Толуилендиизоцианаты
M = 174,15
Применяются главным образом для получения полиуретанов. Часто применяется смесь 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианатов (десмодур Т).
Получаются конденсацией 2,4-, 2,5- и 2,6-толуилендиаминов с фосгеном в хлорбензоле.
Физические и химические свойства. Т. кип. десмодура Τ 124—126° (18 мм рт. ст.), плотн. 1,228. Щелочами гидролизуется с образованием ароматических диаминов; разлагается конц. H2SO4. При нагревании пластмасс, содержащих толуилендиизоцианаты, до 100° в течение 3 ч в воздухе экспериментальной камеры определяли 0,0003 мг/л толуилендиизоцианата и 0,0072 мг/л CN– [16, с. 285].
Общий характер действия. Сильно раздражают дыхательные пути; вызывают астмоподобные заболевания с дальнейшим хроническим поражением легких. Вызывают сенсибилизацию у животных и человека. Раздражают и, вероятно, сенсибилизируют кожу. Нарушают углеводный, липоидный обмен, окислительные процессы. Считают, что пары вызывают более диффузные, а аэрозоли — более очаговые поражения глубоких дыхательных путей. Аллергический характер действия толуилендиизоцианатов (и вообще изоцианатов) иногда оспаривается. У морских свинок тесты с преципитацией и гемоагглютинацией антител были отрицательны. Опыты на крысах не подтвердили, что образование антител — непременный фактор в токсическом действии толуилендиизоцианатов (Stevens, Palmer; Thomson et al.). Однако обнаружены специфические антитела в сыворотке людей, имевших контакт с изоцианатами (толуилендиизоцианаты и др.). Комплексы толуилендиизоцианатов с белками сыворотки человека вызвали трансформацию лейкоцитов у лиц, подозреваемых в развитии сенсибилизации к толуилендиизоцианатам (Lapp). Из 200 рабочих производства полиуретанов с применением толуилендиизоцианатов у 1/3 подтвержден аллергический характер заболевания, а у 20% обнаружены антитела к толуилендиизоцианатам (Венецкая). Повышенная влажность воздуха ослабляет токсичность толуилендиизоцианатов, частично превращая его в производное мочевины (Dyson, Hermann).
Острое отравление. Животные. Вдыхание толуилендиизоцианатов вызывает кашель, слезотечение, затруднение дыхания, рвоту, вялость. У убитых и погибших животных — поражение слизистой верхних дыхательных путей, бронхиты, бронхопневмонии, отек легких. При введении в желудок — повреждение слизистой желудка и кишечника. При экспозиции 2 ч для белых крыс ЛК100 = 0,4÷0,77 мг/л (Филатова и др.), но по данным Treon et al., такая концентрация переносится в течение 6 ч, а смерть при 6-часовом воздействии вызывает только концентрация 4,3 мг/л (расч.). После 10-кратного вдыхания 2,4-толуилендиизоцианата 0,007 мг/л погибло 75% крыс, но половина животных перенесла воздействие 0,0036 мг/л в течение 24 дней. У морских свинок слизистая дыхательных путей очень быстро поражается, возникающие воспалительные и грануломатозные изменения способствуют закупорке дыхательных путей и, возможно, вместе с некоторым бронхоспазмом вызывагот астмоидную одышку, а затем глубокие изменения в легких даже в отдаленные сроки. У кроликов однократное 2-часовое вдыхание 0,07—0,12 мг/л вызвало лишь преходящее раздражение слизистых оболочек, вялость; при 40-минутном вдыхании 0,005 мг/л — небольшие колебания скорости развития рефлекторного мышечного напряжения (Филатова и др.; Henschler et al.; Friebеl, Lüchtrath).
