Bisfenool A

Allikas: Vikipeedia
BPA ruumiline struktuur

Bisfenool A (erialases kirjanduses on levinud lühend BPA) on sünteetiline orgaaniline aine kahe aromaatse tuumaga; BPA nomenklatuurne nimetus on 2,2-bis(4-hüdroksüfenüül)propaan. BPA on laialdaselt kasutusel plastikute tootmisel.

Elusorganismides võib BPA käituda endokriinseid häireid põhjustava kemikaalina, mistõttu on BPA sisaldust erinevates toodetes (sh pakendites ja kosmeetikas) hakatud piirama või keelustama nii Euroopa Liidus, USA-s, Kanadas, Austraalias, Indias kui mitmetes teistes riikides.[1]

Üldised keemilised ja füüsikalised omadused[muuda | muuda lähteteksti]

  • CAS number: 80-05-7
  • Brutovalem: C15H16O2
  • Molekulmass: 228,29 g/mol
  • Agregaatolek normaaltingimustel: valge kuni pruunikas pulber
  • Sulamistäpp: 160 °C
  • Keemistemperatuur normaalrõhul: 360,5 °C
  • Lahustuvus: puhtas vees vähelahustuv, kuid lahustub hästi leeliselises keskkonnas; orgaanilistest lahustitest lahustub hästi etanoolis, benseenis, eetrites, dimetüülsulfoksiidis (46 mg/ml)

Andmete allikad: [2][3][4]

BPA tootmine ja kasutamine[muuda | muuda lähteteksti]

BPA-d toodetakse tööstuslikult fenooli ja atsetooni kondensatsioonireaktsiooni tulemusena. Reaktsiooni toimumiseks on vajalik happeline katalüüs.[5]

BPA sünteesireaktsioon

BPA on ko-monomeeriks polükarbonaatide koostises, kusjuures lõpp-produkti massist võib BPA jääk moodustada kuni 90%. Reaktsiooni teiseks lähteaineks on fosgeen ning kõrvalsaadusena eralduvat vesinikkloriidi neutraliseeritakse leelise vesilahusega.[6][7]

Polükarbonaatide sünteesi skeem
BPA diglütsiideetri süntees

Samuti on BPA sagedaseks komponendiks epoksüvaikude ja vinüülestervaikude tootmisel. Mõlemal juhul tuleb BPA-st kõigepealt valmistada diglütsidüüleeter, mida saadakse BPA reaktsioonil epiklorohüdriiniga. Selle edasisel reaktsioonil BPA-ga tekibki epoksüvaik.[8] Vinüülestervaikude tootmiseks pannakse saadud diglütsidüüleeter reageerima metakrüülhappega, tulemusena tekib aine Bis-GMA (bisfenool A-glütsidüülmetakrülaat). Edasine polümerisatsioon toimub Bis-GMA molekulis sisalduvate kaksiksidemete arvelt.[9]

Bis-GMA struktuur

BPA toime elusorganismides[muuda | muuda lähteteksti]

Tänu BPA ja östrogeenide molekulide teatud ehituslikele sarnasustele on BPA mõju organismidele uuritud, keskendudes eeskätt bioloogilistele sihtmärkidele, mis on seotud hüpotalamuse-ajuripatsi-sugunäärmete teljega (nt östrogeeni tuumaretseptorid ja androgeenide tuumaretseptor).[10] Näiteks BPA ja östrogeeni tuumaretseptori α vahelise kompleksi dissotsiatsioonikonstandi suurusjärk on kirjanduse alusel 3–100 nM.[11] Samas on näidatud BPA võimet seonduda ka teiste hormoonide retseptoritega, kuigi hinnangud afiinsuse kohta varieeruvad oluliselt.[12][13]

Bisfenooli F (BPF) struktuur. BPF saadakse fenooli reageerimisel formaldehüüdiga.

