N -methyl-2-pyrrolidon

N -methyl-2-pyrrolidon
Ilustrativní obrázek položky N-Methyl-2-pyrrolidon
Identifikace
Název IUPAC N -methyl-2-pyrrolidon
N O CAS 872-50-4
Ne o ECHA 100,011,662
Ne o EC 212-828-1
PubChem 13387
ChEBI 7307
ÚSMĚVY CN1CCCC1 = O
PubChem , 3D pohled
InChI InChI: 3D pohled
InChI = 1S / C5H9NO / c1-6-4-2-3-5 (6) 7 / h2-4H2,1H3
Vzhled bezbarvá kapalina s charakteristickým zápachem
Chemické vlastnosti
Hrubý vzorec C 5 H 9 N O   [izomery]
Molární hmotnost 99,1311 ± 0,0051  g / mol
C 60,58%, H 9,15%, N 14,13%, O 16,14%,
Fyzikální vlastnosti
T. fúze -24  ° C
T ° vroucí 202  ° C
Rozpustnost ve vodě: vysoká
Parametr rozpustnosti δ 23,6  J 1/2 · cm -3/2 (≤ 20  ° C )
Objemová hmotnost 1,028  g / cm 3.
Teplota samovznícení 270  ° C
Bod vzplanutí 96  ° C (otevřený kelímek)
Meze výbušnosti ve vzduchu 0,99 - 3,9  % obj
Tlak nasycených par při 25  ° C  : 66  Pa
Termochemie
C str

rovnice:
Tepelná kapacita plynu v J · mol -1 · K -1 a teplota v Kelvinech, od 298 do 1 200 K.
Vypočtené hodnoty:
102,766 J · mol -1 · K -1 při 25 ° C

T
(K)
T
(° C)
C str
C str
298 24,85 102 702 1036
358 84,85 127 399 1285
388 114,85 138 995 1402
418 144,85 150 086 1514
448 174,85 160 673 1621
478 204,85 170 760 1723
508 234,85 180 352 1819
538 264,85 189 459 1 911
568 294,85 198 090 1999
598 324,85 206 259 2,081
628 354,85 213,983 2159
658 384,85 221 280 2 232
688 414,85 228 170 2 302
718 444,85 234 676 2367
749 475,85 241,025 2,431
T
(K)
T
(° C)
C str
C str
779 505,85 246 835 2490
809 535,85 252,347 2,546
839 565,85 257 596 2599
869 595,85 262 617 2 649
899 625,85 267,448 2698
929 655,85 272 131 2745
959 685,85 276 708 2791
989 715,85 281225 2837
1019 745,85 285,731 2882
1049 775,85 290,276 2928
1079 805,85 294914 2975
1109 835,85 299 700 3023
1139 865,85 304 692 3074
1169 895,85 309 952 3 127
1200 926,85 315 735 3 185
Opatření
SGH
SGH07: Toxický, dráždivý, senzibilizující, narkotickýSGH08: Senzibilizátor, mutagen, karcinogen, reprotoxický
Nebezpečí H315, H319, H360, H315  : Způsobuje podráždění kůže
H319  : Způsobuje vážné podráždění očí
H360  : Může poškodit plodnost nebo nenarozené dítě (uveďte účinek, pokud je znám) (uveďte cestu expozice, je-li přesvědčivě prokázáno, že žádná jiná cesta expozice nevede ke stejnému nebezpečí)
WHMIS
B3: Hořlavá kapalinaD2B: Toxický materiál způsobující jiné toxické účinky
B3, D2B, B3  :
Bod vzplanutí hořlavé kapaliny = 91  ° C uzavřený kelímek (metoda není uvedena)
D2B  : Toxický materiál způsobující jiné toxické účinky
Podráždění očí u zvířat

