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Faculté de médecine de Annaba Laboratoire de toxicologie CHU IBN-SINA Cours de

Faculté de médecine de Annaba Laboratoire de toxicologie CHU IBN-SINA Cours de 3e année résidanat toxicologie 2015-2016 KOULOUGHLI Khaoula Toxicologie du benzène et de ses homologues supérieurs Introduction I. Benzène 1. propriétés physicochimiques 2. Utilisations 3. Etiologies des intoxications 4. Toxicocinétique 5. Mécanisme d’action toxique 6. Toxicologie clinique 7. Traitement 8. Surveillance biologique d’exposition 9. Toxicologique analytique 10. Prévention II. Homologues supérieurs du benzène Conclusion. Plan : Introduction HC aromatiques (benzène, toluène et xylène): solvants importants et des réactifs de départ pour les synthèses de produits dans l’industrie chimique. • Les benzols : mélanges de benzène, toluène et xylènes (Toluène = méthyl benzène, xylènes = diméthyl benzène en ortho, méta ou para). • Benzine : produit de distillation du pétrole (hydrocarbures aliphatique, 2-5% benzène). • Les toluols contiennent essentiellement du toluène (moins de 2% de benzène). • Les xylols: ne renferment pas de benzène. • benzénisme concerne l'intoxication chronique par le benzène seul. • benzolisme s'applique à l'intoxication chronique provoquée par le benzène mélangé à ses homologues supérieurs : le toluène et les xylènes. 3 Introduction 1825 : Michael Faraday découvre le benzène dans le liquide résiduel du fond des bouteilles d'éclairage, un composé qu'il nomme « bicarburet of hydrogen ». 1834 : Mitscherlish découvre C6H6. 1865 : Auguste Kekule découvre structure cyclique à doubles liaisons. 4 I. Benzène Introduction Etymologie : Mitscherlich baptise ce composé « benzin » en référence à la gomme benjoin, dont il a extrait l'acide benzoïque, mais l'éditeur Liebig lui préfère le nom « benzol », la terminaison - ol faisant référence à l'huile (Öle en allemand) ; le composé sera finalement dénommé « Benzol » en allemand, mais « benzène » en français et « benzene » en anglais. 5 Le chimiste français Auguste Laurent propose de son côté le nom « phène » (du grec ancien pheino, « j'éclaire »), le composé étant issu du gaz d'éclairage ; cette racine restera dans le nom du radical phényle et dans celui de l'alcool dérivé, le phénol. I. Benzène Introduction Le benzène est un composé organique de formule brute C6H6, structure plane cyclique et comporte six électrons délocalisés. Il appartient à la famille des hydrocarbures aromatiques monocycliques non substitué. Son exceptionnelle qualité de solvant a permis son utilisation dans de nombreuses industries (1) . 6 Introduction Utilisé en fin du IXXe siècle: Solvant dans les industries: Caoutchouc. Imprimerie. 7 Introduction Charbon et huiles. Plantes et animaux. Substances produites par volcans et feux de forêts. 3 procédés chimiques : Reformage catalytique ; Hydrodésalkylation du toluène : Du fait de besoins industriels importants, le benzène peut également être obtenu par conversion d'autres hydrocarbures aromatiques moins utilisés Vapocraquage (2). 8 Source production 1. Propriétés physico chimiques 9 1. Propriétés physicochimiques Formule C6H6 Mm = 78,11g/mol. inflammable, ses vapeurs mélangées à l’air sont explosives. Aspect Liquide incolore Odeur Aromatique caractéristique Point d’ébullition 80°C à 760 mmHg Point de fusion 5,5 °C Densité 0,879 Densité de vapeurs(air=1) 2,7 Solubilité et miscibilité Peu soluble dans l’eau, très liposoluble, miscible avec alcool, acétone, corps gras, chloroforme. Charboadsorbable, absorbe dans l’IR, UV(255nm)(3). Physique 10 1. Propriétés physicochimiques • Stable à T° ambiante. • Réagit avec de nombreux composés (substitution, addition, rupture du cycle). • Peut agir vivement avec les oxydants fort (des réactions exothermiques) : tel que les acides forts (acide nitrique = nitrobenzène explosif)(4). Chimique 11 2. Utilisation Les utilisations actuelles du benzène sont 5 : Pétrochimie ; Industrie chimique ; Carburants ; Laboratoires ; Autres. 12 2. Utilisations : • Sont concernés, en raffinerie : opérateurs de fabrication, agents des laboratoires, opérateurs de chargement des citernes éventuellement certains instrumentistes d'entreprises de nettoyage de bacs ayant contenu du benzène ou des essences (1). 131.Pétrochimie 2. Utilisations : Le benzène est une matière première très utilisée, en vase clos, dans la synthèse de nombreux intermédiaires et matières premières. Les principales utilisations sont la fabrication de : • Solvants ; • copolymères et caoutchoucs styréniques • résines polyesters, • fibres textiles polyamides (Nylon®), • détergents, • colorants et produits pharmaceutiques (1). 142.Industriechimique 2. Utilisations : La teneur en hydrocarbures aromatiques des carburants pour automobiles (essences avec et sans plomb) a été augmentée, pour compenser la baisse d'indice d'octane due à la diminution du taux en dérivés organiques du plomb. La teneur en benzène est réglementairement inférieure à 5 % en volume, en Europe depuis 1989, et depuis 2000<1% (2). Du benzène, produit par combustion dans les moteurs, est également présent dans les gaz d'échappement (1). 