IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Парадокс химического состава сигарет состоит в том, что люди фактически потребляют не те вещества, которые содержатся в самом изделии, а те, которые образуются в результате его сгорания. Поэтому больший интерес представляет химический состав не столько самих табачных изделий, сколько их производных – табачного дыма.

В табачном растении могут содержаться пестициды и многие другие вещества. В процессе производства сигарет к табачному листу преднамеренно присоединяется множество различных добавок. К настоящему времени в табачных изделиях обнаружено около 4000 химических соединений, а в табачном дыме – около 5000.

При курении происходит 3 типа химических реакций: пиролиз, пиросинтез и дистилляция. В результате таких химических процессов табачный дым является весьма сложным по составу и содержит множество химических веществ, которые смешаны с воздухом в виде твёрдых частиц или газов.

Табачный дым состоит из двух фаз – газовой фазы и фазы частиц, причём главная струя дыма по массе более чем на 90% состоит из газообразных веществ. В каждой из этих фаз можно провести дальнейшую градацию: газовой фазы – на собственно газы и пары, фазы частиц – на полу-летучие и нелетучие компоненты. Фаза частиц – это смола, никотин,бенз(а)пирен и другие вещества. Газовая фаза состоит из оксида углерода, аммиака, диметилнитрозамина, формальдегида, цианистого водорода, акролеина и многих других компонентов. Около 60 из них являются известными или предполагаемыми канцерогенами, то есть веществами, вызывающими рак.

Никотин является естественным компонентом табачных растений. В больших количествах он весьма токсичен. Он более ядовит, чем стрихнин, и обладает в 3 раза большей токсичностью, чем мышьяк.

Смола – это всё то,что содержится в табачном дыме, за исключением газов, никотина и воды. Среди присутствующих в табачном дыме канцерогенов выделяют 2 класса возбудителей злокачественных опухолей: полициклические ароматические углеводороды и специфические для табака нитрозамины.

Также табачный дым содержит другие органические и неорганические соединения, которые могут обладать канцерогенным действием.

Международное агентство исследований рака относит к «Канцерогенам человека первой группы» 44 отдельных вещества, 12 групп и 13 условий, способствующих воздейтсивю. Девять из этих 44 веществ присутствуют в основном потоке табачного дыма. Это бензол, кадмий, мышьяк, никель, хром,2-нафтил-амин, винил хлорид, 4-аминобифенил, бериллий.

Поскольку алкалоиды табака, и прежде всего, никотин обусловливают физиологическое действие табачного дыма, эта группа веществ была подвергнута наиболее тщательному изучению. Наиболее широко для изучения состава алкалоидов и других оснований табачного дыма применяют газовую хроматографию. В табачном дыме обнаружены все алкалоиды, которые присутствуют в табаке. Кроме того, удалось открыть два новых алкалоида:

Наряду с аммиаком (61-108 мкг/сиг.), удалось обнаружить многие первичные, вторичные и третичные алифатические амины, в том числе (в мкг/сиг.): метиламин 22,3; диметиламин 11,2; этиламин 11,2; метилэтиламин 22,2; диэтиламин 0,3; бутиламин 3,3; изобутиламин 3; изопентиламин 4,5, а также

Также в табачном дыме содержатся азотистые гетероциклические соединения и их производные, которые имеют интенсивный запах. Содержание индола в дыме от одной сигареты достигает 14, скатола 14, карбазола 2 мкг.

Среди азотсодержащих веществ в табачном дыме обнаружены также: амид никотиновой кислоты, метилнитрат СН3ОNО, метилизоцианат CH3NCO, а, кроме того, значительные количества нитрилов (в мкг/сиг.): ацетонитрил C2H5CN-140, акрилонитрил CH2 = CHCN-10, изобутиронитрил C4H9CN-8 и др.