Zveřejnění 1,0% podle klasifikačních kritérií
NFPA 704

Symbol NFPA 704

2 2 0
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

N -methyl-2-pyrrolidon , nebo 1-methyl-2-pyrrolidon , obvykle zkráceno jako NMP , je čirá žlutá tekutina, hygroskopický , polární , a mírný zápach aminů . Jedná se o cyklický amid ( laktam ), který se často používá jako organické rozpouštědlo . „ N- methyl-2-pyrrolidonu se rozpustí velké množství anorganických a organických sloučenin“ . Jeho toxicita a zejména jeho ekotoxicita (pro včelí larvy například), zejména při použití jako adjuvans z pesticidu , mohlo být podceňována; hledáme alternativy.

Fyzikálně-chemické vlastnosti

Je to hygroskopické rozpouštědlo , mísitelné s vodou a většinou organických rozpouštědel (průměrná rozpustnost v alifatických uhlovodících ). Je to slabá báze  : vodný roztok obsahující 10% NMP má pH 7,7-8.

Molekula je poměrně stabilní, ale ve vzduchu postupně oxiduje a vytváří hydroperoxidy (rychleji na světle). V přítomnosti silných kyselin a silných zásad může hydrolyzovat na kyselinu 4-methylaminomáselnou a reaguje s oxidačními a chlorovanými činidly. Produkt není korozivní pro kovy.

použití

Tato sloučenina se používá hlavně jako rozpouštědlo kvůli svým fyzikálním vlastnostem: nízká těkavost , tepelná stabilita, polární a aprotické rozpouštědlo . Jeho toxikologické vlastnosti z něj činí kandidáta na náhradu chlorovaných rozpouštědel , ale přináší problémy s toxicitou pro plod.
Pole použití jsou obrovská:

Výroba a syntéza

Výroba tohoto rozpouštědla probíhá hlavně z 4-butyrolaktonu a methylaminu při teplotě 200  až  350  ° C a tlaku 10  MPa .

Toxikologie

Žádné údaje o toxicitě akutní u člověka nejsou k dispozici ke dni zveřejnění INRS ( National Research a Safety Institute ) toxikologického plechu (konzultoványprosince 2019, aktualizováno 2015) a údaje o chronické toxicitě jsou řídké a postrádají přesnost nebo ověřitelnost. Existují studie na potkanech nebo králících; ve všech případech se zdá, že nízké dávky nemají žádný účinek, ale je třeba vzít v úvahu tři situace expozice: chronická, subchronická nebo akutní toxicita a různé cílové orgány. Nedávno (2016) bylo potvrzeno, že u zvířat (žádné údaje pro člověka) je muž vůči němu zranitelnější než žena.

Mesnage R. a Antoniou MN (2018) se domnívají, že nezohlednění jeho toxicity jako adjuvans přispělo k padělání toxikologického profilu určitých pesticidů. Nyní hledáme méně toxické a méně ekotoxické náhražky

Chronická nebo subchronická toxicita

Podle dostupných toxikologických údajů je podle INRS tato molekula zaměřena hlavně na dva orgány: játra a varlata (a méně brzlík a ledviny ), přičemž vykazuje obecnou chronickou toxicitu, ať už požitím nebo vdechováním. Páry jsou dráždivé, ale aerosoly jsou mnohem toxičtější ( „letalita, změny v plicích, játrech, kostní dřeni a lymfatickém systému […] tříměsíční expozice (pouze nos) způsobuje podráždění dýchacích cest od 1 000  mg / m 3 a varlat léze při 3000  mg / m 3.  “ MNP indukuje u samců potkanů ​​progresivní nefropatii a atrofii varlat.

Akutní expozice

Podle dostupných toxikologických údajů je podle INRS NMP pro zvířata nízká toxicita. Jeho hlavním účinkem je dráždivý účinek u potkanů:

Genotoxicita

NMP je slabě genotoxický in vitro a nulový in vivo , s ohledem na dva dostupné testy (pro bakterie v Amesově testu; nebo v kvasinkách, ve kterých vytváří aneuploidii  ; in vivo se NMP nejeví jako klastogenní nebo aneuploidogenní (v čínštině) kostní dřeň křečka); nezpůsobuje mikrojader v myší dřeni.

