品名

硼烷;  硼氢化合物; Borane; Boron hydride

主要化合物有:

二硼烷;  乙硼烷; Diborane; B2-H6; CAS：19287-45-7

五硼烷;  戊硼烷; Pentaborane; B5-H9; CAS：19624-22-7

十硼烷;  癸硼烷; Decaborane; B10-H14; CAS：17702-41-9

理化性质

二硼烷：无色气体。有令人作呕的气味。分子式 B2-H6。分子量 27.69。相对密度0.447(-112℃)。熔点 -165.5℃。沸点 -92.5℃。闪点 -67.78℃。自燃点 38～52℃(有污染温度更低)。蒸气压 29.86kPa(224 mmHg -112℃)。蒸气与空气混合物爆炸限0.9～98% 。数秒钟内水解,并放热。溶于二硫化碳。可在潮湿空气中自燃。遇热、明火、空气、硝酸、氧气爆炸。能与强氧化剂,如氯气发生剧烈反应。与氨发生反应。

五硼烷：无色液体。分子式 B5-H9。分子量 63.17。相对密度 0.61（0/4℃)。熔点-46.6℃。沸点60℃。蒸气密度2.2。蒸气压8.80kPa(66mmHg 0℃)。蒸气与空气混合物爆炸下限0.42% 。长时间加热,可以水解。在150℃时缓慢分解;  在空气中可自燃。能与强氧化剂发生剧烈反应,引起燃烧或爆炸。与氨发生反应。

十硼烷：白色正交结晶。有较强的苦味。分子式 B10-H14。分子量 122.31。相对密度 0.94（25/4℃)。熔点 99.7℃。沸点 213℃。闪点  80℃。自燃点148.89℃。蒸气压 2.53 kPa(19mmHg 100℃)。微溶于水。在热水中水解。室温下长期稳定,加热至 300℃可缓慢分解成硼和氢气。

所有硼氢化合物都具有较大的反应能力,易由一种变为另一种,其中有些能自发分解。对天然橡胶、某些合成橡胶、某些润滑脂、润滑剂有腐蚀性。在空气中,特别是潮湿空气中,可自燃,燃烧的最终产物是氧化硼(B2O3), 硼烷遇氧和潮湿空气能爆炸,其水解的最终产物是硼酸和氢气。

接触机会

硼烷在近代工业及国防上具有重要用途。除了用作火箭和宇宙飞行的高能燃料外,还用于金属或陶瓷的表面处理,橡胶硫化、制药、香料工业以及多种有机合成生产中。

侵入途径

三种硼烷可以通过呼吸道、消化道或皮肤吸收。二硼烷为气体,五硼烷为易挥发性液体,二者主要通过呼吸道吸收。液态、固态或溶剂中的硼烷亦可经消化道或皮肤吸收。

毒理学简介

三种硼烷均属高毒类。以五硼烷危害最大。

二硼烷:对人的最小作用浓度为 0.002～0.004mg/L 。大鼠吸入LC50: 40 ppm/4H (45mg/m3)。小鼠吸入LC50: 29 ppm/4H(32.8mg/m3)。

对肺的刺激作用较为突出,能引起中毒性肺水肿。二硼烷水解甚快,而产生硼酸,吸入后迅速对肺直接损害而出现呼吸系统中毒症状,但二硼烷对呼吸系统产生的毒性却超过同等量硼酸,这是由于一部分尚未分解的二硼烷吸收入血后生成少量高硼烷聚合物之故。二硼烷在体内最终可以全部分解为硼酸,主要经尿排出。

动物急性吸入中毒主要表现为开始兴奋、呼吸加快,而后转入抑制状态, 呼吸浅而慢,并有血压下降,心动过缓,并可发生心室颤动,死于肺水肿和出血。病理变化仅限于肺部,为肺郁血、水肿、局部肺不张和局灶性肺气肿; 气管及支气管上皮剥脱或腐蚀,以及粘膜细胞的变性。

Rozendal 报道的实验室条件下急性中毒证实吸入二硼烷是“铸造热"型疾病的原因。

IDLH: +15 ppm [R16]

五硼烷:对人的最小作用浓度为 0.0025mg/L 。大鼠吸入LC50: 6 ppm/4H（15.5mg/m^3）。小鼠吸入LC50: 3400 ppb/4H为 （8.78mg/m^3）。

