أكرولين

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

الأكرولين (الاسم النظامي: بروبينال ) هو أبسط الألدهيدات غير المشبعة . وهو سائل عديم اللون ذو رائحة كريهة ولاذعة. وتنتج رائحة الدهون المحترقة (كما هو الحال عند تسخين زيت الطهي حتى درجة احتراقه ) عن تحلل الجلسرين الموجود في الدهون المحترقة إلى أكرولين. يُنتج الأكرولين صناعيًا من البروبين ، ويُستخدم بشكل أساسي كمبيد حيوي ومادة أساسية لبناء مركبات كيميائية أخرى، مثل حمض الميثيونين الأميني .

تاريخ

أطلق الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرزيليوس اسم الأكرولين ووصفه لأول مرة بأنه ألدهيد عام 1839. وكان يعمل عليه كناتج تحلل حراري للجلسرين ، وهي مادة تُستخدم في صناعة الصابون. واسمه مشتق من كلمتي "أكريد" (إشارة إلى رائحته النفاذة) و"أوليوم" (إشارة إلى قوامه الزيتي). وفي القرن العشرين، أصبح الأكرولين مادة وسيطة مهمة في الإنتاج الصناعي لحمض الأكريليك والبلاستيك الأكريليكي. [ 4 ]

إنتاج

يتم تحضير الأكرولين صناعياً عن طريق أكسدة البروبين . تستخدم هذه العملية الهواء كمصدر للأكسجين وتتطلب أكاسيد المعادن كعوامل حفازة غير متجانسة : [ 5 ]

يُنتج حوالي 500 ألف طن من الأكرولين بهذه الطريقة سنوياً في أمريكا الشمالية وأوروبا واليابان. إضافةً إلى ذلك، يُنتج حمض الأكريليك بالكامل عبر التكوين المؤقت للأكرولين.

يمثل البروبان مادة خام واعدة ولكنها صعبة لتخليق الأكرولين (وحمض الأكريليك). والتحدي الرئيسي هو في الواقع الأكسدة المفرطة لهذا الحمض.

عند تسخين الجلسرين  (المعروف أيضًا باسم الجلسرين) إلى 280 درجة مئوية، فإنه يتحلل إلى أكرولين

يُعدّ هذا المسار جذابًا عند إنتاج الجلسرين بالتزامن مع إنتاج الديزل الحيوي من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية. وقد تمّ إثبات تجفيف الجلسرين، لكنّه لم يُثبت قدرته على منافسة المسار المُستخلص من البتروكيماويات . [ 6 ] [ 7 ]

أساليب متخصصة أو مخبرية

تتضمن الطريقة الصناعية الأصلية لإنتاج الأكرولين، التي طورتها شركة ديغوسا ، تكثيف الألدول للفورمالديهايد والأسيتالديهايد :

يمكن أيضًا إنتاج الأكرولين على نطاق المختبر عن طريق تفاعل بيكبريتات البوتاسيوم مع الجلسرين (الجلسرين). [ 8 ]

ردود الفعل

الأكرولين مركبٌ ذو خاصية محبة للإلكترونات ونشاط كيميائي عالٍ، مما يفسر سميته الشديدة. وهو مستقبل جيد لتفاعلات مايكل ، مما يجعله مفيدًا في تفاعلاته مع الثيولات. يُكوّن الأكرولين الأسيتالات بسهولة، ومن أبرزها حلقة سبيرو المشتقة من البنتاإريثريتول ، ثنائي أليليدين البنتاإريثريتول. يشارك الأكرولين في العديد من تفاعلات ديلز-ألدر ، حتى مع نفسه. ومن خلال هذه التفاعلات، يُعدّ الأكرولين مادةً أوليةً لبعض العطور التجارية، بما في ذلك ميراك ألدهيد ("ليرال") ونوربورنين -2-كربوكسالدهيد. [ 5 ] كما يُنتج المونومر 3،4-إيبوكسي سيكلوهكسيل ميثيل -3'،4'-إيبوكسي سيكلوهكسان كربوكسيلات من الأكرولين عبر وسيط رباعي هيدرو بنزالدهيد .

