در شيمي پيوند آروماتيک به يک پيوند آلي گفته ميشود که در آن يک حلقه جفت از پيوندهاي غيراشباع، جفتهاي تکي يا اربيتالهاي خالي يک استواري قويتر از استواري جفتسازي تنها را از خود نشان ميدهند.واژه آروماتيک به معني خوشبو است.
آروماتيکها، دسته وسيعي از ترکيبات را تشکيل ميدهند که شامل بنزن و ترکيباتي باشند که از نظر رفتار شيميايي مشابه بنزن ميباشند. برخي از اين مواد، حتي بهظاهر شباهتي به بنزن ندارند. برخلاف آلکنها و آلکينها، بنزن و ساير ترکيبات آروماتيک، تمايلي براي انجام واکنشهاي افزايش از خود نشان نميدهند، ولي در واکنشهاي جانشيني شرکت ميکنند که يکي از صفات شاخص اين دسته از مواد ميباشد.

 

گر گروههاي عاملي روي حلقه قرار بگيرند، بر واکنش پذيري حلقه اثر خواهند گذاشت. واکنش پذيري عوامل متصل به حلقه نيز بهوسيله بخش آروماتيک تحتتأثير قرار ميگيرد.
مولکولهايي آروماتيک هستند و خصلت آروماتيکي از خود نشان ميدهند که تعداد الکترونهاي سيستم π آنها، 2 و 4 و 6و 10و... باشد. اين ضرورت، قاعده هوکل يا 4n+2 ناميده ميشود. سپس ترکيباتي که براي آنها n=0, 1 , 2 ,… ميباشد، آروماتيک خواهند بود.
خصلت آروماتيکي و قاعده 4n+2 هوکل افزون بر بنزن و ترکيبات هم خانواده آن مثل نفتالين و آنتراسين و... ، مواد ديگري نيز وجود دارند که بهظاهر هيچ شباهتي به بنزن ندارند، ولي رفتاري مشابه بنزن دارند و بهعبارت سادهتر ، آروماتيک هستند. از ويژگيهاي اين مواد ميتوان به نکات زير اشاره نمود:

1. گرماي هيدروژن دار شدن و گرماي سوختن آنها پايين است. 2. براي انجام واکنشهاي افزايشي ، تمايل زيادي نشان نميدهند 3. در واکنشهاي جانشيني الکترونخواهي شرکت ميکنند. بررسيهاي تجربي مثل مطالعه خواص فيزيکي و انرژي هيدروژندار شدن سيستمها با تعداد الکترونهاي π مختلف به اين نتايج منجر شده است که:

2. مولکولهايي آروماتيک هستند و خصلت آروماتيکي از خود نشان مي دهند که تعداد الکترونهاي سيستم π آنها ، 2 و 4 و 6و 10و... باشد. اين ضرورت ، قاعده هوکل يا 4n+2 ناميده ميشود. سپس ترکيباتي که براي آنها n=0, 1 , 2 ,… ميباشد، آروماتيک خواهند بود.

3. مولکول بايد ساختمان مسطح داشته باشد. تمام ترکيباتي که اين دو شرط اساسي در آنها رعات شده باشد، زواياي پيوندي در آنها طبيعي ، همپوشاني اوربيتالهاي π مناسب و غير مستقر شدن الکترونها بخوبي ميسر باشد، پايداري مولکول بيشتر خواهد بود. يک مثال واکنش 3- کلرو سيکلوپروپن با SbCl5 ، ماده پايداري به فرمول C3H3SbCl6 ايجاد ميکند که در حلالهاي دياکسيد گوگرد مايع بخوبي حل نشده ، ولي در حلالهاي غيرقطبي نامحلول است. مطالعه طيفNMR اين ماده ، سه پروتون همارزش را به نمايش ميگذارد. اين نتايج ، با تشکيل کاتيون سيکلوپروپن که کوچکترين مولکول آروماتيک ميباشد، مطابقت دارد. ترکيبهاي آروماتيک ، هتروآروماتيک و انرژي رزونانس نتايج تجربي حاصل از واکنشهاي هيدروژن دار شدن هيدروکربنهاي جوش خورده دو حلقهاي و سه حلقهاي و... نشان ميدهد که هر چه تعداد الکترونهاي بيشتري در رزونانس شرکت کرده باشند، انرزژي آزاد شده بيشتر و پايداري نسبي نيز بيشتر خواهد بود.