BPA-st toodetud plastikud on üsna stabiilsed, kui neid kasutatakse ettenähtud eesmärgil ja viisil. Seega ei ole tavakasutajad eksponeeritud piisavalt suurtele BPA kogustele, mis võiksid põhjustada täiskasvanu organismis akuutset toksilisust.[14] Teisalt on BPA akuutset toksilisust raporteeritud vees elavate organismide puhul (nt teatud vetikate ja vesikirpude puhul ilmnes toksilisus BPA doosidel mõni mg/l ja daaniokalade (Danio rerio) embrüotele avaldas BPA negatiivset toimet doosidel mõnikümmend kuni mõnisada mg/l).[15][16] Rottide puhul on akuutset toksilisust raporteeritud juhtudel, kus BPA manustati veenisiseselt või intraperitoneaalselt kümnetes kuni sadades milligrammides looma 1 kg kehakaalu kohta.[17] Võrdluseks kehtib EU-s BPA jaoks sisalduse maksimaalne piirmäär joogivee puhul 2,5 μg/l, laste mänguasjade puhul 40 μg/l (liiter tähendab antud juhul seda, et kui mänguasi asetatakse suhu, siis kui palju BPA-d võib mänguasjast vedelikku imbuda).[18]

Bisfenooli S (BPS) struktuur. BPS saadakse fenooli reageerimisel ooleumiga.

Siiski tuleb BPA, nagu ka teiste endokriinseid häireid põhjustavate kemikaalide terviseriskide hindamisel, pidada silmas nende kemikaalide kasutajate pikaaegset eksponeeritust (sisuliselt terve elu jooksul) ja ka asjaolu, et kasutajad on eksponeeritud korraga paljudele sellistele kemikaalidele. Lisaks tuleks arvestada, et ka ühe liigi esindajate puhul võib tundlikkus endokriinseid häireid põhjustavate kemikaalide suhtes varieeruda elu erinevates etappides ning ka olenevalt kaasuvatest haigustest ja eluviisist. Sellist pikaaegset, mitmekomponendist ja individuaalseid tegureid arvestavat eksponeeritust on paraku raske laboris modelleerida, mistõttu hinnangud BPA-ga seotud reaalsetele terviseriskidele varieeruvad teaduskirjanduses oluliselt.[19][20]

Ühendi kahjulike omanduste tõttu on Soome terviseamet soovitanud mitte kasutada sooja või isegi leiget vett joomiseks ega toiduvalmistamiseks, sest sooja vee voolamisel läbi plasttorude võib torudest eralduda bisfenool A. Eesti terviseamet ei ole veel uurinud ühendi sisaldust soojas kraanivees, kuid soovitab Soome eeskujul tarbimiseks kasutada eelkõige külma kraanivett.[21]

Metaboliidid ja analoogid[muuda | muuda lähteteksti]

Kasvav ühiskonna teadlikkus BPA võimalikust negatiivsest toimest inimese tervisele ja keskkonnale on survestanud plastikute tootjaid asendama BPA-d analoogsete ühenditega, näiteks bisfenool S (BPS) või bisfenool F (BPF). Samas omavad mitme uuringu kohaselt ka need analoogid BPA-ga sarnaseid endokriinseid toimeid (mis on prognoositav ka lähtudes BPA, BPF ja BPS struktuursest sarnasusest).[22][23] Tarbija seisukohalt on oluline teada, et tooted märgisega „BPA-vaba“ (ing k BPA-free) ei sisalda tõepoolest vaba (st mittepolümeriseerunud kujul) BPA-d, kuid võivad sisaldada teisi bisfenoole.[24]

