Bisfenol A - Bisphenol A

Bisfenol A
Bisfenol-A-Skeletal.svg
Bisfenol A.png
Nomes
Nome IUPAC preferido
4,4 ′ - (Propano-2,2-diil) difenol
Outros nomes
BPA, p , p- isopropilidenebisfenol,
2,2-bis (4-hidroxifenil) propano
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100,001,133 Edite isso no Wikidata
Número EC
KEGG
Número RTECS
UNII
Número ONU 2924 2430
  • InChI = 1S / C15H16O2 / c1-15 (2,11-3-7-13 (16) 8-4-11) 12-5-9-14 (17) 10-6-12 / h3-10,16- 17H, 1-2H3 VerificaY
    Chave: IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / C15H16O2 / c1-15 (2,11-3-7-13 (16) 8-4-11) 12-5-9-14 (17) 10-6-12 / h3-10,16- 17H, 1-2H3
    Chave: IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYAI
  • Oc1ccc (cc1) C (c2ccc (O) cc2) (C) C
  • CC (C) (c1ccc (cc1) O) c2ccc (cc2) O
Propriedades
C 15 H 16 O 2
Massa molar 228,291  g · mol −1
Aparência Sólido branco
Densidade 1,20 g / cm³
Ponto de fusão 158 a 159 ° C (316 a 318 ° F; 431 a 432 K)
Ponto de ebulição 360 ° C (680 ° F; 633 K)
120–300 ppm (21,5 ° C)
Pressão de vapor 5 × 10 −6 Pa (25 ° C)
Perigos
Pictogramas GHS GHS05: CorrosivoGHS07: NocivoGHS08: Risco para a saúde
Palavra-sinal GHS Perigo
H317 , H318 , H335 , H360
P201 , P202 , P261 , P271 , P272 , P280 , P281 , P302 + 352 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P308 + 313 , P310 , P312 , P321 , P333 + 313 , P363 , P403 + 233 , P405 , P501
NFPA 704 (diamante de fogo)
2
1
0
Ponto de inflamação 227 ° C (441 ° F; 500 K)
600 ° C (1.112 ° F; 873 K)
Compostos relacionados
Fenóis relacionados
Bisfenol S
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O Bisfenol A ( BPA ) é um composto orgânico sintético com a fórmula química (CH 3 ) 2 C (C 6 H 4 OH) 2 pertencente ao grupo dos derivados do difenilmetano e dos bisfenóis , com dois grupos hidroxifenila . É um sólido incolor que é solúvel em solventes orgânicos , mas pouco solúvel em água (0,344% em peso a 83 ° C).

O BPA é um precursor de plásticos importantes , principalmente certos policarbonatos e resinas epóxi , bem como alguns polissulfonas e certos materiais de nicho. O plástico à base de BPA é transparente, resistente e resistente ao fogo. As principais áreas de aplicação incluem eletrônica (por exemplo, caixa para equipamentos elétricos), materiais de construção (por exemplo, janelas), automotivo (tampas de faróis), armazenamento de dados (por exemplo, CDs). Em 2015, cerca de 4 milhões de toneladas de produtos químicos derivados do BPA foram produzidos, tornando-se um dos produtos químicos orgânicos de maior volume produzidos em todo o mundo.

O BPA é um xenoestrogênio , exibindo propriedades semelhantes a hormônios que imitam o estrogênio . Embora o efeito seja muito fraco, a difusão de materiais contendo BPA levanta preocupações. Desde 2008, vários governos investigaram sua segurança, o que levou alguns varejistas a retirar produtos de policarbonato. Desde então, os plásticos sem BPA têm sido fabricados com bisfenóis alternativos, como o bisfenol S e o bisfenol F , mas há controvérsias sobre se esses são realmente mais seguros.

História

O bisfenol A foi relatado em 1891 pelo químico russo Aleksandr Dianin .

