Кіріспе

Бензил-бутил фталаты (ББФ) – органикалық қосылыс, бұрын пластификатор ретінде қолданылған, бірақ денсаулыққа зиян келтіретін болғандықтан қазір көбінесе қолданудан шығарылған. Ол бензил спирті мен n-бутанол тобынан тұратын фталат эфирі. Басқа фталаттар сияқты, ББФ та ұшпайды және температураның кең диапазонында сұйық күйде қалады. Көбінесе поливинилхлорид (ПВХ) үшін пластификатор ретінде қолданылған, сондай-ақ поливинил ацетат (PVCA) және поливинилбутираль (PVB) үшін де қолданылған. ББФ көбінесе винил пенопластар үшін пластификатор ретінде пайдаланылды, олар жиі еден төсемесі және плитка ретінде қолданылады. Басқа фталаттармен салыстырғанда, ББФ дибутил фталатынан аз ұшпалы және ди-(2-этилгексил) фталатынан төмен температурада жақсы икемділік береді. ББФ Еуропалық химиялық бюро (ЕХБ) тарапынан улы зат ретінде жіктеледі, сондықтан оның Еуропада қолданылуы жылдам азайды.

Құрылымы мен реактивтілігі

BBP - диэфир. BBP екі эфирлік байланысқа ие болғандықтан, түрлі химиялық реакцияларға қатыса алады. Карбонилді C атомдарының екеуі де нашар электрофилдік қасиетке ие, сондықтан күшті нуклеофилді қосылыстардың шабуылына ұшырайды. Карбонилді C атомын бағыттап қана қоймай, BBP C-H байланысын да қамтиды, ондағы H атомы нашар қышқылдық қасиетке ие, бұл оны күшті негізбен депротонға түсіруге бейім етеді. BBP қышқылды немесе сілтілі ортада гидролизденеді. Қышқылды ортадағы гидролиз Фишер-Спейер этерификациясының кері процесі болып табылады, ал сілтілі ортадағы гидролиз саппендеу арқылы жүзеге асырылады. BBP екі эфирлік байланысқа ие болғандықтан, хемоселективті реакция жүргізу қиын. Сілтілі ортада BBP саппендеуге ұшырайды. BBP-ның саппендеу саны 360 мг KOH/г құрайды. Молекулаға шаққандағы карбоксилді функционалдық топтардың мөлшері салыстырмалы түрде жоғары (молекулалық салмағы 312,36 болатын 2 карбоксилді функционалдық топ). Бұл қосылысты саппендеуге төзімді етеді.

Синтез

Концентрацияланған күкірт қышқылы n-бутил спиртінен су шығарып, 1-бутенді түзеді, ол фталь ангидридімен реакцияласып, n-бутил фталатын жасайды. Фталь ангидриді 1-бутанолмен тікелей реакцияға түсіп, осы аралық затты құрайды, бірақ дибутил фталатын түзету үшін қосымша реакция айтарлықтай дәрежеде жүреді. Процедураны 1-бутенді пайдалану арқылы жүргізу бұл қосымша реакцияны болдырмайды. Монобутил фталаты бөлініп алынып, содан кейін калий карбонаты бар ацетон ерітіндісіндегі бензил бромидіне қосылады (екінші эфир байланысын қалыптастыруға қажетті алмастыру реакциясын жеңілдету үшін pH деңгейін жоғары ұстау мақсатында), одан кейін BBP бөлініп алынады.

Метаболизм

BBP адам ағзасына әртүрлі жолдармен сіңуі мүмкін. Біріншіден, ол тері арқылы сіңіріледі, яғни зат терімен қабылданады. Тышқандарда жүргізілген зерттеулер BBP-нің 27% осы жолмен сіңетінін көрсетті. Бұл процесте фталат диэстерінің құрылымы тері арқылы сіңу деңгейін анықтайды. BBP ауыз арқылы да сіңірілуі мүмкін. Ағзаға сіңетін заттың мөлшері енгізілген дозаға байланысты. Жоғары дозаларда сіңу шектеулі болып көрінеді, яғни кішкентай мөлшердегі зат үлкен мөлшерге қарағанда оңай сіңіріледі. Соңында, BBP тыныспен ішке тартылуы мүмкін. Бұл жағдайда BBP өкпе арқылы сіңіріледі. BBP адам ағзасында көптеген жолдармен биоөзгеріске ұшырайды. Ішек эстразалары BBP-ді моноэстер метаболиттеріне айналдырады. Олар негізінен монобутил және монобензил фталаты (MBzP) және аздаған мөлшерде моно-н-бутил фталаты. Монобутил және монобензил фталатының арақатынасы 5:3 деп анықталды. Бұл метаболиттер тікелей сіңіріліп, шығарылуы немесе II фазалық реакциядан өтуі мүмкін. Соңғы жағдайда олар глюкурон қышқылымен біріктіріліп, кейін глюкуронат түрінде шығарылады. Тышқандарда жүргізілген зерттеулер BBP-нің 70% біріктірілмегенін, ал 30% біріктірілгенін көрсетті. BBP-нің жоғары концентрациясында салыстырмалы түрде аз метаболит біріктіріледі. Бұл біріктіру жолының (глюкуронидация) жоғары дозадағы BBP-мен тоюын көрсетеді. BBP метаболиттері тез шығарылады, олардың 90% 24 сағат ішінде организмнен шығарылады. Осының салдарынан, BBP-нің қандағы жартылай ыдырау мерзімі өте төмен, шамамен 10 минутқа жетеді. BBP бастапқы түрінде өтте сирек кездеседі. Дегенмен, онда монобутил глюкуронид және монобензил фталаты глюкурониді сияқты метаболиттер, сондай-ақ еркін моноэстерлердің іздері табылуы мүмкін.