الاستخدامات

الاستخدامات العسكرية

استُخدم الأكرولين في الحروب لخصائصه المُهيّجة والمُسبّبة للتقرّحات. استخدم الفرنسيون هذه المادة الكيميائية في قنابلهم اليدوية وقذائف المدفعية [ 9 ] خلال الحرب العالمية الأولى تحت اسم "بابيت". [ 10 ]

مبيد حيوي

يُستخدم الأكرولين بشكل أساسي كمبيد أعشاب ملامس لمكافحة الأعشاب المغمورة والعائمة، بالإضافة إلى الطحالب، في قنوات الري . ويُستخدم بتركيز 10 جزء في المليون في مياه الري والمياه المُعاد تدويرها. وفي صناعة النفط والغاز ، يُستخدم كمبيد حيوي في مياه الحفر ، بالإضافة إلى كونه مُزيلًا لكبريتيد الهيدروجين والمركابتانات . [ 5 ]

المادة الكيميائية الأولية

يُصنع عدد من المركبات المفيدة من الأكرولين، مستفيدًا من خصائصه الوظيفية المزدوجة. يُنتج الحمض الأميني ميثيونين بإضافة ميثانثيول متبوعًا بتفاعل ستريكر . يتكثف الأكرولين مع الأسيتالدهيد والأمينات لإنتاج ميثيل بيريدينات . [ 11 ] كما أنه يُعد وسيطًا في تفاعل سكراوب لإنتاج الكينولينات .

يتفاعل الأكرولين مع الماء في وجود الأكسجين وبتركيزات تزيد عن 22%. ويعتمد لون وملمس البوليمر على الظروف المحيطة. يكون البوليمر مادة صلبة صفراء شفافة، وفي الماء، يُشكّل مادة بلاستيكية صلبة مسامية.

تم استخدام الأكرولين كمثبت في تحضير العينات البيولوجية للمجهر الإلكتروني . [ 12 ]

المخاطر الصحية

الأكرولين مادة سامة ومهيجة قوية للجلد والعينين والممرات الأنفية. [ 5 ] المسار الأيضي الرئيسي للأكرولين هو ألكلة الجلوتاثيون . توصي منظمة الصحة العالمية بتناول 7.5 ميكروغرام من الأكرولين عن طريق الفم يوميًا لكل كيلوغرام من وزن الجسم، وهو "معدل استهلاك مقبول". على الرغم من وجود الأكرولين في البطاطس المقلية (وغيرها من الأطعمة المقلية)، إلا أن مستوياته لا تتجاوز بضعة ميكروغرامات لكل كيلوغرام، مما يعني أن الشخص سيحتاج إلى استهلاك كمية من البطاطس المقلية تفوق وزن جسمه يوميًا لتجاوز الحد الذي حددته منظمة الصحة العالمية. [ 13 ] استجابةً للتعرض المهني للأكرولين، حددت إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية حدًا مسموحًا به للتعرض عند 0.1 جزء في المليون (0.25 ملغم/م³ ) كمتوسط ​​مرجح زمنيًا لمدة ثماني ساعات. [ 14 ] يعمل الأكرولين بطريقة مثبطة للمناعة وقد يعزز الخلايا التنظيمية، [ 15 ] وبالتالي يمنع حدوث الحساسية من ناحية، ولكنه يزيد أيضًا من خطر الإصابة بالسرطان.  

تم تحديد الأكرولين كأحد المواد الكيميائية المتورطة في حادثة التلوث السام لنهر كيم كيم عام 2019. [ 16 ]

دخان السجائر

توجد علاقة بين غاز الأكرولين الموجود في دخان السجائر وخطر الإصابة بسرطان الرئة . [ 17 ] يُعد الأكرولين أحد سبعة مواد سامة في دخان السجائر ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتسرطن الجهاز التنفسي . [ 18 ] ويبدو أن آلية عمل الأكرولين تتضمن تحفيز زيادة أنواع الأكسجين التفاعلية وتلف الحمض النووي المرتبط بالإجهاد التأكسدي . [ 19 ]

يُعدّ الأكرولين المساهم الأكبر في المخاطر الصحية غير السرطانية في دخان السجائر، إذ يفوق تركيزه تركيز ثاني أكبر مكون، وهو سيانيد الهيدروجين، بأربعين ضعفًا . [ 20 ] يعتمد محتوى الأكرولين في دخان السجائر على نوع السيجارة وكمية الجلسرين المضافة ، ليصل إلى 220  ميكروغرامًا من الأكرولين في السيجارة الواحدة. [ 21 ] [ 22 ] ومن الجدير بالذكر أنه على الرغم من إمكانية تقليل تركيز المكونات في الدخان الرئيسي باستخدام المرشحات، إلا أن ذلك لا يؤثر بشكل ملحوظ على تركيبة الدخان الجانبي الذي يتواجد فيه الأكرولين عادةً، والذي يتم استنشاقه عن طريق التدخين السلبي . [ 23 ] [ 24 ] أما السجائر الإلكترونية ، عند استخدامها بالطريقة المعتادة، فلا تُنتج إلا مستويات "ضئيلة" من الأكرولين (أقل من 10  ميكروغرامات "لكل نفخة"). [ 25 ] [ 26 ]