当五硼烷的浓度为0.5mg/m^3 时,大鼠吸入6分种即可出现食欲减退体重下降、淡漠、无力、活动减少、震颤等中枢神经系统症状; 当浓度为26mg/m^3 时发生抽搐、昏迷而死亡。病理所见：肝肿大、淤血、出血和脂肪变性,斑点状或中心性坏死; 肾上腺色深; 肾脏充血、出血、水肿,肾小管上皮混浊肿胀,颗粒性变,细胞核裂解、自溶、胞浆透明样变,上皮细胞坏死; 此外,还可见肺淤血,角膜混浊。急性中毒未死的动物其恢复过程较二硼烷为快,主要引起中枢神经系统功能性的改变。

亚急性吸入实验,大鼠连续暴露于 2.58mg/m^3 浓度下,每天 5小时, 4周后开始有小部分动物死亡。存活动物变得十分易怒、好斗、易受惊、流涎,且有不同程度的震颤和抽搐。可见五硼烷有蓄积作用,对大脑皮质功能的影响十分明显。

五硼烷吸收后的分布与转化过程不详,但要经过一定的时间才见到尿中硼的排出。

IDLH: ?1 ppm [R13]

十硼烷: 对人的最小作用浓度为0.0003mg/L。

大鼠经口LD50: 64 mg/kg; 吸入LC50: 46 ppm/4H（230mg/m3）。小鼠经口LD50: 41 mg/kg; 吸入LC50: 12 ppm/4H（60mg/m3）。兔经皮LD50: 71 mg/kg。

急性和亚急性中毒动物的表现基本上与五硼烷中毒相似,但程度相对较轻,出现时间也稍晚。死亡动物的病理检查发现脂肪肝,肾小管充血、浊肿 ,肺淤血。大鼠对十硼烷的耐受性甚高,385～476mg/m^3 的浓度下吸入 4小时  ,可发生抽搐,但无死亡。十硼烷注射后,狗在 7天内尿中排出硼极少,但胆汁内的排出物如属未经完全分解的硼烷,则有再吸收和体内蓄积的可能。又有人根据中毒动物可以在数日内完全恢复,从而认为十硼烷在体内无长期蓄积作用。

IDLH: +15 mg/cu m [R17]

临床表现

二硼烷: 吸入后可引起急性中毒。轻度中毒仅出现呼吸系统症状,在吸入后立即或不久就发生干咳、气急、胸闷、心前区不适等,少数病例有食欲减退、恶心、流涎等消化道症状。一般在 3～5 天内自愈。

严重者可发生肺炎、肺水肿。检查肺部可听到罗音及哮鸣音。胸部Ｘ线检查可出现肺炎症改变。

短时间接触较高浓度者常以神经系统症状更为突出,如头痛、头晕、乏力,甚至可有轻度的肌肉抽搐。有些病例的呼吸系统症状却不明显。

五硼烷:一般接触后很快发病,但有时到24小时后发病。主要临床表现是明显的中枢神经系统症状及体征。

轻者表现头痛、头晕、乏力、嗜睡,有时出现精神异常。

较重者尚可出现恶心、呃逆、意识模糊、言语不清、眼球震颤、眼睑下垂、眼肌麻痹、轮替运动失调及指鼻试验阳性。有些患者出现精神症状如欣快感、精神紧张、易激动、恐怖感、精神错乱、定向力障碍等。

重症中毒时,共济失调更加明显、肌张力增高、肌痉挛、皮肤出现不按神经分布的不定位的敏感区,闭目难立试验阳性。亦可有胸闷、流涎、吞咽困难、多汗、恶心、呕吐、寒颤,发热,体温可达 39℃ 以上。

最重者呈半昏迷状态,发生癫痫样抽搐和角弓反张。上述症状经过积极治疗,轻者 1  周内恢复,严重者需 3周方可恢复,一般无后遗症。脑电图检查常见非特异性改变,非局灶性慢波或混合波以及轻度节律紊乱。个别患者在抽搐时,从额部到枕部导联都可出现类似癫痫发作的棘波。发作间歇期,可出现高幅慢波。偶有棘波出现。以上改变一般在 3周至 1月内恢复正常。较重病例心电图可见心肌损害,数日内可恢复。

十硼烷: 国外临床观察报告十硼烷急性中毒的临床表现和五硼烷中毒基本相似, 但亦有其特点。十硼烷中毒的发病似稍晚,常在接触后数小时至 1天才开始出现症状。其中枢神经系统症状相对较轻,主要为四肢肌肉颤动或强直性痉挛、共济失调、头昏、嗜睡等。部分患者可有呼吸系统或消化系统症状,如干咳、胸闷、恶心、食欲减退等。上述症状常在数天内恢复。