◄ نامگذاري ترکيبات آروماتيک:
نامگذاري مشتقات بنزن و ترکيبات آروماتيک جوش خورده برخي از مشتقات بنزن ، نام مخصوص به خود دارند، مثلاً هيدروکسي بنزن را فنل (C6H5OH) ، متوکسي بنزن را آنيزول (C6H5OCH3)، متيل بنزن را تولوئن (C6H5CH3) ، ايزوپروپيل بنزن را کيومن و آمينوبنزن را آنيلين ميگويند.
براي نامگذاري خيلي از مشتقات بنزن ، نام گروه يا استخلاف به صورت پيشوند بر کلمه بنزن افزوده ميشود. مثلاً فلوئورو بنزن ، ترسيوبوتيل بنزن ، نيتروبنزن ، سيکلوپروپيل بنزن نمونه هايي از اين نوع هستند. جهت نامگذاري مشتقات دو استخلافي بنزن. لازم است که محل استخلافها از پيشوند اورتو ، متا يا پارا استفاده شود؛ به عنوان مثال ، اورتو ديمتيل بنزن ، متا ديمتيل بنزن ، پارا ديمتيل بنزن.
در موارديکه دو استخلاف متفاوت روي حلقه بنزن قرار گرفته باشد و هيچکدام از گروهها نام ويژه اي به مولکول نداده باشند، پس از ذکر موقعيت گروهها با پيشوند اورتو و... ، نام گروهها را ذکر نموده ، در پايان ، کلمه بنزن بر آنها افزوده ميشود. اگر وجود يک گروه ، نام ويژه اي به مولکول بدهد، در آن صورت مولکول به عنوان مشتق آن ترکيب ويژه محسوب ميشود.

مشتقات بنزن با فشار بالا و نقطه جوش پايين هستند که با افزايش وزن مولکولي افزايش مي يابد. اين حلال داراي دانسيته بخار بالا هستند. بيشتر اين ترکيبات به عنوان مواد شميايي اوليه يا واسطه در ترکيبات ديگر بکار مي روند. حلالهاي الي همچنين در هزاران صنعت وشغل مثل :توليد رنگ ،رزين ومواد دارويي ،چاپ ، سريش و چسبها و ساخت لاستيک و… بکار مي رود.
ترکيبات اروماتيک معمول استفاده شده شامل تولوئن ،بنزن ،زايلن ،استيرن ،اتيل بنزن ،مونوکلروبنزن (MCB ) وتري متيل بنزن مي باشد. بيشتر حلالهاي اروماتيک تجاري نقطه جوشي دارند که خيلي کمتر از صفر درجه و بشتر از 200 درجه سانتيگراد نمي باشد.اگر نقطه جوش يک حلال خيلي بالاوفشار بخار آن خيلي کم باشد جداسازي حلال از موادي که براي حل کردن استفاده مي شود بسيار دشوار خواهد بود.بنابراين بسياري از حلالهاي الي در دماي اتاق مايع هستند.
حلالهاي الي بوسيله خصوصيت غير قطبي وحلاليت بالا در چربي توصيف مي شوند. اين حلالها به فراواني در مخلوطهايي در محيطهاي شغلي مثل ترکيبات تولوئن ، بنزن ، استيرن ،اتيل بنزن ، تري متيل بنزن و زايلن استفاده شده است. نفتالن ، اگر چه يک ترکيب اروماتيک است حلال نيست ، جامدي کريستالي ، سفيد رنگ دافع بيد و با فراريت بالا مي باشد. حلالهاي اروماتيک به اساني از تصفيه نفت خام و زغال مشتق مي شود وقتي زغال در فقدان هوا گرم مي شود به ترکيبات فراري شامل گاز زغال وقطران زغال شکسته مي شود. باقيمانده اين پروسه کک ناميده مي شود. تقطير قطران زغال منجر به توليد ترکيباتي مثل تولوئن ،بنزن ،زايلن ، فنول ها ، کروزول ، نفتالن مي شود.ترکيبات اروماتيک همچنين مي تواند توسط فرايند هاي کاتاليکي که در ان هيدروکربن هاي اليفاتيک در دماهاي بالا وفشار بالا براي دهيدروژنه کردن ترکيبات وشکل گيري ساختارهاي حلقوي هيدروکربن هاي اروماتيک بکار مي رود ايجاد مي شوند.