Человек. Запах ощущается при 0,0002—0,003 мг/л, раздражающее действие — в пределах 0,0003—0,0036 мг/л и даже при 0,00007 мг/л, а изменения биоэлектрической активности мозга регистрируются при однократном воздействии 0,00005 мг/л (Чижиков; Brugsch, Elkins). Обычно после короткого срока работы с толуилендиизоцианатами и вдыхания паров или тумана — раздражение слизистых, а при продолжающемся воздействии — плохое самочувствие, чувство стеснения в груди, одышка, рвота, кашель, повышение температуры, тяжелые астматические приступы; в иных случаях — рвота, лихорадка, боли в подложечной области. Через сутки — резкая одышка с затрудненным выдохом, цианоз, учащение пульса, повышенная температура (до 40°). В легких — хрипы, бронхит, затемнения на рентгенограмме, картина напоминает отек легких. В тяжелых случаях — сердечно-сосудистая слабость, наклонность к коллапсам. После тяжелых или повторных отравлений — длительные бронхиты и пневмонии, астматические приступы, астматические бронхиты, иногда с эозинофилией. Быстро уменьшается жизненная емкость легких. В особо неблагоприятных случаях — дыхательная и сердечная недостаточность, приводящая к смерти или инвалидности (астма, эмфизема «легочное сердце»). Из зарегистрированных 100 случаев заболевания четыре закончились смертью (Baader). Нередко после первого приступа развивалась повышенная чувствительность: болезнь вспыхивала сразу после возвращения на работу.
Явления отравления возникают как в короткие, так и в отдаленные сроки после однократного вдыхания (от 30 мин до 3 недель), а последствия в виде фиброза, эмфиземы и сниженной жизненной емкости легких сохраняются долго. В первое время после начала применения толуилендиизоцианатов частота острых заболеваний была значительна. По данным Fuchs, Valade; Walworth, Virchow, даже при концентрации толуилендиизоцианатов в воздухе 0,016 мг/л зарегистрировано 83 случая заболеваний через 3—4 недели после начала работы в цехе. В 54 случаях это было острое воспаление верхних дыхательных путей, в 11 — трахеиты, в 9 — бронхиты, в 9 — бронхиальная астма. В другой группе из 54 рабочих, соприкасавшихся с изоцианатами до 2 лет, у 18 установлены кашель, часто судорожного, спазматического характера, желудочно-кишечные расстройства, одышка, потеря аппетита, кожные поражения.
При концентрации толуилендиизоцианатов не свыше 0,00007 мг/л 12 человек работали 3 недели по 8 ч в день без всяких жалоб, но повышение концентрации до 0,0005 мг/л вызвало типичный тяжелый кашель и одышку в течение первой недели. Снижение концентрации до 0,00007—0,0002 мг/л сделало возможным продолжение работы без осложнений в течение 3,5 месяцев наблюдения (Нагла). По Филатовой и пр., работа при концентрациях толуилендиизоцианатов 0,00001—0,005 мг/л (в воздухе еще хлорбензол и фосген) вызывала жалобы на головную боль к концу смены, раздражение слизистой глаз и горла, быстро исчезавшие при удалении из помещения.
Острые отравления имели место при горении поролона. Они характеризовались, помимо поражения дыхательных путей, головокружением, судорогами, болезненностью по ходу нервов конечностей, потерей сознания в тяжелых случаях и повторяющимися астматическими приступами. Возможно, имело место также токсическое действие HCN и СО (Рыжкова). Массовые случаи острых отравлений возникли при пайке электрических изделий с изоляцией, содержащей толуилендиизоцианаты (Dermod, Paisley). Типичные случаи острых конъюнктивитов, ринитов, загрудинных болей, экспираторной одышки наблюдались при работе с десмодуром Т. Явления стихали после прекращения контакта, но даже при попытке вдыхания самых малых концентраций провоцировались приступы бронхиальной астмы. За 2 года отмечено 63 случая бронхиальной астмы при работе с десмодуром Т (Mantz et al.).
Хроническое отравление. Животные. У собак во время 4-месячной затравки концентрацией 0,01 мг/л в момент экспозиции — кашель, слезотечение, беспокойство, но без астматических приступов. На вскрытии убитых животных — трахеиты, бронхиты, полнокровие легких ([18, с. 136]; Treon et al.; Swensson et al.). В результате вдыхания по 6 ч в день 5 раз в неделю 0,00071 мг/л (всего 58 раз) пала часть морских свинок и кроликов, но ни одна из крыс. Изменения в дыхательных путях возникали спустя разные сроки после прекращения вдыхания
(Niewenhuis et al.). Круглосуточное вдыхание (84 дня) 0,002 и 0,0002 мг/л сопровождалось у крыс отставанием прироста массы тела, повышением активности холинэстеразы крови и нарушением соотношения ее белковых фракций. После 7 месяцев вдыхания 0,0005 мг/л в легких — фиброзная реакция (Чижиков; Архипов и др.).