Әрекеттің түрі

BBP әсер ету механизмдері туралы салыстырмалы түрде аз мәлімет белгілі. Дегенмен, тәжірибелік зерттеулер бірнеше механизмге нұсқау береді. Бір құбылыс – BBP-нің егеуқұйрықтардың эстроген рецепторына байланысуы. In vitro тәжірибелер BBP-нің эстроген арқылы ген экспрессиясына әсер ету әлеуетінің әлсіз екенін көрсетеді. Бұл себебі фталаттар, BBP сияқты, эстрогендерді имитациялайды. BBP метаболиттері, керісінше, эстроген рецепторымен нашар ғана әрекеттеседі. Бұл механизмнің in vivo қалай жүзеге асырылатыны туралы көп мәлімет жоқ. Сонымен қатар, BBP клеткаішілік стероид рецепторларына байланысып, осы арқылы геномдық әсерлерге себеп болады. BBP иондық канал рецепторларына да кедергі келтіреді, бұл геномдық емес әсерлерге алып келеді. Негізгі механизм – BBP P2X рецепторларымен байланысты кальций сигналдарын тоқтатуы. P2X арқылы жүзеге асырылатын кальций сигналдауы клеткалардың көбеюіне және сүйек тінінің жаңаруына әсер етеді. Сондықтан, сүйек тінінің даму кезеңдерінде BBP-ге қоршаған ортаның жоғары деңгейде әсер етуі мәселе тудыруы мүмкін.

Экспозиция

Бірнеше мекеме халықтың BBP-ға ұшырауын бағалаған. Халықаралық химиялық қауіпсіздік бағдарламасы (ХХҚҚ) BBP-ға ұшыраудың басты себебі – тамақпен қабылдануы деген қорытындыға келді. BBP, көптеген басқа фталаттар сияқты, пластиктердің икемділігін арттыру үшін қолданылады. Дегенмен, фталаттар пластиктерге берік байланыспайды, сондықтан олар оңай түрде қоршаған ортаға таралады. Одан кейін олар егін өсіру кезінде тамаққа өте алады. Сонымен қатар, BBP тағамдық қаптама материалдары арқылы да тамаққа түсуі мүмкін. Әрі, балалар ойыншықтарды аузына алу арқылы BBP-ға ұшырауы ықтимал. Әртүрлі мекемелер тарапынан 1980-2000 жылдар аралығында әртүрлі елдерде халықтың BBP-ға ұшырауын бағалау бойынша зерттеулер жүргізілді, нәтижелері әртүрлі болды. Ересектерге тәулігіне 2 мкг/кг дене салмағы көлемінде BBP әсер ететіні анықталды. Осыған сәйкес, қазіргі бағалаулар бойынша, BBP жалпы немесе кәсіби ұшырау жағдайында аса жоғары тәуекел тудырмайды.

Токсикалық әсері және жағымсыз әсерлері

200 еріктінің қатысуымен жүргізілген жамау сынағында тітіркендіру немесе сезімталдық реакциялары анықталған жоқ. Дегенмен, егер BBP денеге сіңірілсе, ол уытты әсер ете алады. Оның егеуқырлар үшін LD50 көрсеткіші 2-ден 20 г/кг дене салмағына дейін ауыспайды.