急性硼烷中毒的诊断主要根据职业接触史及临床表现。血硼及尿硼含量测定对诊断有一定帮助,但与临床病情无平行关系。

处理

立即脱离接触,脱去受污染的衣服,用水彻底清洗受污染的皮肤。急性硼烷中毒目前尚无特效的解毒剂,以对症治疗为主,配合支持疗法。防治肺、脑水肿。抽搐发生时,抗痫治疗。保护心、肝、肾。

有人认为,应用冬眠灵类药物可能有害,因氯丙嗪能抑制一些组织中去甲肾上腺素的利用,而十硼烷已有使脑组织中去甲肾上腺素含量降低,降低血压的毒性作用。动物实验静脉注射大剂量美蓝,对十硼烷中毒有一定疗效。兔腹腔注射十硼烷 30mg/kg,20分种后,再注射美蓝 7mg/kg ,可增加动物存活率,推测美蓝的作用在于对硼烷的还原能力有氧化作用。临床上尚无使用经验。

皮肤污染时,宜即刻使用 1～3%三乙醇胺或3%氨水清洗,再用大量清水彻底清洗。

卫生标准

车间空气卫生标准:

二硼烷

美国ACGIH TLV-TWA 0.11 mg/m3 (0.1 ppm)

美国MSHA STANDARD-air: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

美国OSHA PEL(所有行业): 8H TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

澳大利亚: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

奥地利: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

比利时: TWA 0.1 ppm (0.11 mg/m3)

丹麦: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

芬兰: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3), STEL 0.3 ppm (0.3 mg/m3)

法国: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

德国: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

荷兰: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

菲律宾: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

俄罗斯: STEL 0.1 mg/m3

瑞士: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3), STEL 0.2 ppm (0.2 mg/m3)

土耳其: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

英国: TWA 0.1 ppm (0.1 mg/m3)

保加利亚,哥伦比亚,约旦,韩国 参照美国 ACGIH TLV;

新西兰,新加坡,越南 参照美国 ACGIH TLV

五硼烷

美国ACGIH TLV-STEL 0.039 mg/m3 (0.015 ppm)

美国ACGIH TLV-TWA 0.013 mg/m3 (0.005 ppm)

美国MSHA STANDARD-air: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

美国OSHA PEL(所有行业): 8H TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

澳大利亚: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3), STEL 0.015 ppm

比利时: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3), STEL 0.013 ppm

丹麦: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

芬兰: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3), STEL 0.015 ppm

法国: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

德国: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

荷兰: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

菲律宾: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3)

瑞士: TWA 0.005 ppm (0.01 mg/m3), STEL 0.01 ppm

土耳其: TWA 0.01 mg/m3

保加利亚,哥伦比亚,约旦,韩国 参照美国 ACGIH TLV;

新西兰,新加坡,越南 参照美国 ACGIH TLV

十硼烷

美国ACGIH TLV-STEL 0.75 mg/m3 (0.15 ppm)（皮肤）

美国ACGIH TLV-TWA 0.25 mg/m3 (0.05 ppm)

美国MSHA STANDARD-air: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3)（皮肤）

美国OSHA PEL(所有行业): 8H TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3)（皮肤）

澳大利亚: TWA 005 ppm (0.3 mg/m3), STEL 0.15 ppm,（皮肤）;

奥地利：TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）;

比利时: TWA 0.05 ppm (0.25 mg/m3), STEL 0.15 ppm,（皮肤）;

丹麦: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）;

芬兰: TWA 0.05 ppm (0.25 mg/m3), STEL 0.15 ppm,（皮肤）;

法国: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）;

德国: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）;

匈牙利: TWA 0.3 mg/m3, STEL 0.6 mg/m3,（皮肤）;

荷兰: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）;

菲律宾: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）;

瑞士: TWA 0.05 ppm (0.25 mg/m3), STEL 0.1 ppm,（皮肤）;

土耳其: TWA 0.05 ppm (0.3 mg/m3),（皮肤）

保加利亚,哥伦比亚,约旦,韩国 参照美国 ACGIH TLV;

新西兰,新加坡,越南 参照美国 ACGIH TLV 　　　　

本内容搜集自互联网，版权归原作者所有