مستقلب العلاج الكيميائي

يؤدي العلاج بالسيكلوفوسفاميد والإيفوسفاميد إلى إنتاج الأكرولين. [ 27 ] يتجمع الأكرولين الناتج أثناء العلاج بالسيكلوفوسفاميد في المثانة البولية، وإذا لم يُعالج فقد يُسبب التهاب المثانة النزفي .

الإنتاج الداخلي

الأكرولين هو أحد مكونات الريوترين . [ 28 ] يمكن أن تنتج ميكروبات الأمعاء الريوترين عند وجود الجلسرين. يُعد الريوترين المُنتَج بواسطة الميكروبات مصدرًا محتملاً للأكرولين. [ 29 ]

الأساليب التحليلية

يُستخدم "اختبار الأكرولين" للكشف عن وجود الجلسرين أو الدهون . تُسخّن عينة مع بيكبريتات البوتاسيوم ، ويُطلق الأكرولين إذا كانت نتيجة الاختبار إيجابية. عند تسخين الدهون بشدة في وجود عامل مُجفف مثل بيكبريتات البوتاسيوم ( KHSO₄) ، ينطلق الأكرولين.4 )، يتم تجفيف جزء الجلسرين من الجزيء لتكوينالألدهيد، الأكرولين (CH2=CH–CHO)، الذي يتميز برائحة تشبه رائحة دهون الطهي المحترقة. توجد طرق أحدث. [ 13 ]