Em 1934, funcionários da IG Farbenindustrie relataram o acoplamento de BPA e epicloridrina . Na década seguinte, revestimentos e resinas derivados de materiais semelhantes foram descritos por trabalhadores das empresas DeTrey Freres na Suíça e DeVoe and Raynolds nos Estados Unidos. Este trabalho inicial sustentou o desenvolvimento de resinas epóxi, que por sua vez motivou a produção de BPA. A utilização do BPA se expandiu ainda mais com as descobertas da Bayer e General Electric em plásticos de policarbonato. Esses plásticos apareceram pela primeira vez em 1958, sendo produzidos pela Mobay e General Electric e Bayer.

Em termos da controvérsia da desregulação endócrina, o bioquímico britânico Edward Charles Dodds testou o BPA como um estrogênio artificial no início dos anos 1930. Ele descobriu que o BPA era 1 / 37.000 tão eficaz quanto o estradiol. Dodds acabou desenvolvendo um composto estruturalmente semelhante, o dietilestilbestrol (DES), que foi usado como uma droga estrogênica sintética em mulheres e animais até ser banido devido ao risco de causar câncer; a proibição do uso de DES em humanos veio em 1971 e em animais, em 1979. O BPA nunca foi usado como medicamento.

Usos

O bisfenol A é usado principalmente para fazer plásticos, como esta garrafa de água de policarbonato .

Em 2003, o consumo nos Estados Unidos foi de 856.000 toneladas, das quais 75% foram usadas para fazer plástico de policarbonato e 21% para resinas epóxi.

Contato humano

As resinas epóxi derivadas do BPA são usadas para revestir canos de água e como revestimento no interior de muitas latas de alimentos e bebidas. O BPA também é usado na fabricação de papel térmico , como o usado nos recibos de vendas. Nos Estados Unidos, menos de 5% do BPA produzido é usado em aplicações de contato com alimentos, mas permanece na indústria de alimentos enlatados e em aplicações de impressão, como recibos de vendas.

Policarbonatos

O bisfenol A é um precursor dos plásticos de policarbonato . Sua reação com o fosgênio é conduzida em condições bifásicas; o ácido clorídrico é eliminado com base aquosa:

Polycarbonatsynthese.svg

Estima-se que 3,6 milhões de toneladas (8 bilhões de libras) de BPA são consumidas para esse fim anualmente. Esses polímeros não contêm BPA, mas sim ésteres derivados dele.

Resinas epóxi e vinil éster

O BPA é um precursor na produção das principais classes de resinas , especificamente as resinas de éster vinílico . Esta aplicação geralmente começa com a alquilação do BPA com epicloridrina .

O " éster vinílico " típico derivado do éter diglicidílico do bisfenol A , às vezes denominado BADGE. A polimerização de radical livre dá um polímero altamente reticulado.

Derivados especializados

O BPA é um bloco de construção versátil a partir do qual muitos derivados foram preparados. Nitraçãodinitrobisphenol A . A bromação dá tetrabromobisfenol A (TBBPA), que exibe propriedades retardantes de fogo .

Vários candidatos a drogas foram desenvolvidos a partir do bisfenol A, incluindo Ralaniten , acetato de Ralaniten e EPI-001 .

Efeitos na saúde

A maior exposição que os humanos tiveram ao BPA foi por via oral, proveniente de fontes como embalagens de alimentos, revestimento de epóxi de latas de metal e bebidas e garrafas plásticas .

A capacidade do BPA de imitar os efeitos do estrogênio natural deriva da semelhança dos grupos fenol tanto no BPA quanto no estradiol , que permitem que esta molécula sintética desencadeie vias estrogênicas no corpo. Normalmente, moléculas contendo fenol semelhantes ao BPA são conhecidas por exercerem atividades estrogênicas fracas, portanto, também é considerado um desregulador endócrino (DE) e químico estrogênico. Os xenoestrogênios são outra categoria em que o BPA químico se enquadra por causa de sua capacidade de interromper a rede que regula os sinais que controlam o desenvolvimento reprodutivo em humanos e animais.

