El carbamato de etilo (también llamado uretano ) es un compuesto orgánico con la fórmula CH 3 CH 2 OC (O) NH 2 . Es un éster de ácido carbámico y un sólido blanco. A pesar de su nombre, no es un componente de poliuretanos . Debido a que es un carcinógeno , se usa poco, pero se forma naturalmente en pequeñas cantidades en muchos tipos de alimentos y bebidas fermentados.
Nombres | |
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Nombre IUPAC preferido Carbamato de etilo | |
Otros nombres Éster etílico del ácido carbámico, uretano, etiluretano | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
3DMet | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
DrugBank | |
Tarjeta de información ECHA | 100.000.113 |
Número CE |
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KEGG | |
Malla | Uretano |
PubChem CID | |
Número RTECS |
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UNII | |
un numero | 2811 |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 3 H 7 N O 2 | |
Masa molar | 89,094 g · mol −1 |
Apariencia | Cristales blancos |
Densidad | 1.056 g cm −3 |
Punto de fusion | 46 a 50 ° C (115 a 122 ° F; 319 a 323 K) |
Punto de ebullición | 182 a 185 ° C (360 a 365 ° F; 455 a 458 K) |
0,480 g cm −3 a 15 ° C | |
log P | -0,190 (4) |
Presión de vapor | 1,3 kPa a 78 ° C |
Acidez (p K a ) | 13.58 |
2,59 D [1] [2] | |
Peligros | |
Principales peligros | Nocivo si se ingiere Puede causar cáncer. |
Clasificación de la UE (DSD) (desactualizada) | T |
Frases R (desactualizadas) | R45 |
Frases S (desactualizadas) | S45 , S53 |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 1 2 0 |
punto de inflamabilidad | 92 ° C (198 ° F; 365 K) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Síntesis
Se produce industrialmente calentando urea y alcohol etílico . [3] Surge también por la acción del amoníaco sobre el cloroformiato de etilo . [4]
Usos
Aplicaciones biomédicas
El carbamato de etilo se ha utilizado como agente antineoplásico y con otros fines medicinales, pero esta aplicación terminó después de que se descubrió que era cancerígeno en 1943. Sin embargo, el uso japonés en inyecciones médicas continuó y de 1950 a 1975 se estimó en 100 millones de ampollas de 2 ml de Se inyectaron soluciones del 7 al 15% de carbamato de etilo a los pacientes como codisolvente en agua para disolver los analgésicos insolubles en agua utilizados para el dolor posoperatorio. Se estimó que estas dosis estaban en niveles cancerígenos en ratones. [5] Esta práctica se detuvo en 1975. "Esta lamentable situación médica parece haber involucrado al mayor número (millones) de seres humanos expuestos a las mayores dosis de un carcinógeno puro que se haya registrado". [6] El autor, el investigador estadounidense del cáncer James A. Miller, pidió que se realicen estudios para determinar los efectos sobre las tasas de cáncer en Japón, pero aparentemente nunca se realizó ninguno. [ cita requerida ]
Antes de la Segunda Guerra Mundial, el carbamato de etilo tuvo un uso relativamente intensivo en el tratamiento del mieloma múltiple antes de que se descubriera que era tóxico, cancerígeno y en gran medida ineficaz. [7] Según las regulaciones de la FDA de EE. UU., El carbamato de etilo se ha retirado del uso farmacéutico. Sin embargo, en los laboratorios también se utilizan pequeñas cantidades de carbamato de etilo como anestésico para los animales. [8]
El carbamato de etilo fue reclasificado como carcinógeno del Grupo 2A por la IARC en 2007.
El carbamato de etilo se utiliza con frecuencia como anestésico en experimentos con animales , y cada año se publican más de 100 estudios en animales que utilizan carbamato de etilo. [9] Una ventaja de usar carbamato de etilo es que tiene una duración de acción muy prolongada, y algunas ratas adultas permanecen anestesiadas 24 horas después de la administración del fármaco. [10] Tampoco deprime la actividad neuronal en la corteza en la misma medida que el isoflurano . [11]
Otros usos
Anteriormente, el carbamato de etilo se usaba como intermedio químico en la preparación de resinas amínicas, que a su vez se usaban como agentes reticulantes para tratamientos textiles de prensado permanente para crear tejidos de "lavado y desgaste". Otros usos incluidos como disolvente o intermediario en la fabricación de plaguicidas, cosméticos y farmacéuticos. [12]
Aparición en bebidas y alimentos
La presencia generalizada de carbamato de etilo en las bebidas alcohólicas se descubrió a mediados de la década de 1980. Para aumentar la conciencia pública sobre este tema, el Centro de Estados Unidos para la Ciencia en el Interés Público publicó, en 1987, Tainted Booze: The Consumer's Guide to Urethane in Alcoholic Beverages . Los estudios han demostrado que la mayoría, si no todas, las bebidas alcohólicas fermentadas con levadura contienen trazas de carbamato de etilo (15 ppb a 12 ppm). [13] Otros alimentos y bebidas preparados mediante fermentación también contienen carbamato de etilo. Por ejemplo, se ha encontrado que el pan contiene 2 ppb; [14] se han encontrado hasta 20 ppb en algunas muestras de salsa de soja. [15] También se han encontrado cantidades de carbamato de etilo y carbamato de metilo en vinos, sake, cerveza, brandy, whisky y otras bebidas alcohólicas fermentadas.
