壬基酚的应用

背景及概述^[1][2]

壬基酚（NP）粘稠性浅黄色液体。有轻微的苯酚气味。是3种异构体的混合物。相对分子质量 220.35。相对密度0.94～ 0.95。沸点293～297℃。折射率 1.513。闪点148.9℃。不溶于水，微溶于石油醚，溶于乙醇、丙酮、苯、氯仿和四氯化碳，也溶于苯胺及庚烷，不溶于稀氢氧化钠溶液。壬基酚是一种重要的精细化工原料和中间体，用于表面活性剂、抗氧剂、纺织印染助剂、润滑油添加剂、农药乳化剂、树脂改性剂的生产，已在欧盟水 框架指令中列为“优先有害物质”。

近年来，我国的 NP 产量急剧增加，很多河流水体及沉淀物甚至饮用水中均可检出。NP 是环境激素中毒性、最难被生物降解的污染物，对生物内分泌系统造成严重影响因而 NP 检测方法及其毒理学效应的研究对生态保护 和人体健康具有重要的现实意义。对于痕量 NP 等环境激素的样品预处理和测定方法已取得许多进展，除色谱法、质谱法、光谱法等仪器分析法外，生物分析法因其简易、快速、有效和特异性强等优势，成为 NP 检验技术的研究热点和有效补充。同时，NP 对水生生物、哺乳动物等均造成了不同程度的毒性，影响了生物的存活、发育及生长，其作用机制也得到了大量研究。

尽管如此，当前 NP 的研究大多集中在含量检测 及单独毒性效应研究，未来研究重点还应体现在以下方面：

（1）开发、优化更加快速、高效、简便、易自动化 的样品预处理方法及检测方法；

（2）由于 NP 作用机制的复杂性，现有检测方法还不能较好地反映 NP 对人 体的潜在危害，NP 与其他多种环境激素的联合毒性 研究将成为环境激素毒理学研究的主要趋势；

（3）NP 的环境归趋和降解、去除机制也成为当前 NP 的研究热点之一。

结构

制备^[3]

以苯酚为原料，在酸性催化剂作用 下，与壬烯进行烷基化反应，可制得[1]。壬烯通 常是由三聚丙烯制备。酸性催化剂是由磷酸/硅藻土或磷酸/二氧化硅组成，也可采用三氟化硼。苯酚与三聚丙烯在70℃下反应，再在100℃ 下进入第二反应器继续反应，可制得壬基酚。

应用^[2]

壬基酚是精细化工的重要原料及中间体，与环氧乙烷缩合，可制得壬基酚聚氧乙烯醚，这是 一种非离子表面活性剂，可用于洗涤剂、增湿剂、纺织抗静电剂、油田破乳剂、润滑油添加剂、橡胶助剂及树脂改性剂；制造防腐剂、着色剂、浮选剂及增塑剂；如果与硫酸或磷酸反应，可生成硫酸酯及磷酸酯而成为阴离子表面活性剂。

毒性^[2]

NP 是雌激素类典型的内分泌干扰物，具有一定的致癌性，可对生物的存活、发育、生长造成重要影响，并随着食物链由低向高传递从而对人体产生一定 的内分泌干扰作用。

1. 内分泌毒性：研究表明 NP 可损伤大鼠 胰腺胰岛 β 细胞，可刺激胰岛 α 细胞增生，并且血糖浓度明显增高，同时，NP 可造成胰腺内分泌功能减低。

2. 生殖毒性：研究表明 NP 对鱼类具有一 定的雌激素活性，且 NP 的生物累积性和雌激素活性 在产生时间和活性数值方面均是同步和呈正相关的。

在日本比目鱼体内，NP 染毒可以诱导 P450 芳香化酶 mRNA 表达并抑制苗勒管抑制物基因 MIS mRNA 的 表达，从而对生殖腺性分化期的幼鱼发挥雌激素样干扰作用。