Verificou-se que o BPA se liga a ambos os receptores nucleares de estrogênio (ERs), ERα e ERβ . É 1000 a 2000 vezes menos potente do que o estradiol. O BPA pode imitar a ação do estrogênio e antagonizar o estrogênio, indicando que é um modulador seletivo do receptor de estrogênio (SERM) ou agonista parcial do RE. Em altas concentrações, o BPA também se liga e atua como um antagonista do receptor de andrógeno (AR). Além da ligação ao receptor, verificou-se que o composto afeta a esteroidogênese das células de Leydig , incluindo afetar a expressão de 17α-hidroxilase / 17,20 liase e aromatase e interferir com a ligação do ligando ao receptor de LH .

Em 1997, os efeitos adversos da exposição a baixas doses de BPA em animais de laboratório foram propostos pela primeira vez. Alguns estudos descobriram que o BPA aumenta a ansiedade em ratos. Estudos modernos começaram a encontrar possíveis conexões com problemas de saúde causados ​​pela exposição ao BPA durante a gravidez e durante o desenvolvimento. A partir de 2014, pesquisas e debates estão em andamento sobre se o BPA deve ser banido ou não.

Um estudo de 2007 investigou a interação entre o bisfenol A e o receptor γ relacionado ao estrogênio (ERR-γ). Este receptor órfão (ligante endógeno desconhecido) se comporta como um ativador constitutivo da transcrição. O BPA parece ligar-se fortemente ao ERR-γ ( constante de dissociação = 5,5 nM), mas apenas fracamente ao ER. A ligação do BPA ao ERR-γ preserva sua atividade constitutiva basal. Também pode protegê-lo da desativação do SERM 4-hidroxitamoxifeno (afimoxifeno). Este pode ser o mecanismo pelo qual o BPA atua como um xenoestrogênio . Expressões diferentes de ERR-γ em diferentes partes do corpo podem ser responsáveis ​​por variações nos efeitos do bisfenol A. O BPA também demonstrou atuar como um agonista do GPER (GPR30).

De acordo com a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos, "o BPA não representa nenhum risco para a saúde dos consumidores de qualquer faixa etária (incluindo nascituros, bebês e adolescentes) nos níveis de exposição atuais". Mas, em 2017, a Agência Europeia de Produtos Químicos concluiu que o BPA deveria ser listado como uma substância de grande preocupação devido às suas propriedades como desregulador endócrino .

Em 2012, a Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos proibiu o uso de BPA em mamadeiras .

A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) sustenta a posição de que o BPA não é um problema de saúde. Em 2011, Andrew Wadge, o cientista-chefe da Food Standards Agency do Reino Unido , comentou em um estudo dos EUA de 2011 sobre a exposição alimentar de humanos adultos ao BPA, dizendo: "Isso corrobora outros estudos independentes e aumenta a evidência de que o BPA é rapidamente absorvido , desintoxicado e eliminado de humanos - portanto, não é um problema de saúde. "

A Endocrine Society disse em 2015 que os resultados de pesquisas laboratoriais em andamento eram motivos de preocupação sobre os riscos potenciais dos desreguladores endócrinos  - incluindo o BPA - no meio ambiente, e que, com base no princípio da precaução, essas substâncias deveriam continuar a ser avaliadas e rigidamente regulamentado. Uma revisão da literatura de 2016 disse que os danos potenciais causados ​​pelo BPA eram um tópico de debate científico e que uma investigação mais aprofundada era uma prioridade por causa da associação entre a exposição ao BPA e efeitos adversos à saúde humana, incluindo efeitos reprodutivos e de desenvolvimento e doenças metabólicas.

Em julho de 2019, a União Europeia manteve uma decisão da Agência Europeia dos Produtos Químicos de listar o BPA como uma substância que suscita elevada preocupação , o primeiro passo no procedimento de restrições ao seu uso. A decisão é baseada em preocupações sobre a toxicidade do BPA para a reprodução humana.