Dinitrobisfenooli A struktuur

BPA ja selle analoogide kasutamisest tulenevate terviseriskide hindamisel tuleb arvestada ka sellega, et organismides ja keskkonnas tekivad bisfenoolidest ensüümide, oksüdeerijate ning UV-kiirguse toimel metaboliidid ja laguproduktid, millel võib olla teistmoodi toime bioloogiliste sihtmärkide valimile. Teadaolevalt on bisfenoolide põhiliseks muundamisrajaks metabolismi käigus nn glükuronisatsioon, kus bisfenoolid ühendatakse aromaatse hüdroksüülrühma kaudu glükuroonhappega (glükuroonhappes reageerib seejuures glükosiidside). Kuna bisfenoolide glükuroniidid on bisfenoolidest oluliselt suuremad ja polaarsemad, siis erineb nende metaboliitide puhul toime bioloogiline profiil lähteühenditega võrreldes oluliselt (näiteks ei seostu glükuroniidid kuigi hästi steroidhormoonide tuumaretseptoritega).[25][26] Samas ühendid, mis tekivad bisfenoolide oksüdeerimisel (nt kinoonid, dinitrobisfenool A), on mitmes uuringus näidanud DNA-d kahjustavaid (genotoksilisi) mõjusid.[27][28]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. ↑ "Bisphenol A | EFSA". www.efsa.europa.eu (inglise). 1. detsember 2023. Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  2. ↑ PubChem. "Bisphenol A". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (inglise). Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  3. ↑ Sun, Jingping; Wang, Long; Ding, Shuaiwei; Sun, Xiaobo; Xu, Li (14. mai 2020). "Solubility Behavior and Thermodynamic Analysis of Bisphenol A in 14 Different Pure Solvents". Journal of Chemical & Engineering Data (inglise). 65 (5): 2846–2858. DOI:10.1021/acs.jced.0c00166. ISSN 0021-9568.
  4. ↑ "Bisphenol A, Catalog No.S6007". selleckchem.com. 2013. Vaadatud 11.02.2024.
  5. ↑ "Bisphenol A". Chemistry LibreTexts (inglise). 26. mai 2016. Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  6. ↑ Sin, Lee Tin; Tueen, Bee Soo (1. jaanuar 2023), Sin, Lee Tin; Tueen, Bee Soo (toim-d), "2 – Eco-profile of plastics", Plastics and Sustainability, Elsevier, lk 45–89, ISBN 978-0-12-824489-0, vaadatud 11. veebruaril 2024
  7. ↑ "Making Polycarbonate". Polymer Science Learning Center. 2016. Vaadatud 11.02.2024.
  8. ↑ "BPA and Epichlorohydrin in epoxy resins. Things to consider". Nerpa Polymers (inglise). 11. jaanuar 2023. Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  9. ↑ Pratap, Bhanu; Gupta, Ravi Kant; Bhardwaj, Bhuvnesh; Nag, Meetu (1. november 2019). "Resin based restorative dental materials: characteristics and future perspectives". Japanese Dental Science Review. 55 (1): 126–138. DOI:10.1016/j.jdsr.2019.09.004. ISSN 1882-7616.
  10. ↑ Masuya, Takahiro; Iwamoto, Masaki; Liu, Xiaohui; Matsushima, Ayami (9. juuli 2019). "Discovery of novel oestrogen receptor α agonists and antagonists by screening a revisited privileged structure moiety for nuclear receptors". Scientific Reports (inglise). 9 (1): 9954. DOI:10.1038/s41598-019-46272-y. ISSN 2045-2322.
  11. ↑ Liu, Xiaohui; Sakai, Hiroki; Nishigori, Mitsuhiro; Suyama, Keitaro; Nawaji, Tasuku; Ikeda, Shin; Nishigouchi, Makoto; Okada, Hiroyuki; Matsushima, Ayami; Nose, Takeru; Shimohigashi, Miki; Shimohigashi, Yasuyuki (15. august 2019). "Receptor-binding affinities of bisphenol A and its next-generation analogs for human nuclear receptors". Toxicology and Applied Pharmacology. 377: 114610. DOI:10.1016/j.taap.2019.114610. ISSN 1096-0333. PMID 31195007.
  12. ↑ MacKay, Harry; Abizaid, Alfonso (2018). "A plurality of molecular targets: The receptor ecosystem for bisphenol-A (BPA)". Hormones and Behavior. 101: 59–67. DOI:10.1016/j.yhbeh.2017.11.001. ISSN 1095-6867. PMID 29104009.
  13. ↑ Acconcia, Filippo; Pallottini, Valentina; Marino, Maria (2015). "Molecular Mechanisms of Action of BPA". Dose-Response: A Publication of International Hormesis Society. 13 (4): 1559325815610582. DOI:10.1177/1559325815610582. ISSN 1559-3258. PMC 4679188. PMID 26740804.
