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文献综述:有机锡含量测定

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有机锡含量测定有机锡有机锡化合物(organoti ncom pounds )通常有一烃基锡、 二烃基锡、三烃基锡和四烃基锡化合物四种类型通式为 R-SnX4 -式中R代表烃基团,可为烷基或苯基等;n表)9<烃基 数(为l 一 4) ; X可以为无机或有机酸根,或氟、氯、漠、碘、 氧等本类化合物多为油状液体或固体,具有腐败的青草气味和 强烈的刺激性密度空气大,常温下易挥发不溶或难溶于水, 易溶于有机溶剂可经呼吸道、消化道和皮肤吸收进入机体,但 三苯基锡不易透过无损皮肤主要经肾脏和消化道排出,有的可 经呼吸道、唾液、乳汁排出在农业上用作杀虫剂、杀真菌剂、 除草剂,在工业上用作电缆、油漆、造纸、木材、纺织品等的防 腐三甲基锡(trim ethyl tin,TM T)化合物大多为液态,有异味曾 被用作化学消毒剂和真菌、细菌、昆虫的杀灭剂近年来,甲基 锡作为无铅塑料稳定剂的代用品得到广泛使用,二甲基氯化锡是 主要成分,本身并无神经毒性,三甲基锡是主要的杂质之一三 甲基锡受热时易挥发,在合成及使用甲基锡稳定剂过程中,均可 发生中.早在19世纪中叶人们就已经发现了有机锡化合物,它最初是 由格式试剂与锡的氯化物反应制备的,后来又发现了金属锡与卤 代氢直接反应制备有机锡化合物的方法,并替代了前者为主要的 合成方法.20世纪40年代,各类有机锡化合物的合成与应用得到 了迅速发展。

有机锡化合物在工农业中的广泛应用却是最近几十 年的事情,其产量逐年递增,从1965年的5千吨,到19 85年即达到 4万吨,5001年侧突破了 20万吨.其用途日益广泛,目刖大约有2/3 的有机锡产品用于非毒性方面,其他的则用于生物杀伤剂.同时,一 些在环境中的有机锡化合物也对环境造成了污染,环境中的有机 锡通过食物链进入人体,其对人体的健康的影响尚需进一步研究. 近20年来,环境中有机锡的污染问题时有发生,有机锡化合物已 成为引起世界各国政府和环境保护组织普遍关注的环境污染物, 许多国家已将其列入优先污染控制的“黑名单”有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合 物通式为RnSnX(4 -n)(R为烷基或芳香基,X为无机或有机酸根、 卤素等,n可以从1到4,简称单、二、三和四有机锡化合物) 根据R的不同可分为烷基锡化合物和芳香基化合物两类其基本 结构有一取代体、二取代体、三取代体和四取代体(指R的数目)有机锡的毒性与其形态有关,毒性大小顺序为:R3SnX > R2SnX2> RS nX3 > > R4Sn ^ SnX4乙基锡毒性最大,碳链越长毒性越小 有机锡化合物多为固体或油状液体,具有腐败青草气味,不溶或 难溶于水,易溶于有机溶剂,部分此类化合物可被漂白粉或高锰 酸钾分解形成无机锡。

锡产量中的10%〜20%用于合成有机锡化 合物有机锡的商业用途极其广泛,如可作为聚合催化剂、聚氯 乙烯塑料稳定剂(如二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡)、农业杀虫 剂、杀菌剂(如二丁基锡、三丁基锡、三苯基锡)及日常用品的涂 料和防霉剂等在自然环境中,这些化合物与热、光、水、氧、 臭氧等作用会迅速分解进入生物体后,小肠或皮肤易吸收,特 别是三取代体最易被吸收,分布在肝、肾和脑部体内以肝为主 的微粒体药物代谢酶系统脱烷基、脱芳香基的速度很快三取代 体的生物学半衰期为3〜11d,经脱烷基化成为二取代体、一取代 体而难以通过脑-血液关卡,在脑内留存时间稍长三丁基锡和三 苯基锡对昆虫、细菌、藻类等的毒性大三甲基锡和三乙基锡对 哺乳动物毒性大碳元素增多其毒性降低,故三丁基锡和三苯基 锡常用于农药和渔具防污剂,增大了向环境的释放量目前在海水中均发现了有机锡化合物的存在相对于海水、 纺织品来讲,食品中有机锡化合物的研究相对较少,本文对近年 来食品中有机锡化合物前处理方法及测定方式的研究状况进行概 述,旨在建立化学分离和灵敏有效的分析方法,严格控制食品中 有机锡化合物的含量1有机锡在塑料稳定剂的应用有机锡化合物最主要的应用是作为聚氯乙烯(pvc)塑料稳定剂。

