四、苯的氨基和硝基化合物

苯环上一个或几个氢原子被氨基(NH2)或硝基(NO2 )取代而生成的一类衍生物。氨基或硝基亦可与卤素(主要是氯和溴)烃基(甲基、乙基等) 或羟基共存于苯环上,因此,可以形成很多种化合物。但最基本的化合物是苯胺和硝基苯。

(一)理化特性和主要接触作业

苯的氨基、硝基化合物大多属于沸点高、挥发性低的液体或固体,难溶或不溶于水,易溶于脂肪和有机溶剂。

苯的氨基、硝基化合物是化工生产的重要原料或中间体。广泛应用于染料、炸药、农药、橡胶、塑料、油漆、合成树脂、合成纤维等工业。苯胺还应用于制药工业,三硝基甲苯作为炸药广泛应用于国防、采矿、开掘隧道。

(二)毒理

  1. 吸收、代谢和排出这类化合物大多为脂溶性的,故易经皮肤吸收。气温升高、皮肤出汗时吸收更为迅速。有的化合物以粉尘或蒸气形态存在于空气中,亦可经呼吸道吸收。

进入体内后,氨基化合物被氧化,硝基化合物被还原,两者最终大部分转化为水溶性代谢物而经尿排出。仅少量以原形经尿排出。苯胺和硝基苯在体内的转化过程见图 4-7。三硝基甲苯(trinitrotoluene,TNT)在体内的代谢过程迄今尚未完全清楚。一般认为,进入体内的三硝基甲苯,一部分以

原形,另一部分还原成氨基类代谢物(主要为 2,6-二硝基-4-氨基甲苯)经尿排出。

工人尿中对氨基酚、对硝基酚含量可分别反映接触苯胺和硝基苯的程度。尿中 2,6-二硝基-4-氨基甲苯含量则可反映接触三硝基甲苯的程度。

  1. 中毒机制这类化合物种类很多,它们对机体都有一定的毒性作用,有共同的特点,也有其各自较为突出的方面,如硝基苯对神经系统的损害比较明显,三硝基甲苯能

四、苯的氨基和硝基化合物 - 图1

产生严重的肝损害和晶体病变,而联苯胺及β-萘胺则可致膀胱癌等。就其毒性而言,一般取代的氨基或硝基的数目愈多,则毒性也愈大。现将其共同的几项主要毒作用分述如下:

  1. 形成高铁血红蛋白:这是这类化合物的主要毒作用之一,以苯胺和硝基苯为最典型。在正常情况下,血红蛋白内含有二价铁(Fe2+),能与氧结合成氧化血红蛋白,故有携带氧的功能。当苯胺等毒物进入血液后,则可使血红蛋白的二价铁,氧化成三价铁并与羟基牢固结合而不易分离,这样就不能把氧释放到组织中去,同时也阻止了氧与血红蛋白的结合,使血红蛋白的运氧功能受到影响而造成机体组织缺氧。因为血红蛋白分子内只要有一个三价铁(Fe3+)存在,就可使其他二价铁对氧的亲和力大大加强,使氧不能从血红蛋白中转移到组织中去。形成高铁血红蛋白(metahemoglobim)的机制尚不十分清楚,这类化合物中多数为间接高铁血红蛋白形成剂,即在体内需经生物转化形成某些中间产物后才有此作用;仅有少数如对氯硝基苯、对氨基酚等才直接形成高铁血红蛋白。一般认为,苯胲和苯醌亚胺都有较强的高铁血红蛋白形成能力,这些代谢产物在高铁血红蛋白形成过程中有一定作用。这类化合物形成高铁血红蛋白的能力差异很大,以猫做出的实验为例, 苯胺比硝基苯大两倍左右,邻二硝基苯比苯胺小,而间二硝基苯比苯胺大两倍,对二硝基苯则相当于苯胺的 20 倍以上。此外,有些品种如二硝基酚、联苯胺等则不能形成高铁血红蛋白。体内已形成的高铁血红蛋白可被重新还原,故停止接触后或经积极治疗,可以逐渐恢复。

  2. 溶血作用:苯的氨基、硝基化合物在体内经生物转化而形成的氧化性中间物,可使还原型谷胱甘肽减少,从而引起红细胞膜破裂而溶血。此外, 这些氧化性中间物还可作用于球蛋白分子中的巯基,使球蛋白变性,形成沉淀物而出现于红细胞中,即“变性球蛋白小体”,亦称赫恩滋小体(Heinz body)。含该小体的红细胞极易破裂,这是溶血的又一原因。赫恩滋小体是

直径 1~2μm 的折光颗粒,圆形或椭圆形,常位于红细胞边缘,也可在浆内见到,多为 1~2 个。它出现的多少和早晚,常与毒物性质和中毒的严重程度有一定联系。

  1. 肝损害:有些苯的氨基、硝基化合物可引起中毒性肝病。此外,由于溶血而致大量血红蛋白及含铁血黄素等可沉积于肝,而继发肝损害,但较易恢复。

  2. 泌尿系统损害:接触某些苯的氨基化合物后部分人可出现急性化学性膀胱炎,表现为尿急、尿频、排尿后烧灼感等。邻、对甲苯胺可引起出血性膀胱炎。急性中毒者还可有肾实质损害,出现蛋白尿、血尿、少尿,甚至尿闭等。这种肾损害也可能是继发于溶血。