Karcinogenita

U potkanů ​​se zdá, že NMP nemá karcinogenní účinek (požitím nebo orálně), zatímco inhalací indukuje jaterní nádory u myší. NMP není karcinogenní orální cestou nebo inhalací u potkanů;
U myší (vystavených 600 - 1 200 - 7 200 ppm požitých po dobu 18 měsíců) zvyšuje MNP (pro vysokou dávku) riziko hepatocelulárních adenomů (u mužů a žen) a hepatocelulárního karcinomu u mužů, rovněž se zvýšeným počtem skupin změněných buněk; NOAEL je 600  ppm u mužů a 1200  ppm pro ženy.

Reprotoxicita

Zdá se, že inhalovaný MNP ani při dávce 116 ppm (6 h / d, 7 d / wk, po dvě generace) neovlivňuje plodnost potkanů, ale podle studie z roku 1999 byl požit v dávce 500 mg / týden.  kg , snižuje index plodnosti u mužů a index plodnosti u žen z první generace, s histologickými účinky, jako je snížení počtu žlutých tělísek u žen, jakož i delecí spermatogeneze s oboustranným varlatem atrofie u mužů nebyly tyto účinky pozorovány ve druhé studii prováděné při stejných dávkách u potkanů ​​kmene Sprague-Dawley.

U potkanů ​​a králíků požitím a transkutánně NMP mění vývoj (výskyt malformací atd.) A u potkanů ​​může ovlivnit plodnost mužů a žen orálně.
U myší (vystavených 600 - 1200 - 7200 ppm požitých po dobu 18 měsíců) zvyšuje MNP (pro vysokou dávku) riziko hepatocelulárních adenomů (u mužů a žen) a hepatocelulárních karcinomů u mužů, také se zvýšeným počtem skupin poškozených buněk; NOAEL je 600  ppm u mužů a 1200  ppm pro ženy.

Poznámka: To bylo testováno (mimo jiných rozpouštědlech) jako kryoprotektivní ze spermatu králíka zmrazen pro inseminaci králíků chovu, bez průkazné výsledky.

Poruchy vývoje

Tento produkt je nyní považován za embryotoxický u laboratorních potkanů , a to i v dávkách, které u samic nevyvolávají příznaky.

Vdechování  : do 120 ppm nebo 494 mg / m 3 , 6 hodin / den, od 6 th do 20 -tého dne březosti, NMP inhalována březích zvířat se nezdá poškodit vyvíjející krysu v děloze , spolu s králíky vystavených 1000  mg / m 3 (jedna hlava, 6  hodin / den , 7 th do 19 tý  den březosti) bez zjevné toxicity pro matku.

Požití  : pokles hmotnosti plodu (z 250  mg kg −1  d −1 NMP požitého matkou), embryo-letalita s resorpcemi je pozorována nad 500  mg kg −1  d −1 požití matkou, s anomáliemi nebo malformacemi skeletu a snížená osifikace kostí lebky a obratlů) a vnější anomálie (po požití 250  mg kg −1  d −1 ): hydrops, anální atrézie spojená se zbytkovým nebo chybějícím ocasem), viscerální abnormality (od 500  mg kg −1  d -1 ), s kardiovaskulárními a kosterní abnormality (nad 500  mg kg -1  d -1 ), jako je nedostatek vertebrální oblouky a ocasní obratel. U králíků, jsou-li pozorovány známky mateřské toxicity, NMP způsobuje u plodu zvýšení resorpcí a kardiovaskulárních malformací a také v kostech lebky. Předsakrální obratle jsou deformovány.