153. Carburant et gaz d’échappement 2. Utilisations : 4. Laboratoires : Des laboratoires de recherche, d'analyse, ou d'enseignement utilisent encore du benzène, souvent par habitude, comme support de chromatographie. L'industrie du parfum utilise toujours du benzène comme solvant d'extraction, à froid ou à chaud, d'essences naturelles (à partir de fleurs, mousses, résines). Son remplacement se heurte à des difficultés techniques (1). 16 2. Utilisations : 17 5. Autres : • Toxicomanie : sniffer (solvants) (4). • Le benzène est aussi présent dans la fumée de cigarette 50ppm (1). Comportement dans l’environnement : 18 A partir des eaux superficielles, le benzène se volatilise rapidement. Le benzène étant relativement soluble, une partie présente dans l’atmosphère est déposé sur le sol ou dans les eaux par précipitation. Mobile. De par sa pression de vapeur et sa solubilité élevées, le benzène se volatilise à partir de la surface du sol, est entraîné vers les eaux superficielles par ruissellement et vers les eaux souterraines par lixiviation. Dans l’atmosphère, le benzène existe sous forme gazeuse. Il est principalement dégradé en réagissant avec les radicaux hydroxyles formés par réaction photochimique (4). Persistance : L’ensemble de des essais montre que le benzène peut être considérée comme facilement dégradable, une demi-vie de 15 jours dans l’eau (4) 3. Etiologies des intoxications 19 A.Professionnelle ; B.Extraprofessionnelle. Tableau 4 des maladie professionnelle du journal officiel Algérien 23/03/ 1997 : 20 3. Etiologie des intoxications : Professionnelle 21 3. Etiologie des intoxications : Extra-pofessionnelle Pollution urbaine : circulation automobile= gaz d'échappement et émissions des réservoirs d'essence. Emissions industrielles, décharges, destruction des emballages ayant contenu du benzène. Fumée de cigarette. Eau de boisson: contaminée par le benzène fuites souterraines à partir des réservoirs de stockage du pétrole et des enfouissements des déchets Présence dans l'environnement naturelle: C faible composant du pétrole brut (1-4%), eau de mer (0,8g/l)voisinages des gisements naturels de pétrole et de gaz naturel, activités volcaniques et feux de forêts. 4. Toxicocinétique : ADME 22 23 4. Toxicocinétique A C’est la voie de pénétration prépondérante. Chez l’Homme, on estime que 50% de la quantité inhalée est absorbée (5) Une rare voie d’exposition ! Mais l’absorption du benzène dans le tractus digestif est facile (6). Le benzène liquide et ses vapeurs sont aussi absorbés par voie cutanée, mais de façon moindre ! Chez l’Homme (in vitro): Absorption de benzène liquide = 0,2%. In vivo, 0,05% des vapeurs semblent pénétrées par la peau (6). En milieu professionnel la voie cutanée contribuerait à la dose totale absorbée(5). L’absorption cutanée sur 10cm de peau de l’essence contenant du benzène à 5% serait égale à l’inhalation de 10ppm. Une notation « Skin » a été ajouter par l’ACGIH en 2005 pour rendre compte de la possibilité d’une absorption cutanée (5). 24 4. Toxicocinétique D Tissulaire : a haute liposolubilité explique sa tendance à se distribuer dans les tissus riches en lipide. Des niveaux importants sont observés dans le tissu adipeux, cerveau, foie, MO, reins (6). Concentration létale 0,94-2mg/L (7) Traverse le placenta chez l’homme et l’animal et des concentrations comparables sont observées dans le sang maternelle et le sang du cordon ombilical (6). Transport : Le benzène se fixe brièvement sur les lipoprotéines plasmatiques et les hématies (1). Lors de l’intoxication aigue la fixation sur le SN est prédominante ; Intoxication chronique la fixation hépatique est prédominante. 25 4. Toxicocinétique M Environ 80% du benzène absorbé est métabolisé . Principalement au niveau hépatique, mais aussi dans d’autres tissus notamment la MO (6). 26 4. Toxicocinétique M 27 4. Toxicocinétique M La première étape consiste en une hydroxylation catalysée par le cytochrome P450 2E1 conduisant à la formation d’un benzène-époxyde (qui est en équilibre avec la forme oxépine). Trois voies métaboliques peuvent être empruntées par cet intermédiaire très électrophile. 28 4. Toxicocinétique M 1. Réarrangement non enzymatique du benzène–époxyde en phénol. P O Le phénol peut être hydroxylé en hydroxyquinone qui conduit à la production de p-benzoquinone ou de 1,2,4-trihydroxybenzène. Le phénol peut aussi être hydroxylé en catéchol qui formera soit de la o- benzoquinone soit du 1,2,4- trihydroxybenzène (THB)*. Tous ces métabolites subiront des réactions de phase II conduisant à leur excrétion sous forme de glucuro- et sulfo-conjugués, d’acide mercapturique, voire d’adduits d’ADN (4). 29 4. Toxicocinétique M 2. Transformation du benzène-époxyde en benzène-dihydrodiol sous l’action d’une enzyme époxyde-hydrase : Ce diol suit deux voies métaboliques : soit la réduction sous l’action d’une déshydrogénase formant le catéchol, soit l’ouverture en trans du cycle formant un aldéhyde, la transmuconaldéhyde. Cet aldéhyde est alors oxydé en acide trans, transmuconique éliminé dans les urines (demi-vie d’environ 6 heures) uploads/Sante/ toxicologie-du-benzene-et-de-ses-homologues-superieurs-kouloughli-khaoula 1 .pdf