  3. 皮肤损害和致敏作用:有些苯的氨基和硝基化合物对皮肤有刺激或致敏作用。如对苯二胺、二硝基氯苯、对亚硝基二甲基苯胺等,可引起接触性皮炎和过敏性皮炎。一般在接触后数日至数周后发病,脱离接触和适当治疗后皮损可痊愈。此外,个别过敏体质者,接触对苯二胺、二硝基氯苯后,还可发生支气管哮喘。

  4. 致癌作用:目前公认有致癌作用的氨基和硝基苯衍生物有α-萘胺、β-萘胺、联苯胺等。

  5. 晶体损害:三硝基甲苯、二硝基酚等可引起中毒性白内障

(toxiccataracta),毒物经血液进入晶状体后,使晶状体发生混浊。

(三)临床表现和诊断

  1. 苯的氨基和硝基化合物(不包括三硝基甲苯)
  1. 急性中毒:临床表现以高铁血红蛋白症、溶血性贫血或肝损害为主。1988 年我国卫生部颁布的诊断分级标准如下:1)轻度中毒:口唇、耳廓、舌及指(趾)甲轻度紫绀,可伴有头晕、头痛、乏力、胸闷。高铁血红蛋白含量在 10%~30%,一般在 24 小时内恢复正常。
  1. 具备以下任何一项者,可诊断为中度中毒:皮肤、粘膜明显紫绀,可出现心悸、气短、食欲不振、恶心、呕吐等症状,高铁血红蛋白含量在 30%~ 50%之间;轻度溶血性贫血,赫恩滋小体可高于 20% ;化学性膀胱炎。

  2. 重度中毒:具备以下任何一项者,可诊断为重度中毒:重度紫绀,皮肤、粘膜呈铅灰色,出现意识障碍,高铁血红蛋白含量高于 50% ;严重溶血性贫血,赫恩滋小体可高于 50%;较严重的肝、肾损害。

  1. 慢性中毒
  1. 慢性轻度中毒时有明显的持续性的神经衰弱综合征,植物神经功能失调。肝肿大,肝功能异常,消化功能紊乱。轻度贫血,白细胞可能降低,可能查见变性球蛋白小体,网织红细胞增加。

  2. 慢性严重中毒时,出现明显贫血,肝损害。

  1. 三硝基甲苯急性中毒以肝和血液的改变为主;慢性中毒时则以肝及眼晶状体改变为主要表现,常伴有神经衰弱综合征及消化系统症状,偶有贫血或白细胞数减少。在生产条件下,以慢性中毒多见,急性中毒很少见。1982

    年我国卫生部颁布的慢性三硝基甲苯中毒诊断分级标准如下:

  1. 观察对象:具有下列二项之一者可列为观察对象:①眼晶状体改变。彻照法检查,晶状体周边部有点状暗影。裂隙灯显微镜检查,晶状体周边部有较多的散在细点状混浊,皮质尚透明。②肝肿大。肝下缘在右销骨中线肋缘下 1.0cm 以内,质地及肝功能均有可疑改变,或血液系统有可疑改变。

  2. 轻度中毒:具有下列情况之二种时,可诊断为轻度中毒:①眼晶状体改变呈一期或二期。一期改变是指彻照法检查,晶状体周边部有环状暗影, 环为多数楔形混浊连接而成,楔底向周边,尖端指向中心,但不超过晶状体半径的三分之一;裂隙灯显微镜检查,混浊为多数大小不等的灰黄色细小点聚集而成,周边部混浊位于前后皮质和成人核内,皮质透明度降低。二期改变是指晶状体周边部混浊范围不超过晶状体半径三分之二。少数病例可在中央部出现相当于瞳孔直径大小的完全或不完全的环状混浊,此混浊位于前成人核和前皮质内。②肝质度达二度,可有触痛,肝下缘达到或超过锁骨中线肋缘下 1.0cm,并有肝功能试验异常。或肝功能试验无异常,而肝下缘已达到或超过锁骨中线肋缘下 1.5cm。③贫血或白细胞数减少。

接触较高浓度三硝基甲苯的工人,如仅有明显肝损害,并已排除病毒性肝炎或其他肝疾病时,可诊断为三硝基甲苯中毒性肝病。如仅有眼晶状体一期或二期改变,可诊断为三硝基甲苯白内障一期或二期。

  1. 重度中毒:在轻度中毒的基础上,出现下列情况之一种时,可诊断为重度中毒:①眼晶状体改变达三期。三期改变是指晶状体周边部混浊超过晶状体半径三分之二以上,中央部有致密点状混浊或盘状混浊,视功能(视力和视野)受到明显影响。②肝硬化。③再生障碍性贫血。

(四)急救与治疗

  1. 急救迅速将患者移至空气新鲜处,脱去被污染的衣服,并注意保暖。如皮肤也被污染,立即用肥皂水和清水(勿用热水)彻底清洗。按内科急救原则对症处理。

  2. 治疗高铁血红蛋白症的首选药物是美蓝(methylene blue),以 1%溶液 5~10ml 加到 20ml25%葡萄糖溶液中,静脉注射。必要时重复给药。静注葡萄糖时加入大剂量维生素 C,也有助于高铁血红蛋白的还原。

慢性中毒时针对神经衰弱综合征、贫血及中毒性肝损害等,给予对症治疗。