基本介紹
- 中文名：巴豆醛
- 英文名：Crotonaldehyde
- 別稱：順,反-巴豆醛、2-丁烯醛
- 化學式：C4H6O
- 分子量：70
- CAS登錄號：4170-30-3
- EINECS登錄號：224-030-0
- 熔點：-76.5
- 沸點：104
- 水溶性：微溶於水，可混溶於乙醇、乙醚、苯、甲苯等多數有機溶劑
- 密度：0.85
- 外觀：無色或淡黃色液體，有窒息性刺激臭味
- 閃點：13（OC）
- 套用：礦物油純化溶劑、化工原料
- 安全性描述：S26 S28 S29 S33 S45 S60 S61 S36/37/39
- 危險性符號：易燃液體，劇毒品，污染環境
- 危險性描述：R11 R23 R26 R36 R41 R50 R53 R68 R24/25 R37/38 R48/22
- 危險品運輸編號：UN 1143 6.1/PG 1
- 化學性質：易氧化，易還原，可加成，
- 穩定性：穩定
- 禁配物：強氧化劑、鹼類、氧（空氣）
- 儲存方法：陰涼通風，隔絕空氣，單獨存放
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物理性質
熔點 -76℃
沸點 102.2℃
相對密度0.8495
折射率1.4384
閃點13℃
化學性質
類別：易燃液體。
毒性分級：高毒。
急性毒性：口服- 大鼠 LD50: 80 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 104 毫克/ 公斤。
爆炸物危險特性：與空氣混合可爆。
可燃性危險特性：遇明火、高溫、氧化劑易燃; 燃燒產生刺激煙霧。
順式和反式兩種異構體。順式異色體不穩定。普通商品是反式異構體。
對人體危害：對眼結膜和上呼吸道黏膜有強烈刺激作用。長期接觸會引起慢性鼻炎與神經系統機能障礙。
該產品屬於劇毒品。
製備
套用
有機合成原料，用於製取丁醛；丁醇；2-乙基己醇；山梨酸；3-甲氧基丁醛；3-甲氧基丁醇；丁烯酸；喹哪啶；順丁烯二酸酐及吡啶系產品。另外，丁烯醛與丁二烯反應可製得環氧樹脂原料及環氧增塑劑。與季戊成四醇反應可得到耐熱樹脂原料。丁烯醛還可用於製取選礦用發泡劑；染料及橡膠抗氧劑；殺蟲劑及軍用化學品。工業級丁烯醛實際上是反式異構體和順式異構體組成的混合物[4170-30-3]。但順式異構體不穩定，含量不到1%。
安全術語
S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸後，請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。
S36/37/39Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴適當的防護服、手套和護目鏡或面具。
S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
若發生事故或感不適，立即就醫(可能的話，出示其標籤)。
S61Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.
避免釋放至環境中。參考特別說明/安全數據說明書。
風險術語
R11Highly flammable.
高度易燃。
R26Very toxic by inhalation.
吸入有極高毒性。
R37/38Irritating to respiratory system and skin.
刺激呼吸系統和皮膚。
R41Risk of serious damage to the eyes.
對眼睛有嚴重傷害。
R48/22Harmful: danger of serious damage to health by prolonged exposure if swallowed.
吞食長期接觸嚴重危害健康。
R50Very toxic to aquatic organisms.
對水生生物有極高毒性。
R68Possible risk of irreversible effects.