◄ فاکتورهاي دخيل در سميت حلالها:
تماس با حلالهاي اروماتيک ار طريق تماس با بخار يا مايع انها رخ مي دهد راههاي اصلي جذب راه تنفسي وپوستي است. سميت حلالها به ترکيب فيزيوشميايي انها ، سميت ذاتي ، متابوليت ها و داروهاي کلينيکي بستگي دارد. براي حلالهايي مثل بنزن و استيرن متابوليت ها سموم اصلي هستند.
فاکتورهاي سميت مي تواند بصورت زير خلاصه شود:
1. ماهيت سمي ترکيب اصلي
2. طبيعت سمي متابوليت ها
3. بافت ها وارگان هاي هدف
4. مداخله با ديگر داروها يا حلالها
5. اثر بيماريهاي قلبي
6. تماس (دوز ،مدت ، شدت )
7. خاصيت فيزيکو شميايي حلال (فشار بخار ، دانسيته بخار ، واکنش پذيري )
8. راههاي تماس (تنفسي ، پوستي ، GI )

مشتقات بنزن با فشار بالا و نقطه جوش پايين هستند که با افزايش وزن مولکولي افزايش مي يابد. اين حلال داراي دانسيته بخار بالا هستند. بيشتر اين ترکيبات به عنوان مواد شميايي اوليه يا واسطه در ترکيبات ديگر بکار مي روند. حلالهاي الي همچنين در هزاران صنعت وشغل مثل :توليد رنگ ،رزين ومواد دارويي ،چاپ ، سريش و چسبها و ساخت لاستيک و… بکار مي رود.
ترکيبات اروماتيک معمول استفاده شده شامل تولوئن ،بنزن ،زايلن ،استيرن ،اتيل بنزن ،مونوکلروبنزن (MCB ) وتري متيل بنزن مي باشد. بيشتر حلالهاي اروماتيک تجاري نقطه جوشي دارند که خيلي کمتر از صفر درجه و بشتر از 200 درجه سانتيگراد نمي باشد.اگر نقطه جوش يک حلال خيلي بالاوفشار بخار آن خيلي کم باشد جداسازي حلال از موادي که براي حل کردن استفاده مي شود بسيار دشوار خواهد بود.بنابراين بسياري از حلالهاي الي در دماي اتاق مايع هستند. حلالهاي الي بوسيله خصوصيت غير قطبي وحلاليت بالا در چربي توصيف مي شوند. اين حلالها به فراواني در مخلوطهايي در محيطهاي شغلي مثل ترکيبات تولوئن ، بنزن ، استيرن ،اتيل بنزن ، تري متيل بنزن و زايلن استفاده شده است. نفتالن ، اگر چه يک ترکيب اروماتيک است حلال نيست ، جامدي کريستالي ، سفيد رنگ دافع بيد و با فراريت بالا مي باشد. حلالهاي اروماتيک به اساني از تصفيه نفت خام و زغال مشتق مي شود وقتي زغال در فقدان هوا گرم مي شود به ترکيبات فراري شامل گاز زغال وقطران زغال شکسته مي شود. باقيمانده اين پروسه کک ناميده مي شود. تقطير قطران زغال منجر به توليد ترکيباتي مثل تولوئن ،بنزن ،زايلن ، فنول ها ، کروزول ، نفتالن مي شود.ترکيبات اروماتيک همچنين مي تواند توسط فرايند هاي کاتاليکي که در ان هيدروکربن هاي اليفاتيک در دماهاي بالا وفشار بالا براي دهيدروژنه کردن ترکيبات وشکل گيري ساختارهاي حلقوي هيدروکربن هاي اروماتيک بکار مي رود ايجاد مي شوند.


