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煤焦油

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煤焦油
1922年英国莱特煤焦油药皂(Wright's Coal Tar Soap)广告
临床资料
商品名英语Drug nomenclatureBalnetar,、Cutar及其他
其他名称liquor carbonis detergens (煤焦油洗剂,LCD)
liquor picis carbonis (煤焦油溶液,LPC)[1]
AHFS/Drugs.comMultum消费者信息
给药途径外用药
ATC码
法律规范状态
法律规范
  • OTC / Rx-only
识别信息
CAS号8007-45-2
ChemSpider
  • none
UNII
CompTox Dashboard英语CompTox Chemicals Dashboard (EPA)
ECHA InfoCard100.029.417 编辑维基数据链接

煤焦油(英语:coal tar)是一种使用碳生产焦炭煤气过程中产生的副产品 - 一种呈浓稠黑色,且具烟味和烧焦味的液体[2][3][4]。它是矿物杂酚油中的一种。煤焦油可供医疗和工业之用[2][5]。它在医学上是一种外用药物(局部用药),用于治疗干癣脂漏性皮炎(头皮屑)[6]。它可与紫外线光疗法英语ultraviolet light therapy结合使用[6]。在工业上可用于铁路枕木防腐剂,并用于道路铺面[7]。美国联邦政府于1980年发布的第一份致癌物报告(Report on Carcinogens,参见美国国家毒物计划)中将其列入已知人类致癌物[8]

煤焦油最早约于1665年被发现,且早在1800年代就用于医疗目的[7][9]。人类约于1850年发现它可作为合成染料的主要原料,继而促成此产业出现[10]。煤焦油已列入世界卫生组织基本药物标准清单之中[11]。市面上有煤焦油的通用名药物流通,它是一种非处方药[5]

使用煤焦油的副作用有皮肤不适、日光敏感性、过敏反应和皮肤变色[6]。个体于怀孕期间使用是否对胎儿有安全上的顾虑尚未被了解,而个体于母乳哺育期间使用,可能对婴儿不利,通常不建议使用[12]。煤焦油的确切作用机制尚未被了解[13]。它是类、多环芳香烃 (PAHs) 和杂环化合物的复杂混合物,[2]具有抗真菌抗发炎抗发痒英语Antipruritic抗寄生虫的特性[13]

构成

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煤焦油由煤碳经热裂解而产生。其组成随加工过程和煤种(褐煤烟煤无烟煤)而异[14]

它是约10,000种化合物的混合体,其中只有约50%受到鉴定,[15]成分中大部分是PAHs[16][17]

其他:甲苯二甲苯异丙苯苯并呋喃苯并呋喃甲基萘1,2-二氢苊苯酚甲酚吡啶吡啶碱英语picoline、菲(phenanthracene)、咔唑喹啉荧蒽[14]。其中许多成分都是已知的致癌物[20][21]

衍生物

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各种酚类煤焦油衍生物具有镇痛作用,如乙酰苯胺非那西丁乙酰胺酚(扑热息痛)[22]。乙酰胺酚可能是目前唯一仍在使用的煤焦油衍生镇痛药[23]。工业用苯酚现在通常由原油,而非煤焦油合成[24]

患有遗传性葡萄糖六磷酸去氢酵素缺乏症 (G6PD缺乏症) 的个体禁用煤焦油衍生物,因为会导致氧化压力,而造成红细胞破坏[25]

作用机制

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煤焦油确切的作用机制尚未被了解[13]。煤焦油是酚类、PAHs和杂环化合物的复杂混合物[2]。 它是一种角质软化剂,可降低皮肤细胞的生长速度,并软化皮肤角质层[26][14]

用途

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医学

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煤焦油已列入世界卫生组织基本药物标准清单中,是医疗系统中最有效、最安全的药物[11]。市面上有其通用名药物流通,且为非处方药[5]

药用洗发水、肥皂和药膏中可加入煤焦油成分。它具有抗真菌、抗发炎、抗发瘙和抗寄生虫的特性[13]。可用作治疗头皮屑和干癣的外用药,以及用来杀灭和驱除头虱[6]。它可与紫外线光疗法结合使用(煤焦油中的某些成分可增加皮肤对紫外线的敏感度,增强治疗效果)[6]

使用的煤焦油有两种形式:原煤焦油(拉丁语:pix carbonis)或煤焦油溶液(拉丁语:liquor picis carbonis,LPC),也称为煤焦油洗剂(liquor carbonis detergens,LCD)[13][27][28]。市面上的商品名称有Denorex、Balnetar、Psoriasin、Tegrin、T/Gel和Neutar等。临时配制的局部用药制作方式为:首先将20%的煤焦油溶解于酒精中,接着加入5%的吐温80,形成煤焦油溶液。最后将此溶液稀释于凡士林等软膏基质中。

建筑用途

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煤焦油是首批用作道路密封层的材料。英国威尔士发明家Edgar Purnell Hooley英语Edgar Purnell Hooley首先开发出的柏油路(简称tarmac)由煤焦油沥青覆盖的花岗岩碎石铺砌而成。后来使用的填充料是工业炉渣。如今更为常用的是石油衍生的粘合剂和密封剂。这些密封剂用于延长路面使用寿命,并降低维护成本,通常用于路面、停车场和人行道的铺设[29]