可能有不可逆後果的危險。
國家標準
外觀： 微黃色液體
含量： 不小於 99.20%
水分： 不大於 0.4%
色度： 不大於 60
重組分：不大於 0.5%
MSDS
.對環境的影響: 一、健康危害 侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。
健康危害：對眼結膜及上呼吸道黏膜有強烈刺激作用。長期接觸引起慢性鼻炎、神經系統機能障礙。 二、毒理學資料及環境行為 急性毒性：LD50240mg/kg(小鼠經口)；380mg/kg(兔經皮)；LC504000mg/m，1/2小時(大鼠吸入)；人吸入40～100mg/m×10秒，輕度刺激；人吸入12mg/m×10分鐘，最小中毒濃度(刺激)。
刺激性：人經眼：45ppm，引起刺激。家兔經皮開放性刺激試驗：500mg，輕度刺激。
致突變性：微生物致突變性：鼠傷寒沙門氏菌100µL/L。精子形態學：小鼠腹腔30mg/kg。 危險特性：易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸的危險。在空氣中非常容易氧化生成過氧化物，當受熱或撞擊、甚至輕微摩擦即可發生爆炸。在火場高溫下，能發生聚合反應，使容器破裂。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。
燃燒(分解)產物：一氧化碳、二氧化碳。3.現場應急監測方法: 4.實驗室監測方法: 空氣中：樣品用活性炭管收集，再用氣相色譜法測定
色譜/質譜法《水和有害廢物的監測分析方法》周文敏等編譯5.環境標準:
眼睛防護：呼吸系統防護中已作防護。
身體防護：穿防靜電工作服。
手防護：戴橡膠手套。
其它：工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作畢，淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。三、急救措施 皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。
食入：飲足量溫水，催吐，用清水或1%硫代硫酸鈉溶液洗胃。就醫。 滅火方法：儘可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音，必須馬上撤離。滅火劑：抗溶性泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。
巴豆醛對肺部的影響
巴豆醛誘導產生肺癌
亞洲的中國婦女比世界上其他地方患肺癌的比率 高; 在中國，女性肺癌發病率的年齡化標準為 19. 9 / 100 000，在新加坡為 17. 5 /100 000，然而在維也納地 區及印度、印度尼西亞共和國和俄羅斯等國家患病 率較低[( 1. 5 ～ 9. 2) /100 000]，很明顯吸菸不是這 些婦女肺癌患病的主要因素，也不是所謂的不可避 免的二手菸的影響; 在中國的部分地區，特別是在通 風差的、使用固體燃料用來加熱的地區，二手菸被認 為是肺癌發生率高的主要原因。
然而，一個更普 遍的原因可能是中國的固定式的烹飪方式。多種油 類在經過高溫烹飪後產生廢氣，大量的致癌物質和 毒性物質在廢氣中被檢測出來，包括乙醛、丙烯醛、 苯和各種醛類，被國際癌症研究機構定位為人類致 癌物質，經常在家烹飪的女性體內丙烯醛硫醇尿酸、 巴豆醛和苯的水平明顯較高。檢測了暴 露於丙烯醛、巴豆醛、苯等物質的，來自新加坡不沾 菸酒的中國女性體內生物標誌的水平，據了解她們 1 周至少在家烹飪 5 次; 結果顯示，有規律地經常高 溫用油烹飪的中國女性、經常暴露於揮發性毒物和 致癌物質( 如丙烯醛、巴豆醛和苯) 中是引起肺癌的 主要原因。
巴豆醛參與 COPD 的形成
