Нитрозамины
Нитрозамины (N-нитрозоамины) — органические соединения с общей формулой R1R2NNO, где R1, R2 — алкильный или арильный радикал. Известны также первичные нитрозамины (нестабильны, обычно не могут быть выделены в индивидуальном состоянии)[1] и их N-ацильные производные общей формулы RN(X)NO — нитрозамиды (X = COR) нитрозомочевины (X = CONR2), нитрозоуретаны (X = COOR) и пр.
Получение
правитьСинтез нитрозаминов осуществляется введением нитрозо-группы во вторичные амины или амиды следующими реагентами:
- нитритом натрия в слабокислой среде,
- оксидом азота (III),
- оксидом азота (IV),
- NO2BF4.
Нитрозамины получают также реакцией вторичных аминов с нитритом натрия и формальдегидом или хлоралем:
Строение
правитьАтомы в молекулах нитрозаминов располагаются в одной плоскости. Строение молекулы простейшего органического нитрозамина (CH3)2NNO следующее:
Вращение по связи N−N сильно затруднено большим энергетическим барьером ΔG‡ = 75—190 кДж/моль).
В ультрафиолетовом спектре присутствуют 2 полосы λмакс = 360 нм (переход n → π, ε ~ 100) и λмакс = 230—255 нм (переход n → π, ε ~ 5000).
В ИК-спектре различаются 2 характеристические полосы для связи N=O (1430—1530 см−1) и связи N−N (~1000 см−1).
Физические и химические свойства
правитьПервичные нитрозамины (R1 = H) — малоустойчивые вещества, стабильны только при температурах ниже 0 °C.
Нитрозамины являются жидкими или твёрдыми веществами жёлтого цвета, в индивидуальном виде малоустойчивы. Хорошо растворимы в воде и многих органических растворителях.
При действии восстановителей (водород на платине, палладии, LiAlH4) нитрозамины превращаются в производные гидразина. Действие более жёстких восстановителей (водород на никеле Ренея, амальгама натрия) на нитрозамины сопровождается разрывом связи N−N с образованием вторичных аминов.
Азотная и перфторпероксоуксусная кислоты окисляют нитрозамины в соответствующие N-нитрамины. Ангидриды органических кислот ацилируют нитрозамины, при этом происходит разрыв связи N−N. Действие хлороводорода также приводит к разрыву связи N−N.
К разрыву связи N−N и образованием радикала R2N· приводит и фотолиз нитрозаминов в парогазовой фазе.
В жидкой фазе в кислой среде нитрозамины способны фотолитически присоединяться к алкенам:
Арилнитрозамины под действием кислот претерпевают перегруппировку Фишера — Хеппа в p-нитрозоариламины:
Применение
правитьНитрозамины применяют для извлечения вторичных аминов из смесей, а также в синтезе некоторых лекарственных препаратов и органических красителей. В лабораторных синтезах нитрозамины применяют для получения диазоалканов.
Биологическая роль
правитьНитрозамины являются высокотоксичными соединениями. При попадании в организм они поражают печень, вызывают кровоизлияния, конвульсии, могут привести к коме. Большая часть нитрозаминов обладает сильным канцерогенным действием даже при однократном действии, проявляют мутагенные свойства. Напротив, N-нитрозо-N-метилмочевина обладает противоопухолевой активностью.
Чаще всего в пищевых продуктах обнаруживают наиболее токсичный нитрозодиметиламин и нитрозодиэтиламин. Содержание нитрозаминов контролируют в колбасных изделиях, рыбе и рыбных консервах, поскольку в них в качестве пищевой добавки используются нитриты натрия и калия, позволяющие придать мясу яркий розовый цвет. Больше всего нитрозаминов встречается в копченых мясных изделиях, колбасах, приготовленных с добавлением нитритов, — до 80 мкг/кг, в соленой и копченой рыбе — до 110 мкг/кг[2]
Нитрозамины в косметике
правитьНитрозамины в крайне низких концентрациях (до 1—3 ppm) могут встречаться в косметической продукции [3],[4], .
Нитрозамины могут образовываться при реакции аминов, входящих в состав косметических продуктов с нитритами, при этом при реакция с первичными аминами ведет к образованию нестабильных нитрозаминов, которые быстро превращаются в быстро разлагающиеся диазониевые соли, нитрозирование третичных аминов в косметических продуктах практически невозможно, поскольку оно идет через дезалкилирование и требует достаточно жестких условий и большого избытка нитрозирующего агента. Таким образом, образование нитрозаминов в косметике возможно только из вторичных аминов, в частности, из аминоспиртов типа диэтаноламина, которые используются в продуктах в качестве регуляторов pH либо ароматических аминов, использующихся как предшественники красителей в красках для волос. Основным фактором, определяющим образование нитрозаминов в косметике, являются источники нитрозирующих агентов - это либо окислы азота в атмосферном воздухе, концентрация которых и время контакта которых с косметикой пренебрежимо малы, либо алифатические нитросоединения типа бронопола (2-бром-2-нитропропан-1,3-диола), использующиеся в качестве антибактериальных добавок, в таких случаях добавление агентов, восстанавливающих нитриты (аскорбаты и т.п.) эффективно подавляет образование нитрозаминов[5].
Литература
править- И, Губен. Методы органической химии. — Directmedia, 2016-04-11. — P. 144-162. — ISBN 978-5-4475-7483-3.
- Меди — Полимерные // Химическая энциклопедия в 5 томах. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с.
Примечания
править- ↑ nitrosamines Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine // IUPAC Gold Book.
- ↑ Лакиза Н.В., Неудачница Л.К. Анализ пищевых продуктов. — 2015. — С. 134. — ISBN 978-5-7996-1568-0. Архивировано 21 мая 2022 года.
- ↑ Schettino, Lorenza; Benedé, Juan L.; Chisvert, Alberto. "Determination of nine prohibited N-nitrosamines in cosmetic products by vortex-assisted dispersive liquid–liquid microextraction prior to gas chromatography-mass spectrometry". RSC Advances. 13 (5): 2963—2971. doi:10.1039/d2ra06553c. ISSN 2046-2069. PMC 9850448. PMID 36756441. Дата обращения: 4 октября 2024.
{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (формат PMC) (ссылка) - ↑ Impurities of Concern in Personal Care Products. Skin Deep Cosmetics Database. EWG. Дата обращения: 23 марта 2019. Архивировано из оригинала 23 марта 2019 года.
- ↑ SCCS/1458/11. Opinion on Nitrosamines and Secondary Amines in Cosmetic Products. EC Scientific Committee on Consumer Safety, 2010
Ссылки
править- Formation and occurrence of nitrosamines in food // Cancer Res. 1983 May; 43(5 Suppl):2435s—2440s.
- Nitrosamines // US CPCS, DECEMBER 23, 1983.
- Opinion on Nitrosamines and Secondary Amines in Cosmetic Products Scientific Committee on Consumer Safety, European Union, 2010 ISSN 1831-4767 ISBN 978-92-79-30741-6, doi:10.2772/4079, ND-AQ-12-001-EN-N.