في الولايات المتحدة، تم تصميم طريقتي وكالة حماية البيئة 603 و624.1 لقياس الأكرولين في تيارات مياه الصرف الصناعي والبلدي . [ 30 ] [ 31 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0011" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  2. ↑ "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 2015-04-02 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 2015-03-26 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  3. 1 2 "أكرولين" . تركيزات تشكل خطراً فورياً على الحياة أو الصحة . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية .
  4. ↑ ستيفنز، جان ف.؛ ماير، كلوديا س. (يناير 2008). "الأكرولين: مصادره، واستقلابه، وتفاعلاته الجزيئية الحيوية ذات الصلة بصحة الإنسان وأمراضه" . مجلة التغذية الجزيئية وبحوث الغذاء . 52 (1): 7-25 . doi : 10.1002/mnfr.200700412 . PMC 2423340. PMID 18203133 .  
  5. 1 2 3 4 ديتريش أرنتز؛ أخيم فيشر؛ ماتياس هوب؛ وآخرون . (2012). "الأكرولين والميثاكرولين". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a01_149.pub2 . رقم ISBN  978-3-527-30673-2.
  6. ↑ مارتن، أندرياس؛ أرمبروستر، أودو؛ عطية، حنان (2012). "التطورات الحديثة في تجفيف الجلسرين لإنتاج الأكرولين باستخدام الأحماض غير المتجانسة". المجلة الأوروبية لعلوم وتكنولوجيا الدهون . 114 (1): 10-23 . doi : 10.1002/ejlt.201100047 .
  7. ↑ عبد الله، أنس؛ زهيري عبد الله، أحمد؛ أحمد، مختار؛ خان، جنيد؛ شهادات، محمد؛ عمر، خالد؛ عليم، محمد عبد (مارس 2022). "مراجعة للتطورات والتقدم المحرز مؤخرًا في إنتاج الأكرولين المستدام من خلال التجفيف التحفيزي للجلسرين المتجدد بيولوجيًا" . مجلة الإنتاج الأنظف . 341 130876. Bibcode : 2022JCPro.34130876A . doi : 10.1016/j.jclepro.2022.130876 . S2CID 246853148 . 
  8. ↑ هومر أدكينز ؛ دبليو إتش هارتونغ (1926). "أكرولين" . التخليق العضوي . 6 : 1. doi : 10.15227/orgsyn.006.0001المجلدات المجمعة ، المجلد 1، صفحة 15  .
  9. ↑ برنتيس، أوغسطين ميتشل؛ فيشر، جورج جيه ​​بي (1937). المواد الكيميائية في الحرب: دراسة في الحرب الكيميائية . شركة ماكجرو هيل للنشر. ص 139. تاريخ الاطلاع: 21 نوفمبر 2021 . 
  10. ↑ إيسلر، رونالد (1994). مخاطر الأكرولين على الأسماك والحياة البرية واللافقاريات: مراجعة شاملة . وزارة الداخلية الأمريكية، هيئة المسح البيولوجي الوطنية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2021 .
  11. ↑ شيميزو، س.؛ واتانابي، ن.؛ كاتاكا، ت.؛ شوجي، ت.؛ آبي، ن.؛ موريشيتا، س.؛ إيتشيمورا، هـ. "البيريدين ومشتقاته". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a22_399 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  12. ↑ إم جيه دايكسترا، إل إي رويس (2003). المجهر الإلكتروني البيولوجي: النظرية والتقنيات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها . سبرينغر. ISBN 0-306-47749-1.
  13. 1 2 أبراهام، كلاوس؛ أندريس، سوزان؛ بالافينسكاس، ريتشارد؛ بيرغ، كاتارينا؛ أبيل، كلاوس إي.؛ لامبن، ألفونسو (2011). "علم السموم وتقييم مخاطر الأكرولين في الغذاء". مجلة التغذية الجزيئية وبحوث الغذاء . 55 (9): 1277-1290 . doi : 10.1002/mnfr.201100481 . PMID 21898908 . 
  14. ↑ دليل مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها - المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) المختصر للمخاطر الكيميائية
  15. ↑ روث-والتر، فرانزيسكا؛ بيرغماير، كورنيليا؛ ميتز، سارة؛ بوخلايتنر، ستيفان؛ ستريمنيتزر، كارولين؛ فازيكاس، جوديت؛ موسكوفسكيتش، آنا؛ مولر، ماريو أ.؛ روث، جورج أ.؛ مانزانو-سالاي، كريستينا؛ دفوراك، زدينيك؛ نيونكيرشنر، ألينا؛ جنسن-جاروليم، إريكا (2017). "الأكرولين ذو الوجهين يمنع الحساسية، ولكنه يُسرّع نمو الورم عن طريق تعزيز الخلايا المناعية المنظمة Foxp3+: نموذج فأر للتعرض التنفسي السلبي" . التقارير العلمية . 7 45067. Bibcode : 2017NatSR...745067R . doi : 10.1038/srep45067 . PMC 5362909 . PMID 28332605 .  
  16. ↑ تارا ثياغاراجان (15 مارس 2019). "تم تحديد 8 مواد كيميائية في نهر كيم كيم في باسير غودانغ، إليكم ماهيتها" . عالم الضجة .
  17. ↑ فينغ، ز؛ هو، و؛ هو، ي؛ تانغ، م (أكتوبر 2006). "الأكرولين عامل رئيسي لسرطان الرئة المرتبط بالتدخين: ارتباطه التفضيلي بمواقع الطفرات الساخنة في جين p53 وتثبيطه لإصلاح الحمض النووي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 103 (42): 15404-15409 . Bibcode : 2006PNAS..10315404F . doi : 10.1073/pnas.0607031103 . PMC 1592536. PMID 17030796 .  