PVC分子中存在不饱和键,支化点和引发剂的残基等受热会分 解,形成共轭多烯结构,随时间的延长而颜色加深,因此,聚氯 乙烯加工时必须加入稳定剂有机锡问第几能中和PVC热解所 脱出的HCL,置换PVC分子中的活泼氯,与双烯加成,破坏过氧 化物,进而抑制PVC的分解氧化作用与铝,镉稳定剂相比,有 机锡稳定剂具有单位剂量有效性高,与PVC相容性好,初期着色 性低,硫化污染少,透明度等优点,更重要的是,其毒性明显低 于铝,镉稳定剂,特别是其辛基系列稳定剂几乎完全没毒,美国 FDA,西欧BGA和BPF,日本JHPA都已经批准辛基有机锡稳定 剂可用于食品包装材料的稳定剂经年来,为了减少有机锡稳定 剂的挥发性,阻止迁移或滤出,进一步降低毒性,以扩大其在PVC 制品中的应用范围,人们又开发了有机锡稳定剂的高分子化技术 通过缩聚反应使有机锡化合物自身高分子化或者通过加聚反应, 使不饱和锡化合物均聚或与其他单体进行共聚,以制备聚合性稳 定剂有机锡化合物在农业的应用有机锡化合物用于农业中主要作为杀螨剂和杀菌剂早1929年已 发现有机锡化合物有生物毒性,但直到6O年代才用于杀虫杀 菌1982年世界有机锡农业用量为1. 0〜1. 1Y /吨,l991 年约为2万吨,占有机锡化合物总摄的10〜15 %,作为农药的 有机锡主要是三烃基锡衍生物。

三烃基锡衍生物的生物毒性取 决于R基团,与负性基团X关 系不大三烃基锡衍生物成功地 用作农药,一是药效高,如毒菌锡的用量只要含铜杀菌的1 / 10, 另一个特点是没有残毒三烃基锡在自然环境中和哺乳动物体肉, 受紫外线微生物作用下容易降解,生成硫酸盐或氧化物(或氢氧 化物),最终生成无毒性氧化锡薄层色层分析法,三苯基氢氧 化锡与土壤混合(80m g / kg 土 )-,经3〜10天消失三苯基氯 化锡进入动物体内后很快脱去烃基,从大小便中排 出目前为 止,过有机锡农药的农地均未造成污染, 世界卫生组织机构已 宣布兰苯基锡化合物为安全农药目前主要用作农药的三烃基 锡防污涂料海洋建筑物与船舶的污损问题主要是由海洋污损生物造成的,目 前海洋污损生物已达4000 — 5000种1973年船舶工业由于污损 生物而造成的损失已超过lo亿美元,使用防污涂料可以很好地解 决这一问题20世纪60年代以前主要使用氧化铜涂料,自60年 代有机锡的防污特性被发现以后,有机锡特别是三丁基锡涂料得 到越来越广泛的应用作为海洋防污涂料的主要活性成分,由于 有机锡防污涂料耗费少、效果佳,在之后的10年中备受涂料用户 的青睐。

有机锡防污涂料与氧化铜相比,有机锡的有效期更长, 可达3年以上,防污效果也更好但是虽然有机锡化合物对多种 海洋污损生物具长期有效的杀生效果,但是它们也会影响许多非 目标生物,特别是在有大量船只停泊的海区(如海港、船坞等)更 是如此有机锡的危害有机锡化合物最初是作为PVC的稳定剂开发的,后来作为生物杀 伤剂使用,年产量在一直增加烷基锡分类,有单锡型(R SnX3), 二锡型(R 2S nX2),三锡型(R 3S nX),四锡型(R 4S n) ; R为烷基或芳 香基同锡共价结合;X表示C-Sn以外与锡结合的无机或有机的其 它基团,其生理活性按R3S n > R4S n > R2SnX > R3S nX顺序排列 其中R链的长短与生理活性有极大关系,R为丁基或丙基时生理 活性最强,R比其大或小生理活性都减弱,另外,三锡中R为非 对称型R1R 2R 3S nX时,各烷基的碳数的总和为9〜12时具有最 大生理活性三苯锡仅次于三丙基锡,三丁基锡的生理活性X 及其离子置换基置换后对生物LD50几乎不变有机锡由于溶液 pH值、溶剂的种类和自身的结构,可能容易被其他基团置换同 时也不能忽视给与有机锡的溶解度,潮解性的影响。