Efeitos ambientais

Em 2010, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos informou que mais de um milhão de libras de BPA são liberadas no meio ambiente anualmente. O BPA pode ser liberado no meio ambiente por lixiviação pré e pós-consumo. As rotas comuns de introdução no meio ambiente, da perspectiva do pré-consumidor, são diretamente de plásticos, fabricantes de revestimentos e tinturas, fundições que usam BPA para fundir areia ou transporte de BPA e produtos contendo BPA. Resíduos de BPA pós-consumo vêm de descarte de efluentes de estações de tratamento de águas residuais municipais, tubos de irrigação usados ​​na agricultura, lixo plástico transportado pelo oceano, lixiviação indireta de plástico, papel e resíduos de metal em aterros sanitários e empresas de reciclagem de papel ou material. Apesar de uma rápida meia-vida no solo e na água de 4,5 dias e uma meia-vida no ar de menos de um dia, a onipresença do BPA o torna um poluente importante . O BPA apresenta baixa taxa de evaporação da água e do solo, o que apresenta problemas, apesar de sua biodegradabilidade e baixa preocupação com a bioacumulação. O BPA tem baixa volatilidade na atmosfera e baixa pressão de vapor entre 5,00 e 5,32 Pascais. As soluções aquosas de BPA são absorvidas em comprimentos de onda superiores a 250 nm.

O BPA interfere na fixação de nitrogênio nas raízes de leguminosas associadas ao simbionte bacteriano Sinorhizobium meliloti . O BPA afeta as mudas de soja no que diz respeito ao crescimento da raiz, produção de nitrato , produção de amônio e atividades de nitrato redutase e nitrito redutase . Com baixas doses de BPA, o crescimento das raízes melhorou, a quantidade de nitrato nas raízes aumentou, a quantidade de amônio nas raízes diminuiu e as atividades de nitrato e nitrito redutase permaneceram inalteradas. No entanto, em concentrações consideravelmente mais altas de BPA, os efeitos opostos foram observados para todos, exceto um aumento na concentração de nitrato e uma diminuição nas atividades de nitrito e redutase de nitrato. O nitrogênio é uma substância nutricional das plantas, mas também a base do crescimento e do desenvolvimento das plantas.

Um estudo de 2005 conduzido nos Estados Unidos descobriu que 91–98% do BPA pode ser removido da água durante o tratamento em estações de tratamento de água municipais. No entanto, uma meta-análise de 2009 do BPA no sistema de águas superficiais mostrou BPA presente nas águas superficiais e sedimentos nos EUA e na Europa. De acordo com a Environment Canada em 2011, "o BPA pode ser encontrado atualmente em águas residuais municipais. ... a avaliação inicial mostra que, em níveis baixos, o bisfenol A pode prejudicar peixes e organismos com o tempo."

O BPA afeta o crescimento, a reprodução e o desenvolvimento dos organismos aquáticos. Entre os organismos de água doce, os peixes parecem ser as espécies mais sensíveis. Evidências de efeitos relacionados ao sistema endócrino em peixes, invertebrados aquáticos, anfíbios e répteis foram relatados em níveis de exposição ambientalmente relevantes inferiores aos exigidos para toxicidade aguda. Há uma ampla variação nos valores relatados para efeitos relacionados ao sistema endócrino, mas muitos caem na faixa de 1μg / L a 1 mg / L.

Uma revisão de 2009 dos impactos biológicos de plastificantes na vida selvagem publicada pela Royal Society com foco em anelídeos aquáticos e terrestres , moluscos , crustáceos , insetos, peixes e anfíbios concluiu que o BPA afeta a reprodução em todos os grupos de animais estudados, prejudica o desenvolvimento em crustáceos e anfíbios e induz aberrações genéticas.

Toxicidade

O BPA exibe toxicidade aguda muito baixa, conforme indicado por seu LD50 de 4 g / kg (camundongo). Nesses ratos, o ganho de peso foi reduzido e exibiu propriedades semelhantes ao estrogênio. Relatórios indicam que também é um irritador de pele menor, embora menos do que o fenol .

O Centro Nacional de Pesquisa Toxicológica do FDA conduziu seus próprios estudos de pesquisa. Em estudos com roedores, a quantidade de BPA passada da mãe para o filho ainda não nascido após a administração oral foi considerada insignificante. A dose de administração de BPA para os roedores foi 100-1000 vezes maior do que a exposição humana.