含煤焦油成分的密封剂通常是加入20%至35%的煤焦油沥青[30]。研究[31]显示美国各处均使用煤焦油密封剂,然而已有一些地区出于环境、人体健康及防止污染的考量而禁止在密封剂产品中添加煤焦油,[32][33][34]例如在华盛顿哥伦比亚特区德克萨斯州奥斯汀市、威斯康辛州戴恩郡华盛顿州以及明尼苏达州的几个城市等[35][36]

工业用途

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现代煤焦油主要应用于燃料和沥青等。全球每年煤焦油交易的总价约为200亿美元[37]

  • 燃料。
  • 制造涂料、合成染料(尤其是柠檬黄(黄色5号))和摄影材料[38]
  • 作为锅炉燃料,但必须预热才能顺畅流动,与重油相似[39]
  • 制作炭黑用原料[40]
  • 生产石墨的粘合剂。"生胚"在石墨生产过程中经高温烘烤,其中的煤焦油粘合剂会转化为挥发性焦炉挥发物(COV)。为防止COV污染环境,通常会将其送入焚烧炉处理[41][42]
  • 电弧炉电极糊英语carbon-paste electrode的主要粘合剂,将焦炭或煅烧无烟煤等固体填料结合在一起,形成电极糊(众人熟知的Söderberg电极糊)。[43]
  • 生产更高价值馏分(例如石脑油、矿物杂酚油和沥青)的原料。许多公司在煤气时代因蒸馏煤焦油以分离这些馏分,而发现许多工业化学品。
一些此类的英国公司有:[44][45]

Bonnington化学公司英语Bonnington Chemical Works、英国焦油产品公司、兰开夏焦油蒸馏公司、米德兰焦油蒸馏公司、Newton, Chambers & Company(Izal品牌消毒剂的生产者)及Sadlers化学品公司。

安全性

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使用煤焦油的副作用有皮肤不适、日光敏感性、过敏反应和皮肤变色。个体于怀孕期间使用是否对胎儿有安全上的顾虑尚未被了解,而个体于母乳哺育期间使用,可能对婴儿不利,通常不建议使用[46]。 美国全国干癣癣基金会英语National Psoriasis Foundation认为煤焦油是数百万患有干癣癣和其他头皮或皮肤病人们的宝贵、安全且廉价的治疗选择[47]。根据美国食品药物管理局(FDA),含有0.5%至5%之间煤焦油的制剂被认为在治疗干癣方面为既安全且有效[48]

癌症

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长期且持续接触煤焦油可能会增加罹患非黑色素瘤皮肤癌的风险[49]。医用煤焦油是否会导致癌症,,因为缺乏足够的数据而尚无定论,通常医用煤焦油不会长时间停留在皮肤上[50]。而煤焦油在职业暴露、动物模型和机制研究中确实会导致癌症,[18]目前研究显示短期用药,并不会导致人类癌症风险显著上升[50]

煤焦油含有许多PAHs,据信其代谢物会与DNA结合,并损害DNA[21]。煤焦油和空气污染物中所含的PAHs会诱导表皮细胞的免疫衰老和细胞毒性[51][52]。皮肤在短期暴露于PAHs后可自行修复,但在长期暴露后会失去修复的能力[50]。长期暴露后会产生"碳氢化合物角化病英语hydrocarbon keratosis,又称焦油疣",可发展成鳞状细胞癌[14]

煤焦油是所发现的首批职业暴露会导致癌症的化学物质之一(于1775年在研究烟囱清扫工癌症的研究中得到证实)[14]。现代研究显示接触煤焦油沥青的工作,例如铺路或铺设屋顶,会增加罹癌风险[18]

国际癌症研究机构将煤焦油列为第一类致癌物,表示其会直接导致癌症[18][53][54]美国卫生及公共服务部将煤焦油列为已知人类致癌物[55]

美国一些城市为应对公众对PAHs致癌性的担忧(例如密尔瓦基市),已禁止使用常见的煤焦油道路和车道密封剂,理由是担心地下水中PAHs含量会因此升高[56]

其他用途

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用煤焦油制剂治疗过的皮肤会增加对阳光的敏感性(可能导致光照性皮炎),[57]因此应避免阳光照射。

高温蒸馏煤焦油后的残留物,主要是由三个或更多个稠环芳香烃组成的复杂混合物,根据欧盟相关法规,该物质于2010年1月13日被正式列入高度关注物质名单[58]

管理规范

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在工作场所,可能会经由呼吸、皮肤或眼睛而发生接触煤焦油沥青挥发物的情况。美国职业安全与健康管理局英语Occupational Safety and Health Administration(OSHA) 将苯可溶性部分的建议暴露限值设定为每天8小时0.2毫克/立方米。美国国立职业安全与健康研究所 (NIOSH) 订定环己烷可萃取部分的建议暴露限值为每天8小时0.1毫克/立方米。煤焦油沥青挥发物在在80毫克/立方米的浓度下会立即对生命和健康造成危险[59]

煤焦油制剂在美国被当作非处方药,由FDA监管。

参见

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  • 碳油英语Coal oil]]],一种从干馏褐煤、矿物蜡或沥青页岩中获得的页岩油,曾广泛用于照明
  • 焦油

参考文献

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外部链接

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