的有机化合物，通常为液体。不同溶剂的相对
密度、黏度、蒸气密度以及燃点有所不同。
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二、正己烷的应用及毒性
（一）一般性质
(1)己烷理论上有五种异构体，常见的是 正己烷 CH3 (CH2)4CH3 。常态下为液体，有 异臭，相对分子质量86.17，沸点68.74℃。 (2)溶于醚和醇，几乎不溶于水。 (3)高亲脂性物质。 正己烷可从石油馏分、炼厂气、油田气 以及某些天然气中分离而得。
2.毒物动力学
(1)暴露途径 苯暴露的主要途径是吸入。血液 / 肺泡之间
的分配系数为 6.58～9.3 ，最初几分钟吸收率最
高 , 后随血液浓度的上升而下降。吸入的苯约有 30%～80%进入到血液循环中。 苯也可以通过皮肤被吸收，但很少。
(2)代谢
吸收的苯有 50% 以原形态经肺部呼出，约有 10%的苯以原型态在体内蓄积。 其余的苯在肝脏中通过Ｐ450 混合功能氧化 酶系统进行代谢，约 10% 的苯氧化成黏糠酸，使 苯环打开，大部分再分解为水和二氧化碳经肺呼 出及经肾排出；另30% 氧化为酚，部分再氧化为 邻苯二酚、对苯二酚、羟基醌醇、醌醇等并与硫 酸及葡糖醛酸结合成苯基硫酸酯及苯基葡糖醛酸 酯，经肾排出；还有1%可与乙酰半胱氨酸结合成 2-苯硫醇尿酸经肾排出。
(2)毒物动力学
吸收与分布： 二甲苯通过吸入能快速吸收，但也可通过皮 肤吸收。吸收的二甲苯约 90% 被氧化为甲基苯甲 酸，以甲基马尿酸的形式被排泄。二甲苯的半衰 期为20～30小时，主要在脂肪组织中积累，排出 缓慢，不足５％的二甲苯在肺中未经改变以原形 态被排出。动物实验研究表明二甲苯吸收后迅速 分布到组织中，在肾、皮下脂肪、神经、肺、脑、 肌肉和脾中的含量较多。
③ 稠环芳烃
3. 非苯芳烃
+
（二）种类
1.苯及其同系物 苯及其同系物统称为芳香烃。在结构上都 具有一个或几个苯环，按苯环的数量和连接方 式可分为单环芳香族化合物和多环芳香族化合 物，前者包括苯及其同系物 ( 如苯、甲苯、二 甲苯、三甲苯、乙苯 ) ，苯基取代的不饱和脂 肪烃(如苯乙烯、苯乙炔)。 2.多苯化合物 多苯代脂肪烃 ( 如二苯甲烷、四苯乙烯 ) ， 联苯及联多苯，苯并脂环烃和稠苯并脂环烃 (如茚、芴)等。
二、溶剂毒性-中枢神经毒物
尽管各种溶剂的理化性质不同，但它们中的大 多数都会对中枢神经系统产生抑制作用，因此又
称中枢神经（CNS）毒物。
溶剂的神经毒性作用所引起的 CNS症状类似于 普通麻醉剂的作用，其作Biblioteka Baidu机制可能是溶剂改变 了CNS内某些细胞的细胞膜对离子的通透性。溶剂 的这种抑制作用与浓度有关，产生作用效果所要
六、控制污染
随着化学物质在工业生产和科学研究中的
大量应用，许多工人在工作环境中，都可能受
到有机溶剂的危害。
因此，应建立溶剂的空气浓度限量标准， 这不仅对作业工人的健康和医疗管理有利，而 且还可以对可能暴露于有害废弃物或废液的人 群如何加以防护提供指导。
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第二节 链烷的毒性
一、链烷（alkanes）的一般性质
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第三节
芳香烃毒性
一、芳香烃的一般性质
芳香烃 (aromatic hydrocarbons) 大多为 液体，部分为固体，多数具有芳香味，几乎
不溶于水，而溶于各种溶剂。
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（一）基本结构 芳香烃的分类：
1. 单环芳烃
CH3
① 联苯
CH CH2
芳 香 烃
2. 多环芳烃 ② 多苯代脂烃
（二）应用
(1) 主要作溶剂之用，如作植物油的提 取溶剂，合成橡胶、塑料、涂料、漆的溶