Человек. При обследовании рабочих (в воздухе производственного помещения кроме толуилендиизоцианатов фосген и хлорбензол; концентрации толуилендиизоцианатов 0,0007—0,0085 мг/л, при более высоких — до 0,018 мг/л — работа производится в противогазах) выявлены хронические бронхиты; вегетативно-сосудистые дистонии, токсические гепатиты с нарушением белкового и жирового обмена, наклонность к снижению числа лейкоцитов и тромбоцитов и моноцитозу. Развитие аллергии к толуилендиизоцианатам подтверждалось положительными кожными тестами (Филатова и др.; [18, с. 137]; Титова). К концу смены — снижение жизненной емкости легких при концентрации толуилендиизоцианатов до 0,00014 мг/л. Это снижение не восстанавливалось к утру или после выходного дня. С увеличением стажа уменьшение жизненной емкости легких прогрессировало, особенно у лиц с выраженными явлениями (кашель с мокротой и т. д.) (Adams; Peters).
У работающих в производстве полиуретанов, уретановых каучуков и использующих их выявлена аллергическая природа приступов удушья и хронического поражения дыхательных путей. У половины обследованных — повышение β- и γ-глобулинов в сыворотке крови, наклонность к моноцитозу. При повышенных концентрациях толуилендиизоцианатов положительные кожные пробы получены у 69% обследуемых, у них также хронические конъюнктивиты, астмоидные бронхиты, случаи бронхиальной астмы. В производстве уретановых каучуков (концентрация толуилендиизоцианатов от 0,0 до 0,0006 мг/л, кроме того, этиленгликоль, 1,4-бутандиол в низких концентрациях) наиболее часты жалобы на головную боль, сонливость, резь в глазах, утомляемость, повышенную чувствительность к запаху толуилендиизоцианатов. Объективно: снижение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, ретикулоцитоз. У большинства повышенное содержание метгемоглобина и тельца Гейнца к концу смены, Расстройства вегетативно-сосудистой регуляции. Нарушение белковообразовательной и жиролипоидной функций печени; высокое содержание холестерина в крови в молодом возрасте. У некоторых — понижение чувствительности роговицы, изменения сосудов глазного дна. Непереносимость алкоголя, ангиоспазмы сосудов конечностей ([18, с. 137; 47, с, 108; Венецкая; Филатова и др.). Возможно, что в определенные моменты (нагрев) в воздухе могла присутствовать HCN (Бойцов, Слащилина). В США при концентрации толуилендиизоцианатов в воздухе 17 обследованных предприятий 0,0—0,0005 мг/л за последние 2 года новых случаев заболевания не регистрировалось, но однажды сенсибилизированные рабочие не могут вернуться на работу (Pakov, Baier).
Действие на кожу и глаза. Животные. Нанесение на кожу морских свинок 10% раствора толуилендиизоцианатов в диметилфталате вызывало раздражение кожи и развитие сенсибилизации (Кондратьев, Мустаев). При наложении на кожу кроликов чистого толуилендиизоцианата. в дозе 16 г/кг — глубокие повреждения кожи, приводившие к гибели без уловимого изменения внутренних органов. Одна капля толуилендиизоцианата, введенная в глаз кролика, вызывала немедленно воспаление.
Человек. Кожные поражения отмечались у работников лабораторий и у рабочих соответствующих цехов, в ряде случаев с развитием сенсибилизации; при большом стаже работы с десмодуром Т — аллергические дерматиты (Артамонова, Чередник; Тrеоn et al.; Swensson et al.).
Неотложная терапия. Свежий воздух. Освобождение от загрязненной одежды. При попадании на кожу — обмывание теплой водой с мылом. При попадании в глаза — обильное промывание 2% раствором двууглекислой соды, растительным маслом или водой. При раздражении закапать 0,5—1% раствора дикаина. При остром аллергическом конъюнктивите — закапывание адреналина (1 : 3000) или эфедрина (3% раствор) 4 раза в день и 0,25—0,3% раствора ZnSO4. При раздражении слизистых дыхательных путей — полоскание носоглотки 1—2% раствором соды. Паровые щелочные ингаляции, ингаляция аэрозолей новокаина (2% раствор). Питье теплого молока с содой или щелочной минеральной водой. При астмоидных бронхитах для устранения бронхоспазма в ингаляционные смеси добавляют эуфиллин, эфедрин. Для купирования приступа бронхиальной астмы подкожно — 1 мл 0,1% раствора атропина или 0,5—1 мл 0,1% раствора адреналина или 1 мл 0,2% раствора платифиллина. Рекомендуется также ингаляция 0,05% высокодисперсного аэрозоля димедрола (Ашбель). При явлениях цианоза и других признаках повышения уровня метгемоглобина в крови дать аскорбиновую кислоту (0,5 г), витамин В6 (0,05 г) и никотиновую кислоту (0,05 г). Покой, тепло. Госпитализация. При острых дерматозах — влажные повязки со свинцовой водой, буровской жидкостью (1 : 20); при менее выраженной экссудации — с цинковой болтушкой, в дальнейшем кремы или паста с глюкокортикостероидами (фторокорт, синалар, локакортен и др.).
