Кіріспе

Толуол (/t//ɒ//l//.//j//u//i://n/), сондай-ақ толуол (/t//ɒ//l//.//j//u//.//ɒ//l//, // //ɔː//l//, // //oʊ//l/) деп те аталады, бұл қосымшасы бар ароматикалық көмірсутек және ауыр неврологиялық зиян келтіру қаупі бар.

Тарих

Бұл қосылыс алғаш рет 1837 жылы Пиер Жозеф Пеллетье мен Филип Нериуш Вальтер қарағай майын дистилляциялау арқылы оқшаулады, және оны ретининнафте деп атады. 1841 жылы Анри Этьен Сент-Клер Девилл Толу бальзамынан (тропикалық Колумбия ағашы Myroxylon balsamum-нан алынған хош иісті экстракт) көмірсутек бөліп алды, ол Вальтердің ретининнафтесіне және бензолға ұқсас екенін анықтады; сондықтан ол жаңа көмірсутекті бензоэн деп атады. 1843 жылы Йонс Якоб Берзелиус толуин деген атауды ұсынды. 1850 жылы француз химигі Огюст Кахорс ағаш дистиллятынан көмірсутек бөліп алды, ол Девилльдің бензоэнына ұқсас екенін анықтады және Кахорс оны толуен деп атады.

Химиялық қасиеттері

Толуол сақинасындағы көміртек атомдары арасындағы қашықтық 0,1399 нм құрайды. C-CH3 байланысы 0,1524 нм-ге ұзын, ал орташа C-H байланысының ұзындығы 0,111 нм.

Сақиналық реакциялар

Толуен электрофильді ароматты алмастыру кезінде қалыпты ароматты көмірсутек ретінде реакцияға түседі. Метил тобы бірдей жағдайдағы сутек атомынан көбірек электрондар беретін қасиетке ие болғандықтан, толуен электрофилдерге бензолдан гөрі реактивтірек. Ол сульфондауға түсіп p-толуолсульфон қышқылын береді және FeCl3 қатысуымен Cl2 арқылы хлорланғанда хлоротолуеннің орто және пара изомерлерін түзеді. Толуенді нитраттау моно-, ди- және тринитротолуолды береді, олардың барлығы кеңінен қолданылады. Динитротолуен – толуен диизоцианатының, ал толуен диизоцианаты полиуретан көбігінің алдынан түзілгіш заттары болып табылады. Тринитротолуен (ТНТ) – жарылғыш зат. Толуенді толық гидрогендеу метилциклогександы береді. Бұл реакцияға жоғары сутегі қысымы және катализатор қажет.

Қоспалылығы

Толуен этанолмен, бензолмен, диэтил эфирмен, ацетонмен, хлороформмен, мұздық сірке қышқылымен және көміртегі дисульфидімен жақсы араласады (қайдағы да пропорцияда ериді), бірақ сумен араласпайды.

Өндіріс

Толуен табиғи түрде шикі мұнайда аз мөлшерде кездеседі және каталитикалық реформатор немесе этилен крекері арқылы бензин өндірісінің қосалқы өнімі болып табылады. Сонымен қатар, ол көмірден кокс өндірілген кезде де түзіледі. Соңғы бөліп алу және тазарту BTX ароматтары (бензол, толуол және ксилен изомерлері) үшін қолданылатын дистилляция немесе еріткішпен экстракциялау процестерінің кез келгенімен жүзеге асырылады.

Еріткіш

Ол бояу, бояғыш, резеңке, химия, желім, баспа және фармацевтикалық өнеркәсіптерде еріткіш ретінде кеңінен қолданылады. Тырнақ бояуы, бояу тазалағыштары және дақ кетіргіштер толуолды құрамында болуы мүмкін. Жарылғыш заттар (ТНТ) өндірісінде де қолданылады. Толуол темекі түтінінде және автомобильдің газ шығарындыларында да кездеседі. Егер ауамен жанаспаса, толуол топырақта немесе суда ұзақ уақыт бойы өзгеріссіз қалуы мүмкін. Толуол – бояулар, бояу жұқартқыштар, силикон герметиктері, көптеген химиялық реагенттер, резеңке, баспа сиясы, желімдер, лактар, былғары өңдеуге арналған заттар және дезинфекциялық құралдар үшін қолданылатын кең таралған еріткіш. 2003 жылы Австралияда толуолдың бензинмен араластырылып, стандартты автокөліктік отын ретінде сатылғаны анықталды. Толуолға отын акцизі қойылмайды, ал басқа отын түрлеріне 40%-дан астам салық салынады, бұл отын жеткізушілерге үлкен пайда әкеледі. Толуолдың қаншалықты ауыстырылғаны әлі анықталған жоқ.

