Введение
Диизобутилфталат (DIBP) - это фталатовый эфир со структурной формулой C6H4 ((COOCH2CH ((CH3) 2) 2). Образуется при этерификации изобутанола и фталового ангидрида. Этот и другие фталаты используются в качестве пластификаторов из-за их гибкости и долговечности. Они встречаются во многих промышленных и личных продуктах, таких как лаки, лак для ногтей и косметика. DIBP может всасываться при приеме внутрь и при воздействии на кожу. При выведении DIBP сначала превращается в гидролитический моноэстер моноизобутилфталат (MIBP). Основной путь выведения - моча, при этом выведение желчными путями отмечается в незначительных количествах. DIBP имеет более низкую плотность и температуру замерзания, чем соединение дибутилфталат (DBP). Фталаты, включая DIBP, были впервые введены в 1920-х годах, чтобы сделать пластмассы более гибкими, прозрачными и долговечными. Они стали популярнее в 1931 году, когда поливинилхлорид (ПВХ) стал доступен в продаже.
Законодательство
Дата Речь идет о мерах 14 декабря 2005 Европейский Союз ограничил использование фталатов в нескольких детских игрушках. 4 июля 2017 Включен в список кандидатов, упомянутых как вещества, токсичные для размножения. 23 ноября 2021 года DIBP объявлен химическим веществом, нарушающим работу эндокринной системы. 11 августа 2021 Европейский парламент исключает DIBP и другие фталаты из санитарных изделий.
Промышленное использование
Он используется в качестве пластификатора в ряде пластиковых и резиновых материалов. DIBP был относительно нетоксичен, но высокий уровень воздействия соединения может вызвать раздражение глаз, кожи и дыхательных путей. DIBP обнаруживается в различных средах, таких как воздух, вода и осадочные породы. Известно, что DIBP биоаккумулируется у некоторых водных видов.
Синтез
DIBP синтезируется в результате двойной нуклеофильной реакции замещения ацилов между фталовым ангидридом и изобутанолом, используя различные кислоты в качестве катализатора, такие как серная кислота, сульфонированный графен или хлорид железа. Вода - побочный продукт. При использовании серной кислоты урожайность составляет 61%.
Оптимизация
Сульфонированный графен является гетерогенным катализатором, который имеет несколько преимуществ перед традиционными жидкими кислотами, такими как серная кислота. Сульфонированный графен может быть легко отделен от реакционной смеси путем фильтрации и может быть повторно использован несколько раз без снижения активности. Кроме того, сульфонированный графен является экологически чистым, поскольку не производит опасных отходов, которые обычно образуются при использовании традиционных жидких кислотных катализаторов. Этот метод имеет 95% урожайности. Процесс кислотного катализа Льюиса может выполняться при более низких температурах (50-100 °C) и дает производительность 86%. Нерастворим в воде, но растворим во многих органических растворителях. DIBP может продаваться как чистое вещество или как компонент смеси с другими фталатами пластификаторов или химических веществ. Примерами являются диоктилфталаты (DOP), дизонилфталаты (DINP) или бис- (2-этилгексил) фталаты (DEHP). Он может использоваться в качестве компонента в составе нескольких продуктов, включая клеи, краски, покрытия и смазочные материалы. Это может привести к разложению и возможной деградации DIBP в почве и водоснабжении Фотодеградация: DIBP может подвергаться фотодеградации при воздействии солнечного света. Это может привести к образованию нескольких продуктов разложения, включая фталовую кислоту, изобутиралдегид и другие альдегиды. Биоразложение: DIBP может разлагаться микроорганизмами в почве и воде. Это может превратить его в другие соединения, такие как фталовая кислота и различные производные изобутилового спирта. Сорбция: DIBP может адсорбироваться или поглощаться на частицах почвы и осадков, что может ограничить его подвижность и доступность для биологических или химических деградаций и реакций. Окисление: DIBP может окисляться в присутствии озона или других реактивных видов кислорода. Эти реакции могут повлиять на персистентность, биоаккумуляцию и токсичность в окружающей среде и могут иметь последствия для здоровья человека и экосистемы.