剂。
(2) 实验用试剂以及低温温度计的溶液 等。
（三）代谢
1.途径 正己烷可通过食物摄取、蒸气吸入、皮 肤吸附等途径进入机体。 2.吸收与分布 吸入的正己烷蒸气约 15 ％被肺吸收，约 50%～60% 从肺部呼出。由于正己烷是一种高 亲脂性物质，因而在体内主要分布于脂质含 量高的组织中，如脑、肝、肾等。 人体脂肪组织中正己烷的半衰期为 64 小 时，要从脂肪组织中完全排出正己烷需 10 天 之久。
1.一般特性
(1)苯(C6H6)是具有特殊芳香味的油状液体。 相 对 分 子 质 量 为 78.11, 沸 点 为 80.11℃, 5.5℃以下凝结成晶状固体。 (2) 在常温下能迅速挥发，其速度为乙醚 的三分之一。 (3) 苯用于汽油及其他燃料的添加剂，工 业用作溶剂，如涂料、塑料及橡胶。工业用 苯 90% 用于合成药物、合成染料、化肥、炸 药、农药以及合成其他有机化合物。
(3)毒理学
急性毒性：急性暴露于甲苯主要影响中枢 神经系统，症状包括头痛、昏迷、疲劳、肌肉 无力、眩晕、麻木。大量研究表明甲苯不会对 肝、肾、心脏造成有害影响。 慢性毒性：长期慢性暴露于甲苯中引起神 经衰弱综合征。虽可造成头晕、头痛、乏力、 睡眠不佳、恶心等，但不会诱发癌症及引起造 血系统和骨髓的损害。
（二）烷基苯(alkyl benzene) 的应用与毒性
烷基在苯环上的取代导致了许多与苯具有 不同毒理学性质的化合物的产生，最常用的是 甲苯、二甲苯、三甲苯。
CH3
CH3 CH3
1.甲苯(toluene,methylbenzene) (1)一般特性
甲苯 （C6H5CH3），相对分子质量92.13， 沸点110.7℃，蒸气压3.99kPa。脂溶性强于苯， 但挥发性弱。不溶于水，溶于乙醇、丙酮和乙 醚。甲苯主要由石油和石油产品在生产过程中 衍生而成，广泛用于化学工业，合成涂料、油 漆、胶及汽车、飞机燃油的组分。
二、正己烷（n-hexane）的应用及毒性
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一、链烷的一般性质
（一）链烷结构
含有碳氢化合物的有机溶剂称为链烷，通
式为 CnH2n+2，包括戊烷到十九烷。如：
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
（二）链烷来源
石油及其产品被认为是链烷等烷类物质的
重要来源，这些物质通常用作汽车燃料、润
滑剂、溶剂、作为有机合成的原料、冷冻剂、 杀虫剂、干洗剂等。
3. 转化代谢
在肝脏中，正己烷的毒性降解是通过混合功
能氧化酶系统将其转化为２ - 己醇，又依次氧
化为２,５-己二醇和２,５-己二酮。有研究证
实正己烷的代谢物可引起实验动物外周神经系 统的功能性损伤，尤以２ , ５－己二醇的神经 毒性最大。
（四）毒性
正己烷是一种神经抑制剂。 (1)低浓度：能引起头痛和缺氧症。 (2)高浓度：引起多种神经病症、周围神经 病症。意识模糊、昏迷。正己烷的慢性暴露 能引起多种神经病症，特征是疲劳、肌肉无 力、上下肢末梢感觉异常，有刺痛感。 由它引发的周围神经病症的主要表现是 较远端的神经轴突部分出现巨大的轴突肿胀， 继而导致神经纤维退化。
1. 蒸气压高 溶剂通常有较高的蒸气压，易形成蒸气。
暴露于溶剂的主要途径是吸入，吸入速率取决
于呼吸的速率和深度 ; 因此，溶剂毒性以其蒸 气的半数致死量(LC50)来表征，就是使50%实验 动物死亡的某种溶剂的气体浓度或通过多次暴 露而致使50%动物死亡的气体浓度。
此外，溶剂也能通过皮肤吸收。为此，在
CH3
(2)毒物动力学
•吸收与分布： 甲苯可经呼吸道、皮肤和消化道吸收。吸收 后15～30分钟在血液中达到最大浓度，而摄入的 苯需通过1～2小时后血液浓度才能达到最高。甲 苯在体内主要分布于富含脂肪的组织，肾上腺、 脑、骨髓和肝脏最多，血液、肾、脾和肺中较少， 甲状腺和脑垂体中最少。