Нишалық қолданбалар

Зертханада толуол көміртекті наноматериалдар, оның ішінде нанотүтіктер мен фуллерендер үшін еріткіш ретінде қолданылады, және оны фуллерен индикаторы ретінде де пайдалануға болады. C60 толуол ерітіндісінің түсі жарқын күлгін. Толуол ұсақ полистирол жинақтары үшін цемент ретінде қолданылады (беттерін еріту және содан кейін біріктіру арқылы), себебі оны қылқаламмен өте дәл қолдануға болады және жабысқыш заттың көп бөлігі болмайды. Толуенді биохимиялық тәжірибелерде гемоглобин алу үшін қызыл қан жасушаларын жару үшін қолдануға болады. Толуен ядролық реактор жүйелерінің айналымында қолданылатын натрий суық тұзақтарындағы жақсы жылу өткізгіштігіне байланысты салқындатқыш ретінде де қолданылған. Толуен кока-кола сиропын өндіру үшін кока жапырақтарынан кокаинді алу процесінде де қолданылған.

Токсикология және метаболизм

Толуолдың қоршаған ортаға және токсикологиялық әсері кеңінен зерттелді. Толуол көзді, теріді және тыныс алу жолдарын тітіркендіреді. Ол тері арқылы баяу сіңіріледі. Оны ингаляция немесе жұту арқылы жүйелік улануға алып келуі мүмкін. Ингаляция – жұқтырудың ең көп таралған жолы. Толуолдан уланудың белгілеріне орталық нерв жүйесінің әсері (бас ауру, бас айналу, ұйқышаңдық, координацияның бұзылуы, эйфория, діріл, галлюцинациялар, құрысулар және кома), химиялық пневмонит, тыныс алудың қиындауы, қарыншалық аритмия, жүрек айну, құсу және электролиттердің тепе-теңдігінің бұзылуы жатады. Толуолды аз немесе орташа мөлшерде ингаляциялау шаршау, шатасу, әлсіздік, мас күйдегідей қимылдар, есте сақтау қабілетінің жоғалтылуы, жүрек айну, тәбеттің жоғалтылуы, есту қабілетінің және түс ажырату қабілетінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Бұл белгілердің кейбіреулері әдетте әсер ету тоқтатылғаннан кейін жоғалады. Толуолдың жоғары мөлшерін қысқа мерзім ішінде ингаляциялау бас айналуына, жүрек айнуына немесе ұйқыға шақыруға, есінен тануға және тіпті өлімге әкелуі мүмкін. Дегенмен, толуол бензолға қарағанда әлдеқайда аз улы, сондықтан химиялық дайындықтарда хош иісті еріткіш ретінде оны кеңінен алмастырды. АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) толуолдың канцерогендік әлеуетін бағалауға жеткіліксіз ақпарат болғандықтан мүмкін емес екенін мәлімдейді. 2013 жылы толуолдың жаһандық сатылымы шамамен 24,5 миллиард АҚШ долларын құрады. Толуол электрохирургияны қоса алғанда, бірқатар процестерде үй ішіндегі ауаны ластайтын зат ретінде кездеседі және белсендірілген көмір сүзгісі арқылы ауадан алынуы мүмкін. 1,1,1 трихлорэтан және кейбір алкилбензолдар сияқты көптеген басқа да еріткіштерге ұқсас, толуол бәсекелеспейтін NMDA рецепторларының антагонисті және GABAA рецепторларының оң аллостерикалық модуляторы болып табылады. Сонымен қатар, толуол мәжбүрлі жүзу тестінде (FST) және құйрықты ілгіш тестінде (TST) кеміргіштерде антидепрессантқа ұқсас әсер көрсететіні анықталды.

Рекреациялық пайдалану

Толуен өндірушілердің көздеген мақсатынан ауытқып, маскүнемдікке әкелетін ингалятор ретінде қолданылады. Адамдар толуол құрамындағы заттарды (мысалы, бояу жұқартқыш, контакттік желім, түзету қаламдары, модельдерге арналған желім және т.б.) оның баңғылық әсері үшін демдейді. Толуол және оны қамтитын заттарды иелену мен пайдалану көптеген елдерде реттеліп келеді, себебі кәмелетке толмағандардың осы заттарды ойын-сауық үшін есірткі ретінде қолдануына жол бермеу мақсатында. 2007 жылы АҚШ-тың 24 штатында мұндай ингаляторларды пайдалану, пайдалану ниетімен иелену және/немесе тарату қылмыстық жазаланатын заңдар қабылданды. 2005 жылы Еуропалық Одақ толуолдың 0,5%-дан астам құрамы бар заттарды жалпы сатуға тыйым салды.

Биологиялық оңалту

Саңырауқұлақтың бірнеше түрі, оның ішінде Cladophialophora, Exophiala, Leptodontidium (синонимі Leptodontium), Pseudeurotium zonatum және Cladosporium sphaerospermum, сондай-ақ бактериялардың белгілі бір түрлері толуолды көміртек және энергияның көзі ретінде пайдаланып, ыдырата алады.