Produção

A capacidade de produção mundial de BPA era de 1 milhão de toneladas na década de 1980 e mais de 2,2 milhões de toneladas em 2009. É um produto químico de alto volume de produção . Este composto é sintetizado pela condensação da acetona (daí o sufixo A do nome) com dois equivalentes de fenol . A reação é catalisada por um ácido forte, como ácido clorídrico (HCl) ou uma resina de poliestireno sulfonado . Industrialmente, um grande excesso de fenol é usado para garantir a condensação total; a mistura de produto do processo cumeno (acetona e fenol) também pode ser usada como material de partida:

Síntese de bisfenol A a partir de fenol e acetona

Numerosas cetonas sofrem reações de condensação análogas.

Substitutos do BPA

As preocupações sobre os efeitos do BPA na saúde levaram muitos fabricantes a substituí-lo por substitutos como o bisfenol S (BPS) e a difenil sulfona . No entanto, também foram levantadas questões de saúde sobre esses substitutos.

Reações

A nitração produz Dinitrobisphenol Uma . A bromação produz tetrabromobisfenol A, que tem sido usado em materiais epoxi retardadores de chama, mas está se tornando mais geralmente evitada devido às restrições ao uso de espécies halogenadas em geral.

Identificação em plásticos

Alguns plásticos do tipo 7 podem conter bisfenol A.

Nos Estados Unidos, a embalagem de plástico é dividida em sete classes amplas para fins de identificação por um código de identificação de resina . A partir de 2014, não há requisitos de rotulagem de BPA para plásticos nos EUA "Em geral, os plásticos marcados com os códigos de identificação de resina 1, 2, 4, 5 e 6 são muito improváveis ​​de conter BPA. Alguns, mas não todos, os plásticos que são marcados com o Código de Identificação de Resina 7 podem ser feitos com BPA. " O tipo 7 é a classe "outra" abrangente, e alguns plásticos do tipo 7, como policarbonato (às vezes identificado com as letras "PC" perto do símbolo de reciclagem ) e resinas epóxi, são feitos de monômero de bisfenol A. O tipo 3 ( PVC ) pode conter bisfenol A como antioxidante (não um plastificante) em "PVC flexível" amolecido por plastificantes , mas não PVC rígido, como tubos, esquadrias e revestimentos.

Legislação

A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA encerrou sua autorização do uso de BPA em mamadeiras e embalagens de fórmulas infantis, com base no abandono do mercado, não na segurança. A União Europeia e o Canadá proibiram o uso de BPA em mamadeiras.

Atualmente nos Estados Unidos, existem 12 estados, além de Washington, DC, que têm restrições em vigor contra o BPA. Esses estados incluem Califórnia, Connecticut, Delaware, Maine, Maryland, Massachusetts, Minnesota, Nevada, Nova York, Vermont, Washington e Wisconsin. As restrições de cada estado diferem ligeiramente, mas todas restringem o uso do BPA de alguma forma.

A seguir estão alguns exemplos de legislação em vigor nesses estados:

  • Califórnia - Assembly Bill 1319 (2011) proíbe a fabricação e venda de garrafas e copos com BPA em níveis detectáveis ​​acima de 0,1 partes por bilhão se esses itens forem destinados ao uso por crianças de 3 anos ou menos. Exige que os fabricantes usem materiais alternativos não tóxicos que não sejam classificados como tóxicos cancerígenos ou reprodutivos.
  • Delaware - Senate Bill 70 (2011) proíbe a venda de garrafas e copos contendo BPA se os itens forem projetados para serem usados ​​por crianças de 4 anos ou menos.
  • Illinois - Senate Bill 2950 (2011) proíbe a venda de recipientes vazios como garrafas ou copos projetados para armazenar alimentos e bebidas para crianças que contenham BPA.
  • Maine - House Bill 330 (2011) ajudou a processar o BPA para ser reconhecido como um produto químico prioritário sob o Título 38, §1691, lei do Maine sobre produtos químicos tóxicos em produtos destinados ao uso por crianças. O BPA foi formalmente designado como uma substância que deve passar por certos requisitos de relatório para fabricantes de produtos que contêm BPA, bem como autorizar a proibição da venda de produtos que são relatados como contendo BPA.

Veja também

Referências

Leitura adicional