Photodegradation: DIBP can undergo photodegradation by exposure to the sunlight. This can lead to the formation of several degradation products, including phthalic acid, isobutyraldehyde, and other aldehydes. Biodegradation: DIBP can be degraded by microorganisms in soil and in the water. This can transform it into other compounds such as phthalic acid and various isobutyl alcohol derivatives. Sorption: DIBP can adsorb or sorb onto soil and sediment particles, which can limit its mobility and availability for biological or chemical degradations and reactions. Oxidation: DIBP can be oxidized in the presence of ozone or other reactive oxygen species. The formation of various oxidation products, including aldehydes, ketones, and carboxylic acids can be expected
These reactions can impact the persistence, bioaccumulation, and toxicity in the environment and may have implications for human and ecosystem health.
PPARγ Путь
Эффекты воздействия DiBP в основном реализуются через активацию пероксисом- пролифератор-активированного рецептора гамма (PPARγ). PPAR - это лигандоактивированные факторы ядерной транскрипции, семейство которых состоит из PPARα, PPARβ/δ и PPARγ. Существуют две изоформы PPARγ, PPARγ2 в основном присутствует в клетках жировой ткани, тогда как PPARγ1 обнаруживается в нескольких клетках, таких как кишечник, мозг, кровеносные сосуды, а также некоторые иммунные и воспалительные клетки. Транскрипционная регуляция через PPAR требует образования гетеродимера с ретиноидным X- рецептором (RXR). При активации DiBP этот гетеродимер PPARγ/ RXR связывается с последовательностью ДНК, называемой элементом ответа PPAR (PPRE). Связывание фактора транскрипции с этим элементом ответа может привести к регулированию генов вверх или вниз. PPARγ участвует в метаболизме и хранении липидов, а также в метаболизме глюкозы путем улучшения чувствительности к инсулину, поэтому связывание DiBP приводит к изменению уровня лептина и инсулина. DiBP также приводит к понижению регуляции белков, участвующих в производстве стероидов, что приводит к повышению уровня андрогенных гормонов. Пролактин (PLR), с другой стороны, регулируется в результате воздействия DiBP. Высокие концентрации PLR в результате воздействия фталатов связаны с уменьшением концентрации спермы как у взрослых мужчин, так и у рыб-зебр. Основным метаболитом DiBP является моноизобутилфталат (MiBP), который составляет 70% продуктов экскреции. MiBP может окисляться до моноизобутилфталата 2OH (2OH MiBP) или моноизобутилфталата 3OH (3OH MiBP), которые составляют 20% и 1% продуктов экскреции соответственно. Эти реакции, вероятно, каталитизируются цитохромом P450 в печени. Соотношение между MiBP и окисленными метаболитами изменяется в зависимости от количества времени, прошедшего с момента воздействия.
Токсичность
Нет достаточных данных, чтобы определить, связана ли DIBP с острой дермальной или ингаляционной токсичностью, раздражением глаз или кожи или сенсибилизацией. Есть доказательства того, что DIBP является субхроническим токсиком. Воздействие соединения может вызвать изменения в массе тела, веса печени, репродуктивных эффектах и эффектах развития, таких как вес яичек, сперматогенез, масса плода, аналогичная дистанция у самцов и самцов крыс и производство тестостерона в яичках, среди прочего. Исследования по биомониторингу показывают, что в последнее время воздействие DIBP увеличилось, предположительно в результате использования DIBPs в качестве заменителя других фталатов, таких как дибутилфталат (DBP) в пластмассах. Например, в Соединенных Штатах распространенность обнаружения MIBP в моче выросла с 72% населения в 2001-2002 годах до 96% в 2009-2010 годах, согласно данным Национального обследования здоровья и питания (NHANES).