Chlooracetofenon

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
2-chlooracetofenon
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van 2-chlooracetofenon
Structuurformule van 2-chlooracetofenon
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C8H7ClO
IUPAC-naam 2-chlooracetofenon
Andere namen chloormethylfenylketon, fenacylchloride, CN-gas
Molmassa 154,59358 g/mol
SMILES
C1CCC(CC1)C(=O)CCl
InChI
1S/C8H7ClO/c9-6-8(10)7-4-2-1-3-5-7/h1-5H,6H2
CAS-nummer 532-27-4
EG-nummer 208-531-1
PubChem 10757
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Corrosief Toxisch Schadelijk voor de gezondheid
Gevaar
H-zinnen H300 - H311 - H315 - H318 - H331 - H334 - H335
EUH-zinnen geen
P-zinnen P261 - P264-​P280-​P301+P310-​P305+P351+P338-​P311
VN-nummer 1697
ADR-klasse Gevarenklasse 6.1
LD50 (ratten) (oraal) 127 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vast
Kleur kleurloos-grijs
Dichtheid 1,3 g/cm³
Smeltpunt 54-59 °C
Kookpunt 244-245 °C
Vlampunt 118 °C
Dampdruk (bij 20°C) 0,7 Pa
Oplosbaarheid in water 16,4 g/L
Goed oplosbaar in aceton
Slecht oplosbaar in water
log(Pow) 2,08
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Chlooracetofenon of CN-gas is een organische verbinding met als brutoformule C8H7ClO. De zuivere stof komt voor als een kleurloze tot grijze vaste stof, die slecht oplosbaar is in water. De schadelijke effecten die de stof op ogen, huid en het ademhalingsstelsel heeft maken het uitermate geschikt voor gebruik in traangasgranaten voor bijvoorbeeld het bestrijden van rellen. Chlooracetofenon is de actieve stof in foelie (het vlezige omhulsel van de muskaatnoot).[1][2][3]

Geschiedenis[bewerken]

Traangasachtige stoffen werden vroeger al gebruikt door de Spartanen, in de 5e eeuw v.Chr. Zij gebruikten een combinatie van brandende was en sulfiden. In de Eerste Wereldoorlog werd voor het eerst gebruikgemaakt van chemische wapens.[1][2] Deze chemische stoffen zorgden voor een tijdelijke uitschakeling van de tegenstander. De ontdekking van chlooracetofenon stamt uit 1869, toen de Duitse onderzoeker Carl Graebe de stof voor het eerst beschreef. Chlooracetofenon werd voor het eerst gebruikt in 1877, maar nog niet voor grote doelen.[2] Dit gebeurde pas in 1920 in Frankrijk, waar chlooracetofenon gebruikt werd om opstandingen te stoppen. Vanaf toen zijn meerdere landen de stof gaan gebruiken.

Gedurende vele jaren was chlooracetofenon het meest gebruikte reagens door het leger, maar wegens zijn slechte potentie en instabiliteit zijn militaire onderzoekers verder gaan zoeken naar alternatieven, zoals CS-gas, dat gebruikt wordt in peppersprays. CS-gas is echter minder toxisch en zorgt voor minder langdurige effecten dan chlooracetofenon. Doordat het een vaste stof is dient het verspreid te worden onder de vorm van een aerosol (een oplossing van chlooracetofenon die in de lucht verstoven wordt). Pepperspray en traangas vallen in Nederland en België onder de verboden wapens, en mogen dus niet worden gebruikt door particulieren.

De tweeletterige code van chlooracetofenon (CN) en andere traangassen is ingevoerd door de NAVO.[1] Chlooracetofenon was één van de primaire stoffen bekend na de Eerste Wereldoorlog die inwerken op - en klachten veroorzaken aan - de luchtwegen. Het wordt al sinds 1920 gebruikt als een persoonlijk verdedigingsmiddel.[4] Corson en Stoughton ontwikkelde in 1928 CS-gas, wat een tienmaal krachtiger traanverwekkend effect heeft dan chlooracetofenon, maar een stuk minder toxisch is. Rond 1959 werd chlooracetofenon vervangen door CS-gas als een primair middel van overheden om agressieve mensenmassa's onder controle te houden.[1] Tijdens de Vietnamoorlog zouden de Amerikanen chlooracetofenon en CS-gas ingezet hebben ter ondersteuning van de militaire operaties in Zuid-Vietnam.[5]

Synthese[bewerken]

Chlooracetofenon wordt gesynthetiseerd door middel van de Friedel-Craftsacylering tussen benzeen en chlooracetylchloride. De reactie wordt gekatalyseerd door aluminiumchloride.

Synthese van chlooracetofenon

Een alternatieve syntheseroute betreft de ketonhalogenering van acetofenon met dichloor en een katalytische hoeveelheid waterstofchloride.