NP 可对雌性大鼠的生殖系统造成影响，其机制可能是使血清卵泡刺激素、促黄体生成激素、雌二醇下降，引起促性腺激素的和类固醇激素的抑制，造成排卵抑制及生殖功能障碍。

有研究表明，NP 对玫瑰无须鲃的雌、雄性腺均具 有毒性效应，干扰了精卵的发育成熟。NP 对小鼠睾丸的毒性损伤机制之一是诱导生精细 胞凋亡。

3. 神经毒性：采用基因芯片技术从分子 水平探索 NP 的毒性效应，结果表明，NP 染毒促使 F1 代 2 日龄雄性大鼠脑组织中硬脂酰辅酶 A 脱氢酶 （SCD）基因表达下调，导致 SCD 合成减少，可直接干 扰多不饱和脂肪酸的生物合成，从而影响神经元膜的 功能和神经系统的发育分化；NP 能通过下调 Ensa 基因（编码 α-Endo-sulfine 蛋白，主要在脑、肌肉和内分 泌组织中表达），影响脑组织神经递质的释放，从而影响脑的发育和功能；NP 还可能通过下调 CYP3A3 基因（属细胞色素 P450 超家族成员）干扰脑组织神经递质的合成和降解，从而影响脑的发育和功能。

因此，NP 对发育中脑组织有多方面的影响，主要通过干扰细胞 的离子通道影响细胞的能量代谢，减少神经递质的合成与释放，降低神经递质受体功能，最终影响神经元 的发育、分化。

4. 免疫毒性：NP 对小鼠以及鲫鱼都具有潜在的免 疫毒性。有研究表明，小鼠用1‰的 NP 喂食 30 d 后，其腹腔巨噬细胞内酸性磷酸酶的活力下降，吞噬功能 减弱。由于酸性磷酸酶是巨噬细胞激活的可靠指标之一，由此推断 NP 可以抑制小鼠腹腔巨噬细胞的激活，进而抑制其免疫系统功能。

此外，NP 也能对雌性大鼠脾脏及脾淋巴细胞具有一定的毒性作用，并可引起免疫功能损伤。有研究表明，NP 在低浓度（0.005～5 mg/L）下对鲫 鱼巨噬细胞增殖表现出明显的诱导作用，而在高浓度（500～1 000 mg/L）时表现为明显的抑制作用；表明 NP 在低剂量时表现出与天然雌激素相似的作用，表现为内分泌干扰作用机制，而在高剂量时主要表现为细胞毒性作用机制。化学发光法测试结果表明，NP 在 5～ 500 mg/L 范围内对鲫鱼巨噬细胞呼吸暴发也具有明显的诱导作用；体外巨噬细胞增殖试验和巨噬细胞呼吸暴发试验证明，NP 对鲫鱼具有潜在的免疫毒性，但 其作用机制有待进一步研究。

5. 生态毒性：通过赤子爱胜蚓对 NP 的 滤纸接触法毒性试验，从分子水平揭示了 NP 对蚯蚓 组织的毒性影响。随着 NP 质量浓度的增加，球形棕囊藻的生长速率、可溶性蛋白质量浓度、光合色素质量浓度以及光能转化效率（Fv /Fm）等指标的下降幅度更加显著。

6. 对酶活力的影响：乙氧基-异酚恶哇脱乙基酶 （EROD）和谷胱甘肽转移酶（GST）是动物体内主要的解毒酶，在外源毒物的转化和代谢过程中具有重要作用。有研究表明，较低浓度（0.10、0.33 mg/L）的 NP 均可升高 EROD 和 GST 的活力，高浓度（1 mg/L）的 NP 可 抑制两种酶的活力。超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）等在消除活性氧自由基，防止氧化损伤 中具有重要作用，是机体内重要的抗氧化酶。

暴露于 NP 中的扇贝个体的 SOD 和 CAT 活力经历了诱导和抑制 2 个应激阶段，低浓度处理组 （0.05、0.10 mg/L） 中的 SOD 和 CAT 活力均在暴露 6 h 后有所升高，高浓度（0.40、0.80、1.60 mg/L）NP 作用于 扇贝 48 h 后，产生了大量的活性氧自由基，使酶活力 受到抑制。这些酶均可作为早期 NP 污染的预警指标。

7. 其他毒性：研究 NP 对黑斑蛙血 浆渗透压以及血细胞的影响，结果表明，NP 对黑斑蛙红细胞具有遗传毒性，同时，可导致血浆和血细胞的渗透压增高；较高浓度的壬基酚对泥鳅也具有一定的遗传毒性。

主要参考资料

[1] 实用精细化工辞典

[2] 张诺, 贾瑞宝, 孙韶华, 等. 壬基酚的检测及毒理学研究进展[J]. 环境与健康杂志, 2013, 30(4): 362-365.

[3] 达力；达兴；蒋超. 一种壬基酚的精制方法. CN201310213195.3，申请日20130531