Perkutánní průchod  : ve slezině pro plod zahrnuje resorpce a fetolismus, menší osifikaci a malformace skeletu; králík, primárně toxicita pro matku, projevuje plod změnu kostry ( 13 e  nadpočetné pobřeží).

Štítky nebezpečí

Podle INRS (2019) musí být tento produkt označen, skladován a přepravován se čtyřmi bezpečnostními štítky  :

Interakce

Pokud je NMP na pokožce, podporuje také perkutánní průchod dalších toxických látek.

Absorpce a toxikokinetika

U lidí, stejně jako u potkanů, se NMP rychle a dobře vstřebává před difúzí do těla a je metabolizován a vylučován (hlavně močí) ve formě dvou metabolitů: 5-hydroxy -NMP a 2-hydroxy- N -methylsukcinimid . U zvířat (laboratorních potkanů) a lidí prochází plicní bariérou přibližně 90% inhalovaných molekul a u potkanů ​​požití 69-78% molekul. Perkutánní průchod in vivo je o něco méně (7,7  mg cm -2  h -1 ) u potkanů než u lidské kůže in vitro (17  mg cm -2  h -1 ) u potkanů, maximální koncentrace v plazmě je dvě hodiny po žaludeční sondou,. jednu až dvě hodiny po aplikace na kůži; a 24 hodin po aplikaci na kůži se vstřebá 80% dávky NMP (méně než 2% se odpaří). Olizováním kůže se může zvíře infikovat také požitím. Nedávno (2019) u potkanů ​​bylo prokázáno, že těhotná žena vylučuje uvolňuje N -ethyl-2-pyrrolidon (NEP) (jeden z hlavních metabolitů NMP) mnohem pomaleji z krve a tvorba / eliminace metabolitů je mnohem pomalejší než u negravidních potkanů; u těchto metabolitů (NEP) je také pozorován průchod placentární bariérou.

Ekotoxikologie

Toto organické rozpouštědlo je v životním prostředí široce rozptýleno jako častá složka pesticidů  ; tato molekula a / nebo její metabolity (evakuované v moči a výkalech , a proto přítomné v životním prostředí a případně v potravinářské síti ) mohou mít významné účinky na životní prostředí.

NMP je jednou z běžných složek, často mylně považovaných za inertní jako adjuvantní formulace mnoha pesticidů .

Pracovní lékařství

Protože perkutánní průchod NMP je důležitý a rychlý, je užitečné nastavit monitorování (dávkováním moči na konci směny) personálu, který je v kontaktu s tímto přípravkem. Je však také možné testovat 5-HNMP na konci posunu v plazmě, protože tento specifický metabolit dobře koreluje s expozicí. Je také možné měřit N-methylsukcinimid (MSI) v moči na konci směny a / nebo 2-hydroxy-methylsukcinimid (2-HMSI) v krvi a moči na konci směny po pracovním týdnu: Tyto biomarkery jsou spolehlivé a dobře odrážejí vnitřní kontaminaci jednotlivce.

Byly stanoveny biologické referenční hodnoty pro močový 5-HNMP.

Nebezpečí výbuchu a požáru

N -methyl-2-pyrrolidon je kapalina nebo páry paliva. Směs par se vzduchem může být výbušná. Doporučenými hasicími prostředky jsou oxid uhličitý, chemické prášky a pěny pro polární kapaliny. K ochlazení nádob vystavených ohni nebo nádob vystavených ohni lze použít vodní sprej. Respondenti musí být vyškoleni v chemických a explozivních a požárních rizicích a musí být vybaveni samostatným dýchacím přístrojem a speciálními ochrannými obleky.

Prahové hodnoty

Pokud jde o zdraví při práci , stanovila směrnice (2009) v Evropské unii mezní hodnoty expozice na pracovišti (OELV, aktualizace z roku 2015) pro kvalitu ovzduší na pracovištích takto:

Zákaz?