Toepassingen[bewerken]

Chlooracetofenon is een krachtig middel om agressieve mensenmassa's in bedwang te houden. Het werd in 1965 onder de vorm van een spray op de markt gebracht door de General Ordinance and Equipment Company[4] als een verdedigingsmiddel, onder de merknaam Mace.[4][6] De term Mace wordt tegenwoordig al snel incorrect gebruikt voor alle verdedigingssprays (traangassen) terwijl dit eigenlijk alleen chlooracetofenon betreft.

Chlooracetofenon wordt tegenwoordig minder frequent gebruikt omdat het zeer schadelijk is; er wordt dan gekozen voor CS-gas.[6]

Werkingsmechanisme[bewerken]

Het toxicologisch werkingsmechanisme van chlooracetofenon is voornamelijk te wijten aan het alkylerend karakter van de stof. Het aanwezige chlooratoom dient daarbij als leaving group. Door deze alkylering zouden hydroxyl- en thiolbevattende enzymen kunnen worden geïnhibiteerd.[7]

Het is bekend dat chlooracetofenon cholinesterases inhibiteert,[8] alsook enzymen die betrokken zijn bij de synthese van fosfolipiden.[9] Verder treedt ook verstoring van het glucosemetabolisme op.[8]

Rutledge en Deitrich vonden in 1971 dat de activiteit van het enzym aldehydedehydrogenase geremd wordt door chlooracetofenon, omdat zij een verandering in het noradrenalinemetabolisme waarnamen in de hersenen van konijnen. De pijn en irritatie die optreedt wordt veroorzaakt door het vrijgekomen chloride-ion.

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

Inhalatie[bewerken]

Inhalatie van chlooracetofenon zorgt voor een brandend gevoel in de longen. Het zorgt er voor dat de persoon in kwestie moeilijk kan ademen, moet hoesten en misselijk wordt. Als een persoon bewusteloos is geraakt moet hij kunstmatig beademd worden en dient een dokter te worden gewaarschuwd. Voorkomen van inhalatie kan door lokale afzuiging of door bescherming met een mondkapje.[10]

Dermaal contact[bewerken]

Wanneer chlooracetofenon in contact komt met de huid, treden roodheid en pijnlijke irritatie op. Huidcontact kan vermeden worden door aangepaste kledij en handschoenen te dragen.

De permeabiliteit van de huid wordt in het geval van chlooracetofenon veroorzaakt doordat de stof een gehalogeneerde koolwaterstof is.[11]

Oogcontact[bewerken]

Contact met de ogen kan aanleiding geven tot roodheid, pijn, troebel zicht en soms zelfs permanent (partieel) verlies van het zicht. Chlooracetofenon is een lacrimator, hetgeen betekent dat het de ogen doet tranen.

Het dragen van gezichtsbescherming, zoals een veiligheidsbril, kan oogcontact voorkomen.[10]

Chronische effecten op de gezondheid[bewerken]

Bij de mens zijn er geen chronische effecten van chlooracetofenon gevonden. Studies hebben aangetoond dat chronisch blootgestelde ratten vaker een afwijking in het nasale epitheel vertoonden.[12] In vrouwtjesratten is een marginale toename van fibroadenomen in het borstweefsel vastgesteld na chronische blootstelling.

Over het algemeen wordt chlooracetofenon niet aangeduid als carcinogeen.[13]

Toxicologische studies[bewerken]

Toxicologische studie in de rat[bewerken]

Bij studies met ratten werd de LD50-waarde bepaald op 127 mg per kilogram lichaamsgewicht via een orale toediening. Bij een intraperitoneale toediening ligt de LD50 op 36 mg/kg en bij een intraveneuze toediening op 41 mg/kg. Bij een meer voor de hand liggende blootstelling aan chlooracetofenon via inhalatie is een LCt50-waarde bekend variërend van 3,7 mg·min/m³ tot 8,75 mg·min/m³ (250 tot 750 mg/m³ voor 15-60 minuten), afhankelijk van de studie.

De reden van sterfte van deze dieren naar aanleiding van de inhalatiestudies was te wijten aan verstikking na longschade door inwendige bloedingen en de accumulatie van bloed in de longen, en longoedeem. Andere effecten waren lacrimatie, vermoeidheid, abnormale hoeveelheid speekselvorming en een moeizame ademhaling.