Кәсіптік қауіптер

PVC өңдеу өнеркәсібіндегі жұмысшылар BBP деңгейіне жалпы халықтан қарағанда көбірек ұшырайды, демек олардың денсаулығына кері әсер ету қаупі жоғары. Жұмысшыларда тыныс алу жүйесіне немесе шеткі нерв жүйесіне әсері байқалған жоқ. Бірақ, олардың зәрінен BBP метаболиттерінің сәл жоғары деңгейі анықталды. Дегенмен, BBP-ға ұзақ мерзімді кәсіби ұшырау көп миелома ауруының қаупін айтарлықтай арттырады. BBP сонымен қатар қалалық жерлерде тұратын балалардағы тыныс жолдарының қабынуымен байланысты. Сонымен қатар, үй шаңынан түсетін BBP-ға жүктілік кезеңінде ұшырау балалық экзема қаупін арттырады деген деректер бар. Жұқтылық дамуына BBP-ның пренаталдық әсерін анықтау үшін қосымша зерттеулер қажет.

Терратогендік және репродуктивті әсері

Адамдарға BBP-нің репродуктивтік әсері туралы небары бірнеше зерттеу жүргізілген, бірақ нәтижелері нақты емес. NTP CERHR мәліметтері бойынша, әсер еткен ерлердегі зиянды репродуктивтік әсерлер көріне алмайды. Дегенмен, бір зерттеуде монобутил фталаты – BBP-нің негізгі метаболиті мен сперма сапасының өзгеруі арасында байланыс бар екені анықталды. Адамдарға BBP-нің тератогендік әсері зерттелмеген. Алайда, жануарлармен көптеген зерттеулер жүргізілді. Егеуқұйрықтарға жүктілік кезеңінде BBP-нің жоғары дозаларының әсер етуі ұрықтың дене салмағының төмендеуіне, туа біткен кемістіктердің көбеюіне, имплантациядан кейін жоғалуға және тіпті эмбрионның өліміне алып келуі мүмкін. Егеуқұйрық ұрықтарында байқалған тератогендік әсерлер даму кезеңіндегі әсер ету уақытына байланысты сияқты. Жүктіліктің бірінші жартысында BBP-ге әсер ету эмбриолетальділікке, ал екінші жартысында тератогенділікке әкеледі. Бұған қоса, тұқымдық қапшықтардың салмағының төмендеуі байқалды. BBP канцерогендік қасиеттерімен байланысты болғанымен, зерттеулер BBP генотоксикалық емес екенін көрсетеді.

Деградация

BBP-нің ыдырауын ескере отырып, оның құрамында екі эстерлік функционалдық топ бар екенін білу қажет. Бұл организмдерге биоөзгерістерге ұшыратуға мүмкіндік береді. Эстерлік топтар BBP-ге суға тарту қасиетін сыйлайды, сондықтан ол оңай гидролизденеді. 1997 жылы жасалған зерттеуде, биоөзгерістердің BBP ыдырауында маңызды рөл атқаратыны анықталды. Сонымен қатар, судағы ерігіштігі, биоөзгерістің қоршаған ортадағы тиімділігіне әсер етеді. Бутил тобы BBP-ге басқа пластификаторларға қарағанда салыстырмалы түрде жақсы ерігіштік береді, оның гидрофобты қасиеттерін сәл арттырады. Алкил тізбегі неғұрлым ұзын болса, соғұрлым ерігіштігі төмендеп, ыдырауы қиындатады.

Заңнамалық шаралар

2005 жылғы 2 желтоқсанда BBP Калифорния штатының 65-қадамға сәйкес дамуға зиянды зат ретінде тізімге енгізілді. Калифорния штатының Қоршаған ортаға қауіпті факторларды бағалау басқармасы (OEHHA) 2013 жылғы 1 шілдеде BBP үшін күніне 1200 микрограммға дейін рұқсат етілген максималды доза деңгейін бекітті. Канада билігі фталаттарды, соның ішінде BBP-ді жұмсақ ПВХ балалар ойыншықтарында және балаларға арналған күтім заттарында қолдануды шектеді. Еуропалық Одақ Кеңесінің 67/548/ЕЭК директивасына сәйкес1, BBP өршуге зиянды зат ретінде жіктеледі және оның қолданылуы шектеуге алынған. Бұл шектеу кез келген түрдегі ойыншықтар мен балаларға арналған күтім заттарын нарыққа ұсынуды және пайдалануды қамтиды. Бұл шектеулер 2017 жылғы 16 қаңтардан бері күшінде. BBP-нің жіктелуі мен таңбалануына байланысты компаниялар баламалы заттарды қолдануға көшті. Шектеулер тек ойыншықтармен ғана шектелмейді. 2006 жылғы 22 қарашадан бастап BBP қосқан косметикалық өнімдерді Еуропалық Одақ тұтынушыларына жеткізуге тыйым салынды.