Vzhledem ke své toxicitě plodu, to bylo plánováno (na začátku XXI th  století) zakázat tento výrobek v průmyslu.
Bez čekání na toxikologické zařazení této molekuly do kategorie 2 toxických látek pro vývoj plodu (třicátým přizpůsobením technickému pokroku) ji mnoho výrobců nahradilo N -ethyl-2-pyrrolidonem (2687-91-4).

Lék

Toto rozpouštědlo by mělo zajímavé vlastnosti proti mnohočetnému myelomu a možná i proti dalším rakovinám. Klinické studie jsou plánovány na rok 2014.

Poznámky a odkazy

  1. N-METHYL-2-PYRROLIDON , bezpečnostní list (y) Mezinárodního programu pro chemickou bezpečnost , konzultován 9. května 2009
  2. vypočtená molekulová hmotnost od „  atomové hmotnosti prvků 2007  “ na www.chem.qmul.ac.uk .
  3. (in) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents , sv.  4, Anglie, John Wiley & Sons ,1999, 239  s. ( ISBN  0-471-98369-1 )
  4. (in) Carl L. Yaws, Příručka termodynamických diagramů: Organické sloučeniny C8 až C28 , sv.  2, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996, 396  s. ( ISBN  0-88415-858-6 )
  5. Indexové číslo 606-021-00-7 v tabulce 3.1 přílohy VI nařízení ES č. 1272/2008 (16. prosince 2008)
  6. „  methyl-1-pyrrolidinonoctovou 2  “ v databázi chemikálií Reptox z CSST (Quebec organizace odpovědné za bezpečnost a ochranu zdraví), přístupný 25.dubna 2009
  7. INRS, toxikologický list FT213 (konzultováno na1 st 12. 2019)
  8. Fine, JD a Mullin, CA (2017), Metabolismus N-methyl-2-pyrrolidonu u včel a dospělých larev: Zkoumání věkových rozdílů v toxických účincích , Environmental Science & Technology , 51 (19), 11412 -11422
  9. Moreno-Marrodan, C., Liguori, F. a Barbaro, P. (2019), Udržitelné procesy pro katalytickou syntézu bezpečnějších chemických náhražek N-methyl-2-pyrrolidonu , Molecular Catalysis , 466, 60- 69 ( shrnutí ).
  10. (en) Albrecht Ludwig Harreus, 2-pyrrolidon , Wiley-VCH Verlag, kol.  "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry",15. června 2000( DOI  10.1002 / 14356007.a22_457 )
  11. toxikologie NMP , INRS
  12. Saillenfait, AM, Marquet, F., Sabaté, JP, Ndiaye, D. a Lambert-Xolin, AM (2016), čtyřtýdenní studie orální toxicity po opakovaném podávání N-ethyl-2-pyrrolidonu ve Sprague Dawley krysy , Regulatory Toxicology and Pharmacology , 81, 275-283 ( abstrakt ).
  13. Mesnage R a Antoniou MN (2018), Ignorování adjuvantní toxicity falšuje bezpečnostní profil komerčních pesticidů , Frontiers in public health , 5, 361.
  14. Lee Kp a kol. (1987), Toxicita N-methyl-2-pyrrolidonu (NMP): teratogenní, subchronické a dvouleté inhalační studie , základní a aplikovaná toxikologie  ; 9: 222-235.
  15. HellwigJ, Gembardt C, Hildebrand B., N-Methylpyrrolidon (NMP) - dvougenerační studie reprodukční toxicity u potkanů ​​Wistar . Podávání ve stravě. Projekt BASF č. 70R0056 / 97008, 1999.
  16. Concise International Chemical (2001) Assessment Document 35 - N-Methyl-2-pyrrolidon. Ženeva: Světová zdravotnická organizace (WHO)