另外,X可 为卤素,高级脂肪酸盐、顺丁烯二酸单酯盐(马来酸单酯盐)、巯 基乙酸酯、巯醇衍生物或变为二丁基三丁基锡氧化型单丁基锡给予哺乳动物的生理作用是极弱的,二丁基锡对皮 肤、粘膜、消化道有强烈刺激,经口投给时引起腹泻和肠炎,还 会引起胆管损伤和胸腺萎缩一般从肠道吸收不足20%用三丁 基锡混合饲料对小鼠进行急性试验会发现体重减轻、食欲不振, 腹泻、肝损害和肠道、肾出血,还可引起脑的灰白质髓部水肿 三苯基锡虽比烷基锡毒性弱,但用大鼠经口的急性试验也观察到 体重下降、腹泻和食欲不振、鼻出血、后肢麻木和红血球减少 四丁基锡发现其生理作用需时间长,这"是因为需经生物体内代 谢变为三丁基锡后方能呈现毒性,所以其毒性比三丁基锡弱二 丁基锡、三丁基锡、三苯基锡及二(三丁基锡)氧化物对大鼠经口 的 LD50 分别为 100 〜150,125,148 〜234,125 〜491 m g/kg单烷基锡化合物的用途比较有局限,丁基锡的硫化物仅用于 PVC的稳定剂,二丁基锡具有化学反应活性,故作为PVC膜、塑 料制品的稳定剂或聚合时催化剂,二丁基锡和硫丁基锡是通用品 另外,利用三烷基锡化合物对生物有特殊活性,用于轮船底部涂 料、防止甲壳类生物、海藻等附着,又由于养殖渔业使用二(三丁 基锡)的氧化物即(TBTO)后,使海洋污染,再转移给鱼贝类而形 成残留问题。

日本的环境厅于1983年对水质和底质进行广泛调 查,发现环境中有残留,所以从1985年开始用生物监视系统进行 监视,阐明鱼类,特别内海湾的鱼类有广泛的残留厚生省从鱼 类的安全性考虑于1984年成立了 “食品中的TBTO的安全性评价 委员会”,并于1985年4月公布,该委员会根据许多国内外的文 献推荐TBTO的暂时一日允许摄入量为每日1.6四g/kg,这一参考 值具有充分的安全性除此之外,三环己基羟基锡作的农药对蝉有强的杀虫效果 在日本用于梨、苹果,其残留的标准值为2 mg/kg以下因为三苯基锡化合物对皮肤有刺激性,经皮肤能吸收,根据 “含有有害物质的家庭用品的规定”不可使用于尿布、内衣等纤维 制品、家庭用涂蜡、制作涂料的油等中到如今烷基锡化合物引起多起中毒,其中最有名的为1954 年在法国用于治疗皮肤化脓很有效的Stallion药物,这种药物中 含有作为不纯物的10%三乙基锡碘化合物,有1000人服用这种药 物,有约100人死亡,其中毒事件原因物质就是三乙基锡欧盟对有机锡的限制有机锡化合物的限制,欧盟之前已经先后发布过89/6 77/EE C、1 999 /51 /E C和200 2/6 2/E C,规定有机锡混合物用作游离缔合的 涂料(free asso cia tion paint )中的生物杀灭剂时,不能在市场 上销售。

此次修订是在原有76/769 /EE C指令附录I第21条的基 础上,增加了以下条款的内容:4. 三取代有机锡化合物20 10年7月1日起,物品中不得使用锡含量超过0.1 wt%的 三取代有机锡化合物,如三丁基锡(TBT)和三苯基锡(TPT)5. 二丁基(DBT)化合物20 12年1月1日起,向公众供应的混合物或物品中不得使用 锡含量超过0. 1 wt%的DBT化合物以下向公众供应的物品或混合物可以在20 15年1月1日前 不受此限制:单组分和双组分室温硫化(RTV)密封剂(RTV -1 和RTV -2密封剂)和黏合剂;作为催化剂的物品,其油漆和涂层含DBT化合物;软聚氯乙 烯(PVC)型材,不管其本身就是软的还是与硬PVC共同挤压; 户外用的织物,其表面用含DBT化合物的PVC覆盖作为稳定剂;用于户外雨水的管、排水沟和器具,以及屋顶和侧墙的覆盖 材料该规定也不适用于欧洲议会和理事会20 04年10月27日 关于与食品接触的材料和物品的条例(EC) No 1935 /20 04中规管 的材料和物品6. 二辛基(DOT)化合物20 12年1月1日起,向公众供应或由公众使用的下列物品中, 不得使用锡含量超过0.1 wt%的DOT化合物:设计为与皮肤接触的纺织品;手套;设计为与皮肤接触的鞋或鞋上的相应部位;墙和屋顶覆盖物;儿童护理用品;女性保洁产品;尿布;双组分室温硫化模具(RTV -2模具)。

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