Углеводороды - самый разнообразный класс соединений в составе табачного дыма. В настоящее время идентифицировано более 200 углеводородов, присутствующих в газовой и твердо-жидкой фазах.

Среди алканов в больших количествах обнаружены газообразные вещества (мг/сиг.): метан 1,2; этан 0,5; пропан 0,25; н-бутан 0,07; изо-бутан 0,02; н гексан 0,01 и др. Для изучения этих компонентов применяли в основном газовую хроматографию.

В газовой фазе дыма обнаружена также большая группа алкенов, в том числе (в мкг/сиг.): этилен 240; пропилен 240; изобутилен 64, бутен-1 6,2 и др. Удалось идентифицировать и более высокомолекулярные вещества этого класса соединений, в частности 6, 10, 14-триметил-2-этилпентадекен-1:

В табачном дыме обнаружено более 17 циклических неароматических углеводородов, в том числе:

Качественный состав углеводородов табачного дыма исключительно сложен. Успехи в его расшифровке были достигнуты благодаря комплексному применению современных аналитических методов.

Газообразные углеводороды, например, предварительно разделяли с помощью химических методов на насыщенные и ненасыщенные, а затем анализировали на газовом хроматографе. Парафины очищали с помощью адсорбционной колоночной хроматографии, после чего разделяли на газовом хроматографе. В табачном дыме обнаружено свыше 55 карбонильных соединений, некоторые данные по алифатическим альдегидам и кетонам приведены ниже:

Кислотный состав табачного дыма сложен. Комплексные исследования, выполненные в лаборатории химии ВИТИМа, позволили получить данные о содержании кислот в табачном дыме. Среди летучих жирных кислот были идентифицированы и количественно определены (в мкг/сиг.): муравьиная 280-600, уксусная 650-1030, пропионовая 100-300, н-масляная 45, изомасляная 139, н-валериановая 48, изовалериановая 139 и др. Общее содержание летучих кислот превышало 2 мг/сиг. В настоящее время обнаружено около 40 фенолов, в том числе (в мкг/сиг.): фенол 109-182, крезолы 80, диметилфенолы 20-30, триметилфенолы и этилфенолы 84, пирокатехин 61, гидрохинон 83, гваякол 15-25, эвгенол 6, скополетин 14-27, а также

В составе серосодержащих веществ табачного дыма идентифицированы следующие компоненты: сероводород (12 мкг/сиг.), двуокись серы, сероуглерод, сероокись углерода COS, метилмеркаптан CH3SH, этилмеркаптан CH3CH2SH, диметилсульфид СН3 - S - СН3, диметилдисульфид СН3 - S - S - СН3, метилтионитрит СН3-SNO, тиоцианат N ≡ C - S - C ≡ N, тиоциановая кислота HS - C ≡ N (5 мкг/сиг.), а также

Любой человек, вошедший в здание или автомобиль, в котором курили, даже несколько дней назад, может почувствовать запах, известный как «застоявшийся табачный дым». Этот запах обусловлен повторным выделением полу-летучих органических соединений (ПЛОС), которые абсорбируются на поверхностях здания, стенах, полу, коврах и т.д. Никотин является наиболее известным из ПЛОС. К менее известным ПЛОС относится табачная смола, которая не так летуча, как никотин, и поэтому будет повторно выделяться в течение более длительного промежутка времени. Табачный дым содержит множество сильнодействующих канцерогенов и атерогенов. Таким образом, помещения, в которых происходило курение, загрязнены тем, что является, по сути, токсичными отходами. Так, в течение одного года каждый курильщик выпустит в воздух более 100 граммов токсичной табачной смолы, из которой примерно половина осядет на поверхностях помещения, где она может медленно повторно выделяться с течением времени. Это явление абсорбции и повторного выделения табачной смолы (десорбции) полностью игнорируется при обсуждении проблемы курения в зданиях, несмотря на то, что люди проводят 90% своего времени в помещении.

Код для цитирования: Скопировать