COPD 是一種由氣 道和肺實質的慢性炎症引起的激進氣流限制，表現 醫學綜述 2016 年 4 月第 22 卷第 7 期 Medical Recapitulate，Apr． 2016，Vol. 22，No. 7 · 9521 · 為巨噬細胞激活、中性粒細胞聚集及細胞損傷。香 煙中含有約 7000 種化合物，包括被認為引起 COPD 炎症的自由基和活性氧。其中水溶性提取物中 的兩種不飽和醛類( 丙烯醛和巴豆醛) ，在濃度很小 的情況下就可誘導產生嗜中性粒細胞化學誘導因子 白細胞介素 8 及人類巨噬細胞系 U937 釋放多效性炎 性因子。試驗結果證實，培養的正常 人類肺纖維母細胞和小氣道上皮細胞，被香菸提取物 刺激後能夠通過絲裂原活化蛋白激酶 p38 和細胞外 信號調節激酶 1 /2 依賴的方式釋放白細胞介素 8，而 巴豆醛刺激後產生同樣效果。研究表明，α，β-不飽和醛( 特別是巴豆醛和丙烯醛) 在香 煙誘導的人類巨噬細胞的激活中起重要作用，同時 香菸誘導人類巨噬樣細胞 MonoMac6 釋放白細胞介 素 8 和腫瘤壞死因子 α。
巴豆醛對肺部影響的作用機制
巴豆醛導致 DNA 損傷
病理狀態下的 DNA 損傷在致癌物的產生、老齡化、炎症、糖尿病和精神 疾病的形成過程中發揮重大作用。氧化應激等過程 中，脂質過氧化和糖基化誘導產生內源性醛類，可直 接作用於 DNA，形成醛類衍生 DNA 加合物，從而導 致 DNA 損傷。有學者排除了任何巴豆醛的外 在來源後，仍在人類和嚙齒類動物中發現巴豆醛 DNA 加合物。對於這些加合物來說，G→T 的 顛換占主導突變，其次是 G→C 和 G→A 的顛換。研究通過高效液相色譜、薄層色 譜、質譜以及質子核磁共振等最終證實，巴豆醛與脫 氧鳥苷的活性反應結果產生環 1，N2 -DNA 加合物， 並且巴豆醛的致基因突變性很可能與此次試驗的反 應密切相關。
巴豆醛改變 DNA 產生基因毒性
人類膳食 是不同疾病的形成與發展過程中一大重要影響因 素，食物成分中的可食用液體植物油在被油炸過程 中產生的油脂過氧化物是導致自由基形成的一種機 制。這些自由基誘導產生組織損傷，而且在不同病 理狀態下機制複雜，包括老化、動脈粥樣硬化、大腦 紊亂、癌症、肺部紊亂以及多種臟器的紊亂。
由 於人體多種油脂過氧化物產物的可能危害仍存在爭 議，選擇其中 4 種油脂過氧化物進行研究，分別是丙烯醛、巴豆醛、4-羥基-2-壬烯酸和 4-羥基-1-茚酮。在果蠅中進行的多個化 合物的遺傳毒性研究是史無前例的，從實驗結果總 結得出，所選的化合物對果蠅體壁細胞均有遺傳毒 性並引起基因重組特性，尤其在高濃度時果蠅智慧型 分析實驗結果表現出遺傳毒性和引起基因重組的特性; 巴豆醛引起果蠅染色體斷裂、顯著增加性染色體 控制的隱性性狀致死率及染色體相互交換位置; 研究 結果表明，濃度為 25 × 10 － 6 mol /L 和 50 × 10 － 6 mol /L 的巴豆醛誘導果蠅體壁細胞重組，與果蠅翼點測試 結果一致。
巴豆醛對人單核細胞白血病細胞( human monocytic leukemia cell，THP-1) 表達的影響THP-1 從美國型培養菌種集中獲得。由於肺泡巨噬細胞在 應答肺部外來物質過程中起著重要的免疫學和炎症 性特性，將修改人類巨噬細胞樣的細胞轉 錄作為目標，從而應對巴豆醛的毒性。用 12-豆蔻 酸-13-乙酸佛波醇處理後，THP-1 細胞分化成類似 於單核源巨噬細胞的巨噬樣細胞，這種巨噬樣細胞 在形態、膜抗原和受體的表達、致癌基因的表達以 及分泌產物方面與單核源巨噬細胞均具有類似 性。在體內 THP-1 細胞培養分化成巨噬樣細 胞，用 12-豆蔻酸-13-乙酸佛波醇處理 24 h 後暴露 於巴豆醛中; 試驗結果顯示，隨著時間的延長不同 基因表 達 增 加，人類巨噬樣細胞在暴露於 80 × 10 － 6 mol /L 巴豆醛 6 h 後，342 個基因的表達顯著改 變( 173 個基因表達上調，169 個基因表達下調) ; 然 而在 暴 露 於 80 × 10 － 6 mol /L 巴 豆 醛 12 h 後，有 663 個基因的表達顯著改變( 304 個基因表達上調， 359 個基因的表達下調) 。
巴豆醛對蛋白表達的影響