Se ha demostrado que el carbamato de etilo se forma a partir de la reacción del etanol con urea :
Esta reacción ocurre mucho más rápido a temperaturas más altas y, por lo tanto, se encuentran concentraciones más altas de carbamato de etilo en las bebidas que se calientan durante el procesamiento, como el brandy, el whisky y otras bebidas destiladas . Además, el calentamiento después del embotellado durante el envío o durante la preparación hará que los niveles de carbamato de etilo aumenten aún más.
La urea en los vinos resulta del metabolismo de la arginina o citrulina por levaduras u otros organismos. El producto de desecho de urea se metaboliza inicialmente dentro de la célula de levadura hasta que se acumula hasta cierto nivel. En ese punto, se excreta externamente donde puede reaccionar con el alcohol para crear carbamato de etilo.
En 1988, los fabricantes de vino y otras bebidas alcohólicas en los Estados Unidos acordaron controlar el nivel de carbamato de etilo en el vino a menos de 15 ppb (partes por mil millones) y en bebidas alcohólicas más fuertes a menos de 125 ppb. [13]
Aunque la urea no se puede eliminar, se puede minimizar controlando la fertilización de las vides, minimizando su exposición al calor, utilizando levadura de autoclonación [16] y otras acciones. [17] Además, se han desarrollado algunas cepas de levadura para ayudar a reducir el carbamato de etilo durante la producción comercial de bebidas alcohólicas. [18]
Otro mecanismo importante para la formación de carbamato de etilo en bebidas alcohólicas es la reacción del cianuro como precursor, que provoca niveles comparativamente altos en bebidas espirituosas derivadas de plantas cianogénicas, como el rhum agricole . [19]
Peligros
El carbamato de etilo no es extremadamente tóxico para los seres humanos, como lo refleja su uso como medicamento. Los estudios de toxicidad aguda muestran que la dosis letal más baja en ratas, ratones y conejos equivale a 1,2 g / kg o más. Cuando se utilizó el carbamato de etilo con fines medicinales, alrededor del 50% de los pacientes presentaron náuseas y vómitos, y el uso prolongado provocó hemorragias gastroentéricas. [20] El compuesto casi no tiene olor y tiene un sabor amargo, salino y refrescante. [21]
Los estudios con ratas, ratones y hámsteres han demostrado que el carbamato de etilo causa cáncer cuando se administra por vía oral, se inyecta o se aplica a la piel, pero no se han informado estudios adecuados de cáncer en humanos causado por el carbamato de etilo debido a las consideraciones éticas de dichos estudios. . [22] Sin embargo, en 2007, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer elevó el carbamato de etilo a un carcinógeno del Grupo 2A que es "probablemente carcinógeno para los seres humanos", un nivel por debajo del carcinógeno total para los seres humanos. La IARC ha declarado que se puede "anticipar razonablemente que el carbamato de etilo sea un carcinógeno humano basándose en pruebas suficientes de carcinogenicidad en animales de experimentación". [23] En 2006, la Junta de Control de Bebidas Alcohólicas de Ontario en Canadá rechazó las cajas importadas de jerez debido a niveles excesivos de carbamato de etilo.
Los estudios en Hong Kong (2009) [24] y Corea (2015) [25] describen el alcance de la exposición acumulativa al carbamato de etilo en la vida diaria. Se descubrió que los alimentos fermentados como la salsa de soja, el kimchi, la pasta de soja, los panes, los panecillos, los bollos, las galletas saladas y el requesón, junto con el vino, el sake y el vino de ciruela, son los alimentos con los niveles más altos de carbamato de etilo en las dietas tradicionales asiáticas.