  17. 1-methyl-2-pyrrolidon. REACH , ECHA ( http://www.echa.europa.eu/fr/information-on-chemicals ).
  18. Při 1600 - 5 000 - 15 000 ppm v krmivu pro potkany nebo 10 - 100 ppm, 6 h / d, 5 d / wk, po dobu dvou let, vždy u potkanů.
  19. HellwigJ, Gembardt C, Hildebrand B. - N-methylpyrrolidon (NMP) (1999), Reprodukce studie Dvou- generace Toxicita v krys Wistar. Podávání ve stravě , projekt BASF č. 70R0056 / 97008.
  20. Thompson SR (1999) , Dvougenerační reprodukční toxicita s N-methylpyrrolidonem (NMP) u potkanů ​​Sprague-Dawley, podávání ve stravě , Hudinkton Life Sciences Laboratory project 97-4106; 2192 str.
  21. Saillenfait AM a kol. „ Vývojová toxicita N-methyl-2-pyrrolidonu podávaného orálně potkanům , Food and Chemical Toxicology , 2002; 40 (11): 1705-1712
  22. Saillenfait AM a kol. „ Vývojová toxicita N-methyl-2-pyrrolidonu u potkanů ​​po inhalační expozici , Food and Chemical Toxicology , 2003; 41 (4): 583-588
  23. Domingo, P., Olaciregui, M., González, N., De Blas, I. a Gil, L. (2019), Vliv glycerolu, n, n-dimethylformamidu a n-methyl-2-pyrrolidonu na králičí sperma skladováno při 4 ° C a 16 ° C , zvířecí reprodukce , 16 (4), 887-894.
  24. Bury, D., Saillenfait, AM, Marquet, F., Käfferlein, HU, Brüning, T. a Koch, HM (2019), Toxikokinetika N-ethyl-2-pyrrolidonu a jeho metabolitů v krev, moč a plodová voda potkanů ​​po orálním podání , Archives of toxicology , 93 (4), 921-929.
  25. Li, H., Jiang, Z., Cao, X., Su, H., Shao, H., Jin, F.,… a Wang, J. (2018), SPE / GC - MS Stanovení 2- Pyrrolidon, N-methyl-2-pyrrolidon a N-ethyl-2-pyrrolidon v kapalných pesticidních formulacích , Chromatographia , 81 (2), 359-364 ( abstrakt ).
  26. Santoro C., Mohidin AF, Grasso LL, Seviour T, Palanisamy K, Hinks J,… a Marsili E (2016), Sub-toxické koncentrace těkavých organických sloučenin inhibují extracelulární dýchání buněk Escherichia coli pěstovaných v anodických bioelektrochemických systémech , Bioelektrochemie , 112, 173-177 ( shrnutí )
  27. Fine, JD, Mullin, CA, Frazier, MT a Reynolds, RD (2017), polní rezidua a účinky regulátoru růstu hmyzu novaluronu a jeho hlavní formulační přísady N-methyl-2-pyrrolidonu na reprodukci včel and development , Journal of economic entomology , 110 (5), 1993-2001, abstrakt .
  28. Mesnage R. a Antoniou MN (2018), Ignorování adjuvantní toxicity falšuje bezpečnostní profil komerčních pesticidů , Frontiers in Public Health , 5, 361.
  29. INRS, N-Methyl-2-pyrrolidon, riziko požáru a výbuchu
  30. INRS, N-methyl-2-pyrrolidon; technická pomocná paměť Mezní hodnoty expozice chemickým činitelům , ED č. 984.
  31. Otázka Toxicita N-ethylpyrrolidonu , s. 514, v Garnier R. (2008), [Carcinogenicity of butylglycol] , Archives des Maladies Professionnelle et de l'Environnement, 69 (3), 513.
  32. Protirakovinné řešení: průmyslové rozpouštědlo by mohlo přeprogramovat rakovinné buňky , Huffington Post
  33. (in) Common Solvent Může být novým protirakovinovým nástrojem
  34. Oficiální oznámení