door H. van Milligen, Shell International Chemicals B.V., Amsterdam

Transcriptie

1 179 1 Diethyleenglycol door. van Milligen, Shell International Chemicals B.V., Amsterdam Dit artikel is een herziening van Chemische Feitelijkheid nr. 031 (september 1985); de oorspronkelijke feitelijkheid werd geschreven door drs. A. C.. van Peski. 1. Inleiding 3 2. Chemische en fysische eigenschappen 3 3. Toepassingen 4 4. Toxicologische eigenschappen 5 5. Milieu-toxicologische eigenschappen 6 6. Indeling en etikettering 6 7. Bereiding 6 8. Literatuur 7 Chemische Feitelijkheden is een uitgave van Ten agen & Stam bv in samenwerking met de Koninklijke Nederlandse Chemische Vereniging.

2 Inleiding Sinds diethyleenglycol (veelal afgekort als DEG) in 1928 op de markt werd gebracht is deze stof meerdere malen negatief in het nieuws gekomen vanwege zijn toxische eigenschappen. et eerste incident met DEG vergiftiging deed zich voor in de Verenigde Staten waar in 1937 een antibacterieel middel, sulfanilamide, in de vorm van een 10%-oplossing in 72% DEG op de markt werd gebracht. Meer dan 100 mensen overleden na gebruik van dit elixer. Vergelijkbare incidenten deden zich voor in Zuid Afrika (1969), India (1986), Nigeria (1990), Bangladesh ( ), Venezuela (1993) en aïti (1996). In alle gevallen ging het om een medicinale drank, vaak een acetaminophen bevattende siroop, waarin het gebruikelijke verdunningsmiddel propyleenglycol of glycerol geheel of gedeeltelijk was vervangen door het goedkopere DEG. onderden mensen, en met name veel jonge kinderen, werden hiervan het slachtoffer. Orale opname van DEG kan bij de mens leiden tot ernstige nierstoornissen en aantasting van de lever. De dodelijke dosis voor de mens bij orale opname wordt geschat op gemiddeld 1 g/kg lichaamsgewicht. In 1985 kwam DEG negatief in het nieuws omdat Oostenrijkse en Westduitse wijnhandelaren getracht hadden om middels toevoegen van DEG goedkope witte wijnen voor duurdere soorten door te laten gaan. Voor zover bekend heeft dit echter niet tot sterfgevallen geleid. Gemeten DEG-concentraties in de wijnen varieerden van < 0,1 tot 3 g/l met een uitschieter van 22 g/l. 2. Chemische en fysische eigenschappen Diethyleenglycol (C 4 10 O 3 ) is een vrijwel kleur- en reukloze, sterk hygroscopische, tot de klasse der etheralcoholen behorende vloeistof met een scherp zoete smaak. Synoniemen voor de naam diethyleenglycol zijn onder meer 2,2 - dihydroxydiethylether, 2,2 -oxydiethanol en bis-(2-hydroxyethyl)- ether. Ook wordt de stof wel met de afkortingen diglycol, digol en DEG aangeduid. et CAS-nummer van diethyleenglycol is ( ).

3 179 4 Diethyleenglycol Structuurformule O Ð C C O C C O Relatieve molecuulmassa 106,12 Kookpunt (bij 101,3 kpa) 245,5 C Smeltpunt 6,5 C Volumieke massa bij 20 C 1,1177 kg/dm 3 Brekingsindex bij 20 C 1,4475 Vlampunt (open cup) ca. 152 C Explosiegrenzen in lucht 3-7 vol.-% in lucht Vriespuntsdaling van water: 1,7 C bij 10% diethyleenglycol in water 10,0 C bij 30% diethyleenglycol in water Diethyleenglycol is een vloeistof, die met water, alcoholen, glycolethers, aceton, cyclohexaan en ethers volledig mengbaar is. Diethyleenglycol is echter niet mengbaar met aromatische koolwaterstoffen en terpentine. Acetylcelluloseethers, chloorrubbers en polyvinylchloride (PVC) zijn niet oplosbaar in diethyleenglycol. 3. Toepassingen Diethyleenglycol heeft vele toepassingen, zoals: als vochtstabiliserend middel voor lijm, gelatine, caseïne en kurk; als oplosmiddel voor kleurstoffen, drukinkten, harsen en etherische oliën; als maalverbeteraar bij de cementbereiding; als droogmiddel voor gassen; als component bij de bereiding van weekmakers, kunstharsen (zoals de onverzadigde polyesterharsen en emulgatoren); als desactivatiemiddel voor vulstof in de rubberindustrie; als uitgangsstof bij de bereiding van triethyleenglycol (O(C 2 C 2 O) 3 O); en als bestanddeel voor bepaalde antivriesmiddelen.