  14. ↑ "Bisphenol A in everyday products: Answers to frequently asked questions – BfR". www.bfr.bund.de (saksa). Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  15. ↑ Alexander, Howard C.; Dill, Dennis C.; Smith, Ladd W.; Guiney, Patrick D.; Dorn, Philip (1988). "Bisphenol a: Acute aquatic toxicity". Environmental Toxicology and Chemistry (inglise). 7 (1): 19–26. DOI:10.1002/etc.5620070104. ISSN 0730-7268.
  16. ↑ Moreman, John; Lee, Okhyun; Trznadel, Maciej; David, Arthur; Kudoh, Tetsuhiro; Tyler, Charles R. (7. november 2017). "Acute Toxicity, Teratogenic, and Estrogenic Effects of Bisphenol A and Its Alternative Replacements Bisphenol S, Bisphenol F, and Bisphenol AF in Zebrafish Embryo-Larvae". Environmental Science & Technology (inglise). 51 (21): 12796–12805. DOI:10.1021/acs.est.7b03283. ISSN 0013-936X.
  17. ↑ Pant, Jayanti; Deshpande, Shripad B. (2012). "Acute toxicity of bisphenol A in rats". Indian Journal of Experimental Biology. 50 (6): 425–429. ISSN 0019-5189. PMID 22734254.
  18. ↑ Measurlabs, Krista Alasalmi. "Bisphenol A Testing | Summary of EU Regulations | Measurlabs". measurlabs.com (inglise). Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  19. ↑ EFSA Scientific Committee (2013). "Scientific Opinion on the hazard assessment of endocrine disruptors: Scientific criteria for identification of endocrine disruptors and appropriateness of existing test methods for assessing effects mediated by these substances on human health and the environment". EFSA Journal. 11 (3). DOI:10.2903/j.efsa.2013.3132.
  20. ↑ Martyniuk, Christopher J.; Martínez, Rubén; Navarro-Martín, Laia; Kamstra, Jorke H.; Schwendt, Adam; Reynaud, Stéphane; Chalifour, Lorraine (2022). "Emerging concepts and opportunities for endocrine disruptor screening of the non-EATS modalities". Environmental Research. 204 (Pt A): 111904. DOI:10.1016/j.envres.2021.111904. ISSN 1096-0953. PMC 8669078. PMID 34418449.
  21. ↑ "Terviseamet soovitab sooja kraanivett mitte juua ega keeta" ERR, 25. märts 2024
  22. ↑ Fouyet, Sophie; Olivier, Elodie; Leproux, Pascale; Dutot, Mélody; Rat, Patrice (3. aprill 2021). "Bisphenol A, Bisphenol F, and Bisphenol S: The Bad and the Ugly. Where Is the Good?". Life (Basel, Switzerland). 11 (4): 314. DOI:10.3390/life11040314. ISSN 2075-1729. PMC 8066465. PMID 33916708.
  23. ↑ Rochester, Johanna R.; Bolden, Ashley L. (2015). "Bisphenol S and F: A Systematic Review and Comparison of the Hormonal Activity of Bisphenol A Substitutes". Environmental Health Perspectives (inglise). 123 (7): 643–650. DOI:10.1289/ehp.1408989. ISSN 0091-6765. PMC 4492270. PMID 25775505.{{ajakirjaviide}}: CS1 hooldus: PMC vormistus (link)
  24. ↑ "What Is BPA and Is It Cause for Concern?". Healthline (inglise). 17. detsember 2018. Vaadatud 11. veebruaril 2024.
  25. ↑ Matthews, Jason B.; Twomey, Ken; Zacharewski, Timothy R. (1. veebruar 2001). "In Vitro and in Vivo Interactions of Bisphenol A and Its Metabolite, Bisphenol A Glucuronide, with Estrogen Receptors α and β". Chemical Research in Toxicology (inglise). 14 (2): 149–157. DOI:10.1021/tx0001833. ISSN 0893-228X.
  26. ↑ Gramec Skledar, Darja; Peterlin Mašič, Lucija (1. oktoober 2016). "Bisphenol A and its analogs: Do their metabolites have endocrine activity?". Environmental Toxicology and Pharmacology. 47: 182–199. DOI:10.1016/j.etap.2016.09.014. ISSN 1382-6689.
  27. ↑ Toyoizumi, Tomoyasu; Deguchi, Yuya; Masuda, Shuichi; Kinae, Naohide (2008). "Genotoxicity and estrogenic activity of 3,3'-dinitrobisphenol A in goldfish". Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 72 (8): 2118–2123. DOI:10.1271/bbb.80193. ISSN 1347-6947. PMID 18685211.
  28. ↑ Kondrakov, A. O.; Ignatev, A. N.; Frimmel, F. H.; Bräse, S.; Horn, H.; Revelsky, A. I. (1. november 2014). "Formation of genotoxic quinones during bisphenol A degradation by TiO2 photocatalysis and UV photolysis: A comparative study". Applied Catalysis B: Environmental. 160–161: 106–114. DOI:10.1016/j.apcatb.2014.05.007. ISSN 0926-3373.
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Bisfenool_A&oldid=6611126"