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)nitrosamines // IUPAC Gold Book. и их N-ацильные производные общей формулы RN(X)NO — нитрозамиды (X = COR) нитрозомочевины (X = CONR2), нитрозоуретаны (X = COOR) и пр.

Получение Синтез 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 Атомы 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 Первичные 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 Нитрозамины 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 Нитрозамины 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. По данным Международного агентства по изучению рака (IARC), многие нитрозамины классифицируются как вероятные или возможные канцерогены для человека (группа 2A и 2B). Напротив, N-нитрозо-N-метилмочевина обладает противоопухолевой активностью. По данным FDA, нитрозамины могут вызывать повреждение ДНК (генотоксичность), что связано с повышенным риском развития онкологических заболеваний при длительном воздействии.

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 По данным Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA), нитрозамины выявлены в ряде фармацевтических субстанций, включая сартаны, ранитидин и метформин, что связано с особенностями синтеза и хранения.

Нитрозамины в косметике Нитрозамины в крайне низких концентрациях (до 1—3 ppm) могут встречаться в косметической продукции ,, .

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.

Литература

Меди — Полимерные // Химическая энциклопедия в 5 томах. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с.

Примечания

Ссылки 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.

Категория:Нитрозосоединения