Предельно допустимая концентрация толуилендиизоцианатов 0,05 мг/м3 [45б].
Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующий противогаз марки В с дополнительным слоем угля марки АГ-4 (Ардашева и др.). Возможно использование противогаза марки БКФ с фильтром. При наличии аэрозоля — респираторы типа РУ-60, У-2К с соответствующими фильтрами. При опасности высоких концентраций — изолирующие шланговые противогазы ПШ-1, ПШ-2 и др. Специальные фильтры для улавливания и разрушения толуилендиизоцианатов описали Erlicher, Pilz. Защитные герметические очки, перчатки из натурального каучука, найлона и др., нарукавники. Спецодежда — комбинезоны из хлопчатобумажной или грубошерстной ткани. При опасности контакта с жидкими продуктами — комбинезоны из изолирующих материалов на основе СК. Рекомендуется выдача нательного белья. Возможно частая стирка спецодежды и ежедневная — белья. Силиконовые защитные мази; мытье рук поверхностно-активными веществами в смеси со спиртом. Ожиряющие смазки после каждого мытья и после работы. Немедленное смывание толуилендиизоцианата, попавшего на кожу, водой или спиртом и смена одежды. При попадании толуилендиизоцианатов в глаза — обильное промывание водой. Материалы, содержащие толуилендиизоцианаты или полиизоцианаты (клей ПУ-2), попавшие на кожу, рекомендуют снять мягкой ветошью, промыть загрязненный участок спиртом или ацетоном [53].
Ознакомление рабочих с опасностью паров, тумана и пыли толуилендиизоцианатов. Проведение всех операций в герметизированной аппаратуре; по возможности, не нагревать толуилендиизоцианаты выше 25°. Для освобождения аппаратуры от толуилендиизоцианатов применять водяной пар, быстро гидролизующий толуилендиизоцианаты, продувать аппаратуру до открывания. Пролитый или просыпанный продукт смывать при уборке горячей водой, 5—10% раствором аммиака, изопропиловым спиртом (соблюдая меры индивидуальной защиты). Уборочный материал и сам продукт не сжигать, так как выделяется белый ядовитый дым толуилендиизоцианатов (Филатова и др.). Вентиляция местная и общая, в том числе и мест хранения толуилендиизоцианата, содержащих его продуктов, полуфабрикатов и т. д. Систематический контроль за концентрацией толуилендиизоцианата в воздухе. Пневмо- или вакуумтранспорт толуилендиизоцианата и полупродуктов. Применение в известной степени заполимеризованного толуилендиизоцианата. Маркировка тары с толуилендиизоцианатом и содержащими его лаками, клеями и т. п. надписями «Осторожно»; «Вдыхание паров опасно» и т. д. Предварительные и периодические медицинские осмотры 1 раз в 12 месяцев [37]. Рекомендуется систематическое наблюдение за вентиляционной функцией легких (жизненной емкостью). См. также «Правила и нормы техники безопасности и промышленной санитарии для проектирования, строительства и эксплуатации производства диизоцианатов», М., Госхимиздат, 1963; «Санитарные правила организации работ по напылению жесткого пенополиуретана», М., 1974. Специальный рацион питания (№ 4) в производстве толуилендиизоцианатов и всех других диизоцианатов.
Определение в воздухе. Колориметрический метод основан на сочетании диизоцианатов с ароматическими аминами — см. Тубина; Marcali.
Вызывает гибель крыс после 6-кратного введения с водой дозы 5 мг в сутки, а также развитие желтухи 1,4-фенилендиизоцианат (Selye, Szabo).