巴豆醛誘導熱激蛋白( heat shock protein， HSP) 72 表達 活性醛類( 如巴豆醛) 被認為是細胞 損害重要的中介物。自從內皮細胞的凋亡被認為是 心血管疾病發病機制的源頭，人類在保護內皮細胞 免受氧化應激方面做出許多努力。HSP72 是壓力誘 導 HSP70 家族中具有代表性的蛋白，在應對多種壓 力源的情況下，它的合成量會增加。 研究了巴豆醛對人類臍帶血管內皮細胞 HSP72 的上 調效應，研究假定在巴豆醛誘導的細胞凋亡的情況 下 HSP72 蛋白對血管內皮細胞生存發揮重要作用， 試驗在臍帶血管內皮細胞中檢測 HSP72 蛋白是否參 與回應了巴豆醛誘導的細胞凋亡; 另外，還研究了熱 激因子 1、鈣離子和 c-Jun 氨基末端激酶信號通路的 參與; 研究證實了巴豆醛可增加 HSP72 的表達，並且 是通過熱激因子 1、鈣離子、c-Jun 氨基末端激酶和活 性氧信號通路實現的。
巴豆醛間接調節白細胞介素 8 的釋放 白 細胞介素 8 作為一種中性粒細胞趨化因子，由脂多 糖刺激的人類單核細胞上清液中提取，是第一個被 純化和分子克隆出來的趨化因子。研究發現，吸菸 相關的 COPD 患者支氣管肺泡灌洗和唾液中白細胞介素 8 水平的增加與活性中性粒細胞數量的增加相 關。巴豆醛有高選擇性的呼吸道毒性，並且可存 留於肺部與肺部細胞作用。氣道上皮細胞和肺 泡巨噬細胞是最先接觸到揮發性巴豆醛的細胞，被 肺泡毒性物質觸發後，這些細胞能夠驅動體內免疫 系統釋放促炎因子。先前的研究多是集中於巴豆醛 對肺泡巨噬細胞或體內氣道上皮細胞的直接作 用，但通過巴豆醛誘導的促炎因子介質的釋放也可 能刺激氣道上皮細胞釋放細胞因子，從而放大炎症 的應答效應。研究了肺泡巨噬細胞和氣 道上皮細胞在應答巴豆醛引起的炎症效應時的相互 作用; 為了確定由肺泡巨噬細胞產生的炎性介質對 氣道上皮細胞釋放白細胞介素 8 的影響，在條件培 養基中培養支氣管上皮細胞 BEAS-2B 和人體肺腺 癌上皮細胞 A549，並用巴豆醛刺激肺泡巨噬細胞; 結果表明，在條件培養基中的 BEAS-2B 和 A549 細 胞均檢測到了白細胞介素 8 的釋放，說明由巴豆醛 刺激肺泡細胞產生的應答效應通過氣道上皮細胞釋 放白細胞介素 8 水平的增加加以放大; 進一步研究 表明，這种放大效應是通過轉錄因子核因子 κB 和轉 錄激活蛋白 1 信號通路實現的，並且在條件培養基 中還涉及肺泡細胞釋放腫瘤壞死因子 α 和白細胞介 素 1β。
巴豆醛誘導肺泡巨噬細胞凋亡 凋亡是一種 細胞死亡的生理過程，並且在產生和維持組織體內 平衡中發揮重要作用。肺是暴露於環境抗原和病原 體的重要途徑。肺泡巨噬細胞是最先接觸到外界粒 子和病原體的細胞，是細胞非特定集群防禦細胞中 的重要效應器細胞，對於吸入的外部物質的早期應 答及激活肺部免疫系統至關重要。肺泡巨噬細胞的 主要功能是吞噬空氣中的顆粒和入侵的微生物以及 釋放白細胞介素 12、腫瘤壞死因子 α、一氧化氮和白 細胞介素 1b 等中介物。在肺部疾病的發展中 肺部細胞凋亡起著重要作用。研究表明，肺泡巨噬 細胞的非正常凋亡與肺部炎症及纖維化有直接關 聯，通過研究證實，巴豆醛能誘導肺泡巨 噬細胞 NR8383 細胞的死亡，且巴豆醛引起的細胞毒 性是濃度和暴露時間依賴性的。巴豆醛誘導的肺泡 巨噬細胞死亡的主要原因是凋亡，並且凋亡的誘發 是依賴半胱氨酸級聯反應的激活實現的。研究表 明，巴豆醛誘導肺泡巨噬細胞凋亡，且表現在磷脂醯 絲氨酸外表化和 DNA 破碎; 用 N-乙醯半胱氨酸、維 生素 C 酸、α-生育酚和過氧化物歧化酶預處理肺泡 巨噬細胞後抑制了巴豆醛誘導的細胞凋亡; 巴豆醛 誘導細胞凋亡同時伴隨著活性氧類產生、谷胱甘肽 消耗、線粒體膜電勢丟失、線粒體中細胞色素 C 釋放、半胱氨酸 3 /7 和半胱氨酸 9 的激活及細胞內鈣 離子濃度增高和 p53 基因表達增加等; 通過更進一 步的試驗證實，巴豆醛誘導肺泡巨噬細胞凋亡是通 過 細 胞 內 鈣 離 子、線 粒 體 和 p53 信 號 通 路 實 現的。
