N-нитрозоэтаноламин

N-нитрозоэтаноламин (также известный как N-нитрозодиэтаноламин, NDELA) — это органическое соединение, относящееся к классу N-нитрозаминов. Представляет собой маслянистую жидкость желтоватого цвета, растворимую в воде и органических растворителях. Обладает доказанной канцерогенной активностью для лабораторных животных, в связи с чем классифицируется Международным агентством по изучению рака (МАИР) как вероятный канцероген для человека (группа 2B). Основной источник N-нитрозоэтаноламина в окружающей среде — образование в ходе химических реакций в косметических средствах, средствах личной гигиены, технических жидкостях и некоторых пищевых продуктах.

Химическая структура и свойства

N-нитрозоэтаноламин (C₄H₁₀N₂O₃) является нитрозамином, производным диэтаноламина (DEA). Его молекула содержит две гидроксиэтильные группы, присоединенные к атому азота, и нитрозогруппу (N=O), связанную с тем же атомом азота. Молекулярная масса составляет 134,13 г/моль.

Основные физико-химические характеристики:

• Температура плавления: около 0 °C (в виде гидрата).
• Температура кипения: разлагается при нагревании выше 150 °C.
• Плотность: ~1,2 г/см³.
• Растворимость: хорошо растворим в воде, этаноле, ацетоне; умеренно — в жирах и маслах.
• Стабильность: относительно устойчив в нейтральных и слабощелочных средах, но быстро разлагается под действием ультрафиолетового света и в сильнокислых условиях.

Образование и источники

N-нитрозоэтаноламин не является целенаправленно синтезируемым промышленным продуктом, а образуется как побочный продукт в результате реакции нитрозирования вторичных аминов. Основным предшественником является диэтаноламин (DEA) или его производные (например, триэтаноламин, который может содержать примеси DEA). Реакция нитрозирования происходит при взаимодействии DEA с нитрозирующими агентами, такими как нитриты натрия или калия, нитрозные газы (NO, NO₂), а также некоторые консерванты (например, бронопол).

Основные источники

• Косметика и средства личной гигиены: Наиболее значимый источник воздействия на человека. N-нитрозоэтаноламин обнаруживается в шампунях, гелях для душа, пенах для ванн, кремах, лосьонах, средствах для укладки волос, туалетном мыле и декоративной косметике. Образование происходит в процессе производства или хранения, если в рецептуре одновременно присутствуют диэтаноламинсодержащие ингредиенты (например, кокамид DEA, лаурамид DEA, ТЭА-лаурилсульфат) и нитриты (как консерванты или примеси в сырье). Концентрации NDELA в косметике могут варьировать от неопределяемых до нескольких десятков частей на миллион (ppm).
• Технические жидкости: Образуется в смазочно-охлаждающих жидкостях (СОЖ), антикоррозионных составах, тормозных жидкостях, где используются этаноламины в качестве ингибиторов коррозии. Нитрозирование может происходить при контакте с нитритами, добавляемыми в качестве ингибиторов коррозии.
• Пищевые продукты: В небольших количествах может образовываться в некоторых продуктах, содержащих этаноламины (например, в пиве, соевом соусе, некоторых видах сыра) при наличии нитритов, используемых в качестве консервантов или образующихся в процессе ферментации. Однако вклад этого источника в общую экспозицию обычно невелик.
• Табачный дым: Обнаруживается в табачном дыме, где образуется при сгорании табака.
• Окружающая среда: Может образовываться в сточных водах и поверхностных водоемах при наличии этаноламинов и нитритов, а также в результате атмосферных реакций.

Токсикология и воздействие на здоровье

N-нитрозоэтаноламин является объектом пристального внимания токсикологов и регулирующих органов из-за его доказанной канцерогенности в экспериментах на животных.

Канцерогенность

• Экспериментальные данные: В исследованиях на лабораторных крысах и мышах при пероральном, ингаляционном и накожном введении NDELA вызывал развитие опухолей печени (гепатоцеллюлярные карциномы), почек (аденомы и карциномы), легких, носовой полости и других органов. Доказана его способность индуцировать рак у нескольких видов животных.
• Механизм действия: Как и другие нитрозамины, NDELA является генотоксичным канцерогеном. Он метаболизируется в организме с образованием алкилирующих агентов, которые повреждают ДНК, вызывая мутации, способные привести к злокачественному перерождению клеток.
• Классификация МАИР: Относится к группе 2B — «возможно канцерогенен для человека». Это означает, что имеются достаточные доказательства канцерогенности для животных, но ограниченные — для человека. Тем не менее, на основе механизма действия и данных по животным, предполагается, что NDELA представляет канцерогенный риск и для человека.
• Классификация в других системах: Национальная токсикологическая программа США (NTP) относит NDELA к «обоснованно предполагаемым канцерогенам для человека». Европейское химическое агентство (ECHA) классифицирует его как канцероген категории 1B (предполагается канцерогенность для человека).