• 代谢：
进入体内的甲苯约 80%被氧化为苯甲醇，进 而代谢成为苯甲酸，并与甘氨酸结合形成马尿 酸从尿中排出，当短时间吸收较大量的甲苯时， 少量可氧化形成甲苯酚，主要与硫酸及葡糖醛 酸结合随尿排出。 甲苯未经改变地由肺呼出的量一般只占吸 收量的3.8%～24.8%，经尿排出的甲苯极少，只 占0.06%。 甲苯的半衰期为 15～20 小时，人体对甲苯 的解毒能力很强，如人在 266mg/m3～828mg/m3 5 小时，停止接触后 12～16 小时体内已无甲苯， 尿中也无马尿酸排出增加。
（三）性质——亲脂性
链烷中大多数是高亲脂性的，它们易通过皮 肤和肺吸收，能快速输送到全身，且不易排泄，
经代谢转变为亲水性较强的衍生物。
（四）毒性
1.CNS的抑制剂 烷类化合物是 CNS 的抑制剂 ( 实际上，汽 油曾一度被用作麻醉剂 )，只要吸入0.1 m3 到 肺内就会引起化学性肺炎，它们被吸入的可能 性与其黏度有关。 2.临床表现 由烷引起的毒性症状包括麻醉、昏迷、头 痛、恶心、意识模糊，严重情况下会失去知觉。 碳数从１到８的碳氢化合物溶剂对 CNS 的毒性 会逐渐增强。见石油、汽油等毒性。
3.毒理学
⑴ 暴露危害 由于苯加入汽油中具有抗爆性，所以加 苯汽油被广泛应用，从而使许多人深受汽油 和汽车尾气中苯的危害。 ⑵ 急性中毒 急性暴露于高浓度苯会导致中枢神经系 统的抑制，其症状为头痛、恶心、激动、麻 木、抽搐。大量、急性暴露于苯中会引起死 亡。
⑶ 血液病 由于苯是骨髓毒性剂，能引起致命的再生 障碍性贫血和白血病，因而急性暴露于苯中可 引起血液毒性。表现为红细胞、网织红细胞、 白细胞、血小板、嗜多染红细胞等造血细胞增 生减少。 苯诱导的造血改变分为三个阶段：①凝血 缺陷 ;②骨髓减少或增生 ;③骨髓功能障碍，并 可能会进一步发展急性白血病。
求的浓度可能要远远大于受体所需要的浓度。
三、中毒表现
1.中枢神经 暴露于低浓度溶剂所引起的CNS抑制症状主 要有恶心、眩晕、欣快感、意识模糊、共济失 调，在高浓度下可引起抽搐、昏迷和死亡。 2.心血管系统 某些溶剂可能对心脏有特异的作用，可引 起心脏节律明显增加。 3.器官损伤 一些溶剂如正乙烷、甲醇的代谢产物所引 起的毒性作用比其本身更为严重，并可作用于 特殊的靶器官。
溶剂的使用中，应避免长期接触。
2.脂溶性较强
溶剂在机体内运输的效率和速率以及在靶器 官中的分布主要取决于心血管系统的功能和溶剂 的脂/水分配系数。 脂/水分配系数是指当一种物质在脂相和水 相的分配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度 的比值。许多溶剂具有亲脂性(即脂溶性较强)， 但并不是所有的溶剂都如此。 由于溶液中的溶剂通常是非离子化状态，所 以血液pH一般不影响它们的生物转运。
（三）毒性
1.麻醉 液态芳香烃有刺激性，对中枢神经系统 具有麻醉作用。 2.急、慢性中毒 高浓度的芳香烃蒸气主要对中枢神经系统 具有麻醉作用，急性毒性与其分子结构之间 无明显关系。 慢性毒性主要表现为对中枢神经系统的毒 作用，少数可致造血系统损害，其中苯的毒 性最强。
二、苯、烷基苯的毒性
（一） 苯(benzene)的应用与毒性
四、主要神经毒物
溶剂慢性暴露的毒性问题在丹麦、瑞典、芬兰 等国家已有过大量的研究，神经毒物有： 一类人类神经毒物： 二硫化碳 正乙烷 甲基正丁酮 三氯乙烯 甲苯 可能神经毒物： 单环和双环芳香烃
五、中毒机制
• 干扰酶的合成 溶剂（如己烷和甲基乙基酮）的神经毒性是 通过干扰酶的合成反应体系和损害与能量有关产 物的合成而产生的，由它们所致的结构损伤往往 不可逆。 • 抑制糖酵解 早期研究发现含有6个碳原子的溶剂能抑制神 经原中的糖酵解，导致神经退化，而大鼠肺部神 经系统的糖酵解酶的活性受到这类物质的抑制时， 可影响到轴突的代谢。