  18. ↑ كونينغهام، إف إتش؛ فيبلكورن، إس؛ جونسون، إم؛ ميريديث، سي (نوفمبر 2011). "تطبيق جديد لنهج هامش التعرض: فصل المواد السامة في دخان التبغ". مجلة علم السموم الغذائية والكيميائية . 49 (11): 2921-33 . doi : 10.1016/j.fct.2011.07.019 . PMID 21802474 . 
  19. ↑ لي، ل؛ جيانغ، ل؛ جينغ، س؛ كاو، ج؛ تشونغ، ل (أبريل 2008). "دور الإجهاد التأكسدي في تلف الحمض النووي الناجم عن الأكرولين في خلايا HepG2". أبحاث الجذور الحرة . 42 (4): 354-361 . doi : 10.1080/10715760802008114 . PMID 18404534 . 
  20. ↑ هاوسمان، هانز-يورغن (2012). "استخدام مؤشرات الخطر للتقييم النظري لتركيب دخان السجائر". مجلة أبحاث الكيمياء وعلم السموم . 25 (4): 794-810 . doi : 10.1021/tx200536w . PMID 22352345 . 
  21. ↑ ضاهر، ن؛ صالح، ر؛ جارودي، إ؛ شهيتلي، ح؛ بدر، ت؛ سيبتدجيان، إ؛ الراشدي، م؛ صليبا، ن؛ شهادة، أ (يناير 2010). "مقارنة انبعاثات المواد المسرطنة وأول أكسيد الكربون والجسيمات متناهية الصغر من تدخين النارجيلة والسجائر: قياسات الدخان الجانبي وتقييم عوامل انبعاث الدخان غير المباشر" . بيئة الغلاف الجوي . 44 (1): 8-14 . Bibcode : 2010AtmEn..44....8D . doi : 10.1016/ j.atmosenv.2009.10.004 . PMC 2801144. PMID 20161525 .  
  22. ↑ هيرينغتون، جيه إس؛ مايرز، سي (2015). "محاليل السجائر الإلكترونية وملامح الهباء الجوي الناتجة" . مجلة الكروماتوغرافيا أ . 1418 : 192-199 . doi : 10.1016/j.chroma.2015.09.034 . PMID 26422308 . 
  23. ↑ بلير، إس إل؛ إبستين، إس إيه؛ نيزكورودوف، إس إيه؛ ستايمر، إن (2015). "دراسة أنبوب التدفق السريع في الوقت الحقيقي لانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة والجسيمات من السجائر الإلكترونية، والسجائر ذات الضرر المحتمل المنخفض، والسجائر التقليدية، والسجائر المرجعية" . مجلة علوم وتكنولوجيا الهباء الجوي . 49 (9): 816-827 . Bibcode : 2015AerST..49..816B . doi : 10.1080/02786826.2015.1076156 . PMC 4696598. PMID 26726281 .  
  24. ↑ سوبوري، م (مايو 2002). " تأثيرات دخان السجائر على الجهاز المناعي". نات. ريف. إيمونول . 2 (5): 372-377 . doi : 10.1038/nri803 . PMID 12033743. S2CID 26116099 .  
  25. ↑ ماكنيل، أ.، إس. سي. (2015). "السجائر الإلكترونية: تحديث للأدلة . تقرير بتكليف من هيئة الصحة العامة في إنجلترا" (ملف PDF) . www.gov.uk. المملكة المتحدة: هيئة الصحة العامة في إنجلترا. الصفحات 76-78 . تاريخ الاطلاع: 20 أغسطس 2015 . {{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  26. ↑ سليمان، م. (2016). "انبعاثات السجائر الإلكترونية: المعايير الرئيسية المؤثرة على إطلاق المواد الكيميائية الضارة" . العلوم والتكنولوجيا البيئية . 50 (17): 9644-9651 . Bibcode : 2016EnST...50.9644S . doi : 10.1021 / acs.est.6b01741 . hdl : 11336/105702 . PMID 27461870. S2CID 31872198 .  
  27. ↑ باتشي، أ؛ ريوتورد، أ؛ غيوم، د؛ وآخرون . (مارس 2000). "التقدير الكمي للأكرولين في البلازما باستخدام كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء بعد الاشتقاق باستخدام لومينارين 3". مجلة الكروماتوغرافيا ب . 739 (2): 239-246 . doi : 10.1016/S0378-4347(99)00485-5 . PMID 10755368 .  
  28. ↑ إنجلز، كريستينا؛ شواب، كلاريسا؛ تشانغ، جيانبو؛ ستيفنز، مارك جيه إيه؛ بييري، كورين؛ إيبرت، مارك-أوليفييه؛ ماكنيل، كريستوفر؛ ستورلا، شانا جيه؛ لاكروا، كريستوف (2016-11-07). "يساهم الأكرولين بشكل كبير في الأنشطة المضادة للميكروبات وتحويل الأمينات الحلقية غير المتجانسة للريوترين" . التقارير العلمية . 6 (1) 36246. Bibcode : 2016NatSR...636246E . doi : 10.1038/srep36246 . ISSN 2045-2322 . PMC 5098142. PMID 27819285 .   
  29. ↑ تشانغ، جيانبو؛ ستورلا، شانا؛ لاكروا، كريستوف؛ شواب، كلاريسا (2018-03-07). جونسون، إريك أ. (محرر). "استقلاب الجلسرين بواسطة ميكروبات الأمعاء كمصدر داخلي للأكرولين" . mBio . 9 (1): e01947–17. doi : 10.1128/mBio.01947-17 . ISSN 2161-2129 . PMC 5770549. PMID 29339426 .   
  30. ↑ الملحق أ للجزء 136 طرق التحليل الكيميائي العضوي لمياه الصرف الصحي البلدية والصناعية، الطريقة 603 - الأكرولين والأكريلونيتريل>
  31. ↑ الطريقة 624.1 — المواد القابلة للتنقية بواسطة GC-MS>