4 Toxicologische eigenschappen De acute toxiciteit van DEG bij orale opname is laag. Experimenteel gevonden waarden voor de LD50 bij dieren variëren van 5 to 30 g/kg lichaamsgewicht, afhankelijk van de soort. Voor mensen wordt de gemiddelde letale dosis geschat op 1 g/kg op basis van DEG intoxicatie incidenten in de VS eind jaren dertig. Mensen lijken dus gevoeliger te zijn voor DEG dan dieren. Dat ondanks de lage acute toxiciteit van DEG toch honderden mensen aan DEG-intoxicatie zijn overleden (zie inleiding) moet worden toegeschreven aan herhaalde toediening binnen korte tijd van kleine hoeveelheden elixer met hoge DEG-concentratie. Vrijwel alle sterfgevallen waren een gevolg van door DEG veroorzaakte nierstoornissen. De verschijnselen van DEG-vergiftiging zijn in eerste instantie misselijkheid, braken, buikkrampen, diarree en pijn in de lendenen. Vervolgens treedt er duizeligheid en sufheid op, vergelijkbaar met de symptomen van alcoholintoxicatie. Tenslotte ontstaan er nierstoornissen, en ook kan er beschadiging van de lever optreden. De acute toxiciteit van DEG bij inademing zoals gemeten bij ratten is eveneens laag; de LC50 ligt boven de 5 mg/l (blootstellingsduur meer dan 4 uur). Gezien de lage dampspanning van DEG (ca mg/l bij 20 C) zal men overigens in de praktijk dergelijke concentraties slechts bij vernevelen bereiken. Bij onderzoek met konijnen bleek DEG zwak irriterend te zijn op de ogen en de huid. Bij incidentele kortstondige blootstelling zijn geen nadelige effecten te verwachten. DEG is niet genotoxisch, noch in vitro noch in vivo, en wordt ook niet beschouwd als carcinogeen. Ratten die gedurende twee jaar grote hoeveelheden DEG kregen toegediend ontwikkelden zoutkristallen (stenen) in hun blaas met een hieraan gerelateerde toename van het aantal blaastumoren. Bij de ratten was echter geen toename te zien van het aantal tumoren op andere plaatsen in het lichaam. Dierstudies hebben ook laten zien dat DEG geen selectief schadelijk effect heeft op het voortplantingssysteem of op de ongeboren vrucht. Veranderingen waargenomen na toediening van grote doses DEG zijn secundair aan de algemene toxiciteit van DEG, en niet indicatief voor specifieke reprotoxiciteit.

5 179 6 Diethyleenglycol 5. Milieu-toxicologische eigenschappen Diethyleenglycol is vrijwel niet toxisch voor vissen en andere in water levende organismen (LC/EC50 > 100 mg/l). De stof lost goed op in water en heeft daarom slechts een geringe neiging tot accumulatie in biomassa. Biologische afbraak is het belangrijkste degradatiemechanisme van DEG in water of in de grond. ydrolyse en directe fotolyse spelen naar verwachting geen rol vanwege een gebrek aan hydrolyseerbare functionele groepen en omdat DEG vrijwel geen UV licht absorbeert. DEG is weinig vluchtig en verdamping van in water of grond aanwezige DEG is dan ook insignificant. Dampvormige diethyleenglycol die in de atmosfeer terecht komt zal relatief snel worden afgebroken door reactie met fotochemisch geproduceerde hydroxylradicalen (halfwaardetijd wordt geschat op < 1 dag). 6. Indeling en etikettering (aflevering gevaarlijke stoffen) Binnen de EG wordt diethyleenglycol als volgt geëtiketteerd: Nummer (EINECS): Naam: DIETYLEEN GLYCOL Classificatie: Schadelijk Symbolen: (Xn) Schadelijk Risico-aanduiding: (R22) Schadelijk bij inslikken Veiligheidsaanduiding: (S2) Buiten bereik van kinderen houden (S46) Bij inslikken onmiddellijk medische hulp inroepen en dit label of deze container laten zien 7. Bereiding Diethyleenglycol werd voor het eerst in 1859 door Lourenco en door Wurtz gesynthetiseerd; het werd voor het eerst door Union Carbide in 1928 op de markt gebracht. Diethyleenglycol kan bereid worden via de reactie van ethyleenglycol (OC 2 C 2 O) met ethyleenoxide ((C 2 ) 2 = O); de grootste hoeveelheden diethyleen-

6 179 7 glycol ontstaan als co-product (gemiddeld ca. 10%) bij de commerciële bereiding van ethyleenglycol uit ethyleenoxide en water. 8. Literatuur B. Sangster, Diethyleenglycol in wijn. Ned. Tijdschr. Geneeskd., 129 (31), (1985). Chemiekaarten. Gegevens voor veilig werken met chemicaliën. Kaart C M. Grayson en D. Eckroth (eds.): Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology. John Wiley (1980), Vol.11, blz P. M. Wax, It s appening Again - Another Diethylene Glycol Mass Poisoning Incident, Clinical Toxicology, 34(5), (1996).