In mensen wordt geschat dat de LC50 ligt op 8,0 tot 11,0 mg·min/m³ bij inhalatie.[14]

Ontwikkelingstoxicologie[bewerken]

Uit studies waarbij het effect van chlooracetofenon is gemeten tijdens de embryonale ontwikkeling een verhoogde kans waargenomen op het ontwikkelen van afwijkingen in het zenuwstelsel, evenals het niet volledig ontwikkelen van de hersenen. De kipembryo's werden blootgesteld aan 0,5 tot 3,0 mM chlooracetofenon voor 15 tot 120 minuten. Er zijn geen studies bekend met het effect van chlooracetofenon op de ontwikkeling in mens en andere zoogdieren.[15]

Mutageniteit[bewerken]

Chlooracetofenon is niet mutageen bevonden na studies in Salmonella typhimurium-stammen TA98, TA100, TA1535 en TA1537. In CHO-cellen induceerde chlooracetofenon geen uitwisseling van genetisch materiaal tussen twee zusterchromatiden.[16]

Carcinogeniteit[bewerken]

Chlooracetofenon is niet carcinogeen bevonden na de dermale toediening van 0,003 M (0,05%) chlooracetofenon, tweemaal daags over een periode van vijf maanden.[17]

Gwynn en Salaman rapporteerden in 1953 dat chlooracetofenon wel co-carcinogeen was bevonden omdat het de kans op papillomen in de huid verhoogde na chronische dermale toediening van chlooracetofenon aan muizen, die vooraf dermaal blootgesteld waren aan 0,3 mL van 0,15% 9,10-dimethyl-1,2-benzantraceen (DMBA). 21 dagen na blootstelling met DMBA kregen de muizen tweemaal daags 0,3 mL van een 0,4-0,8% chlooracetofenonoplossing, over een periode van 12 weken en vervolgens nog 15 weken eenmaal per dag. De onderzoekers namen 20 epidermale neoplasieën waar in 9 van de 12 muizen die behandeld waren met DMBA en chlooracetofenon, tegenover 1 epidermale neoplasie in 1 van de 12 controlemuizen.[18]

Opslag en transport[bewerken]

Chlooracetofenon dient opgeslagen te worden in een droge ruimte met voldoende afzuiging. Chlooracetofenon mag niet samen met etenswaren vervoerd of opgeslagen worden. De stof kan gemakkelijk opgeveegd worden en dient afgevoerd te worden in een afsluitbare container.

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. a b c d Rega, P.P. CBRNE - Irritants - CS, CN, CNC, CA, CR, CNB, PS. 2009; Available from: http://emedicine.medscape.com/
  2. a b c Tuorinsky, M.a.J.J.H., Medical Aspects of Chemical Warfare
  3. inc, Z.i. Chloroacetophenone (CN): http://www.zarc.com/english/tear_gases/cn-main.html
  4. a b c Huang, D. How Things Work: Tear gas. 2009; Available from: http://www.thetartan.org/2009/4/6/scitech/howthingswork
  5. Lieutenant General John H. Hay, J., TACTICAL AND MATERIEL INNOVATIONS. 1989
  6. a b Jason Smith, M., MRCP(UK), and Ian Greaves, MBBS, MRCP(UK), The Use of Chemical Incapacitant Sprays: A Review. J Trauma, 2002. 52: p. 595–600
  7. Cucinell, S.A., et al., Biochemical interactions and metabolic fate of riot control agents. Fed Proc, 1971. 30(1): p. 86-91
  8. a b Castro, J.A., Action of w-chloroacetophenon on several enzymes. Enzymologia, 1966. 30: p. 49-56
  9. Kageyama, K., Y. Onoyama, and E. Kano, Effects of methyl mercuric chloride and sulfhydryl inhibitors on phospholipid synthetic activity of lymphocytes. J Appl Toxicol, 1986. 6(1): p. 49-53
  10. a b International Chemical Safety Cards Available from: http://actrav.itcilo.org
  11. J. Ashby, D.A. Basketter, D. Paton & I. Kimber (1995) - Structure activity relationships in skin sensitization using the murine local lymph node assay, Toxicology, 103 (3), pp. 177-194
  12. NTP Toxicology and Carcinogenesis Studies of 2-chlooracetofenon (CAS No. 532-27-4) in F344/N Rats and B6C3F1 Mice (Inhalation Studies). Natl Toxicol Program Tech Rep Ser, 1990. 379: p. 1-191
  13. Integrated Risk Information System Available from: http://www.epa.gov/iris.
  14. Punte, C.L., et al., Inhalation studies with chloracetophenone, diphenylamino-chloroarsine, and pelargonic morpholide--II. Human exposures. Am Ind Hyg Assoc J, 1962. 23: pp. 199-202
  15. Lakshmi, M.S., The effect of chloroacetophenone on chick embryos cultured in vitro. J Embryol Exp Morphol, 1962. 10: p. 373-82
  16. Zeiger, E., et al., Salmonella mutagenicity tests: III. Results from the testing of 255 chemicals. Environ Mutagen, 1987. 9 Suppl 9: p. 1-109
  17. Documentation of the Threshold Limit Values and Biological Exposure Indices, in American Conference of Governmental Industrial Hygienists 1986, Exposure Indices: Cincinnati. p. 121-122
  18. Gwynn, R.H. and M.H. Salaman, Studies on co-carcinogenesis. SH-reactors and other substances tested for co-carcinogenic action in mouse skin. Br J Cancer, 1953. 7(4): p. 482-9