En 2005, la evaluación de riesgo del carbamato de etilo [26] del JECFA (Comité Mixto FAO / OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios) concluyó que la ingesta del MOE de carbamato de etilo a partir de alimentos y bebidas alcohólicas diarias combinadas es motivo de preocupación, y las medidas de mitigación para reducir El carbamato de etilo en algunas bebidas alcohólicas debe continuar. Hay pocas dudas [27] de que el carbamato de etilo en las bebidas alcohólicas es muy importante para las autoridades sanitarias, mientras que la exposición diaria acumulada en la dieta típica también es un tema de creciente preocupación que merece una observación más de cerca. El estudio coreano concluyó: "Sería deseable controlar de cerca los niveles de carbamato de etilo en los alimentos coreanos y encontrar formas de reducir la ingesta diaria".
La evaluación de la IARC ha dado lugar a las siguientes acciones reglamentarias de EE. UU.: [ Cita requerida ]
- NESHAP : listado como contaminante atmosférico peligroso (HAP)
- Ley de Responsabilidad, Compensación y Respuesta Ambiental Integral: Cantidad Reportable (RQ) = 100 lb
- Ley de planificación de emergencia y derecho a la información de la comunidad, Inventario de emisiones tóxicas de la EPA: una sustancia incluida en la lista y sujeta a los requisitos de notificación de la RCRA
- Residuos peligrosos listados RCRA : sustancia - U238
Detección en bebidas alcohólicas
Las preocupaciones planteadas por los aspectos toxicológicos de la CE junto con los bajos niveles de concentración (µg / L) encontrados en los vinos, así como la ocurrencia de interferencias en la detección, ha motivado a varios investigadores a desarrollar nuevos métodos para determinarla en los vinos. Se han utilizado varias técnicas de extracción y cromatográficas, incluida la extracción líquido-líquido continua (LLE) con aparato Soxhlet, la derivatización con 9-xanthidrol seguida de cromatografía líquida de alta presión (HPLC) con detección de fluorescencia e incluso LLE después de la derivatización, seguida de cromatografía de gases junto con la detección por espectrometría de masas (GC-MS). Por otro lado, el método de referencia establecido por la Organización Internacional de la Viña y el Vino (OIV) utiliza extracción en fase sólida (SPE) antes de la cuantificación GC-MS. Otros métodos también utilizan SPE, pero utilizan cromatografía de gases con espectrometría de masas (MDGC / MS) y cromatografía líquida con espectrometría de masas en tándem (LC – MS / MS) para la detección. La mayoría de las metodologías encontradas en la literatura para cuantificar la CE utilizan cromatografía de gases, utilizando LLE y SPE como técnicas de extracción. Sin embargo, también se han realizado varios esfuerzos para desarrollar nuevas metodologías para determinar la CE sin utilizar procedimientos largos y análisis laboriosos, combinando precisión con alta sensibilidad. En este sentido, la microextracción en fase sólida del espacio de cabeza (HS-SPME) ha ido ganando gran relevancia y se han propuesto metodologías alternativas utilizando la más reciente tecnología de identificación y cuantificación, como la cromatografía de gases con detección por espectrometría de masas en tándem (GC-MS / MS) y Cromatografía de gases bidimensional con espectrometría de masas de tiempo de vuelo (GC × GC – ToFMS).
La microextracción con absorbente empacado (MEPS) también es factible. Se ha aplicado la metodología MEPS / GC-MS para cuantificar la CE en los vinos. [28] [29]
La extracción líquido-líquido miniaturizada (mLLE) seguida de LC-MS / MS se puede utilizar para determinar la CE en el vino, sin utilizar agentes derivatizantes. [30]
Compuestos relacionados
Otros carbamatos incluyen carbamato de metilo , [31] carbamato de butilo , [32] y carbamato de fenilo (m. P. 149-152 ° C), [33] que también se pueden preparar a partir del correspondiente cloroformiato y amoníaco . Estos ésteres son sólidos cristalinos blancos a temperatura ambiente. A excepción del carbamato de fenilo, sublima a temperaturas moderadas; el carbamato de metilo se sublima a temperatura ambiente. Los dos primeros y el carbamato de etilo son muy solubles en agua, benceno y éter. [21] [31] [32] Estos otros carbamatos ( metilo , butilo y fenilo) solo se utilizan en pequeñas cantidades con fines de investigación.
Ver también
- Carbamato
- Carbamato de metilo
Referencias
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enlaces externos
- Banco de datos de sustancias peligrosas de la NLM - Carbamato de etilo
- Uretano en la base de datos ChemIDplus