Другие виды токсичности

• Острая токсичность: Умеренно токсичен при пероральном и накожном поступлении. LD50 для крыс составляет около 2000–3000 мг/кг.
• Хроническая токсичность: Помимо канцерогенности, длительное воздействие может вызывать поражение печени и почек.
• Кожная абсорбция: NDELA хорошо впитывается через кожу, что является основным путем поступления в организм человека при использовании косметики.

Регулирование и контроль

В связи с потенциальной опасностью, в ряде стран и регионов приняты меры по ограничению содержания N-нитрозоэтаноламина в потребительских товарах.

• Европейский Союз: В соответствии с Регламентом ЕС по косметике (EC) № 1223/2009, NDELA внесен в список запрещенных веществ (Приложение II). Технически его содержание в косметике должно быть на уровне, не превышающем предела обнаружения (обычно < 10 мкг/кг). Производители обязаны минимизировать его образование путем контроля качества сырья и соблюдения технологических процессов (например, исключение использования нитритов в рецептурах с этаноламинами).
• США: Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) не устанавливает прямого запрета на NDELA в косметике, но рекомендует производителям минимизировать его содержание. FDA может принимать меры против продукции с высоким уровнем загрязнения.
• Россия: В рамках Таможенного союза ЕАЭС действует Технический регламент «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» (ТР ТС 009/2011). В нем установлены требования к содержанию N-нитрозаминов: в продукции, предназначенной для детей, их содержание не допускается (предел обнаружения); для взрослой косметики — строго ограничено (обычно не более 50 мкг/кг для каждого нитрозамина, включая NDELA). Производитель обязан контролировать содержание NDELA и обеспечивать его отсутствие в готовом продукте.
• Пищевая промышленность: В большинстве стран существуют ограничения на содержание нитритов в пищевых продуктах, что косвенно снижает риск образования NDELA. Однако прямых нормативов для NDELA в пище, как правило, нет.

Методы анализа и обнаружения

Для определения N-нитрозоэтаноламина в сложных матрицах (косметика, технические жидкости) используются высокочувствительные аналитические методы:

• Газовая хроматография с масс-спектрометрией (ГХ-МС): После дериватизации (например, силилирования) для повышения летучести.
• Высокоэффективная жидкостная хроматография с масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС): Наиболее распространенный современный метод, позволяющий достичь пределов обнаружения на уровне 1–10 мкг/кг.
• Хемилюминесцентный детектор (TEA — Thermal Energy Analyzer): Специфический детектор для нитрозаминов, часто используется в сочетании с ГХ.

Пределы обнаружения современных методов позволяют контролировать содержание NDELA на уровнях, установленных регуляторными органами.

Интересные факты

• N-нитрозоэтаноламин был одним из первых нитрозаминов, обнаруженных в косметике в 1970-х годах, что привело к масштабным исследованиям и последующему регулированию.
• Образование NDELA может происходить даже при хранении продукции, особенно при повышенных температурах и под воздействием света, если в составе присутствуют нестабильные нитрозирующие агенты.
• Некоторые производители косметики полностью отказались от использования диэтаноламина и его производных в рецептурах, чтобы исключить риск образования NDELA, даже при соблюдении всех норм.

Источники

1. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Volume 77: Some Industrial Chemicals. Lyon, France: IARC, 2000.
2. National Toxicology Program (NTP). Report on Carcinogens, Fifteenth Edition. N-Nitrosodiethanolamine. Research Triangle Park, NC: U.S. Department of Health and Human Services, 2021.
3. European Chemicals Agency (ECHA). Substance Infocard: N-Nitrosodiethanolamine.
4. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» (ТР ТС 009/2011).
5. Cosmetic Ingredient Review (CIR). Safety Assessment of N-Nitrosodiethanolamine as a Contaminant in Cosmetics. Washington, DC: CIR, 2011.
6. Loeppky, R. N., & Micheljda, C. J. (Eds.). (1994). Nitrosamines and Related N-Nitroso Compounds: Chemistry and Biochemistry. American Chemical Society.