◄ ارگانهاي هدف براي حلالهاي اروماتيک سيستم عصبي:
عمده ترين ارگان هاي هدف براي حلالهاي اروماتيک سيستم عصبي ، کبد ، کليه ها ، پوست ، شش ها ، و غشا مخاطي راههاي هوايي ، چشم ها هستند. ارگان هدف اصلي بنزن سيستم خوني مي باشد.
به سبب خطرات بخارهاي حلالهاي اروماتيک تنفس مهمترين راه مواجهه است. اما جذب از طريق تماس با بخارات يا مايع مي تواند به سميت کمک کند. مواد شميايي که پتانسيل جذب پوستي دارند توسط برچسب هاي Skin توسط ACGIH مشخص شده اند.
حلالهاي اروماتيک از نظر نفوذپذيري پوستي متفاوت هستند فاکتورهايي که پوستي را افزايش مي دهد صدمه ، محتواي رطوبت بالا ،سطح تماس ،اجزاي اناتوميک و مدت تماس است. ديگر فاکتورهاي مهم که مستقيما به افزايش دوز جذب مرتبط است فعاليتهاي فيزيکي و اهنگ تنفس است. خوردن همزمان متانول متابوليسم بعضي حلالها را مهار مي کند و منجر به ترازهاي خوني بالاتر مي شود. مواجهه همزمان با چند حلال منجر به رقابت براي محلهاي انزيمي مي شود ومتابوليسم حلالها را کاهش مي دهد اين فاکتورها بر نتايج پايش بيولوژيکي و سميت اثر مي گذارند.
حلالهاي ممکن است تغييرات حاد ،برگشت پذير و دائمي عصبي بسته به نوع حلال ، دوز ، مدت تماس و متابوليسم ايجاد کند. مواجهه حاد تنفسي با غلظت هاي بالاي هوابرد مي تواند سرگيجه ، سنکوپ ، تشنج ، سر خوشي ، تحريکات تنفس و در بعضي موارد کما ايجاد کند. مواجهه حاد و مزمن با غلظتهاي سمي از حلالهاي تنفسي ممکن است باعث اشفتگي رفتاري اتروفي مغزي ، عملکرد بد مغزي ، ديوانگي و… شود مثل موارد تماس با تولوئن.
حلالهاي الي چربي دوست هستند بنابراين علاقه به بافتهاي با محتوي چربي بالا مثل مغز و کبد دارند بطور کلي حلالهاي چربي دوست به متابوليت هايي با قطبيت بيشتر متابوليزه مي شوند که توانايي نفوذ از طريق غشاهاي بيولوژيکي کاهش مي يابد روي هم رفته متابوليسم حلالها شامل دو فاز است که توسط سيستم مونواکسيژنايز وابسته سيتوکروم p450 مي باشد :فاز شامل ايجاد گروه قطبي يا نمايان کردن گروه قطبي بوسيله واکنشهاي هيدروليک –اکسيد اتيو واحيا مي باشد وفاز دوم شامل کنژوگه کردن با اسيد گلوکورونيک وسولفات وگلوتاتيون مي باشد (گلوتاتين :ترکيبي است که در بافتهاي حيوانات وگياهان به عنوان اکسيژن شناخته مي شود.)
کبد اصلي ترين ارگان متابوليک است. اما محلهاي ديگر متابوليسم p-450 کليه ها ، ريه ، پوست ،اپيتليوم بيني مي باشد.دفع حلال بدون تغيير بطور کلي از ريه ها رخ مي دهد.دفع متا بوليت ها عمدتاا از ادرار است
در بعضي موارد متا بوليتهاي فرار باز دم دفع مي شوند.بيشتر حلالهاي چربي دوست فاز چند جانبه اي از حذف را نشان ميدهند :يک حذف سريع از خون تا قسمتهاي چربي و سپس يک حذف اهسته از محلهاي ذخيره چربي.

◄ تحريک تنفس و اثرات التهابي حلالهاي اروماتيک :
سميت حلالها بر روي منطقه تنفسي بستگي به طبيعت شيميايي وفيزيکي حلال ، غلظت حلال استنشاق شده و اثرات فزاينده حلاها در در حالت مخلوط دارد.سميت تنفسي بيشتر در تماس با تراز بالا مشاهده مي شود وليکن مطالعاتي نشان داده اند که اسيب ريوي محدود به تماس با دوز بالا نيست ومي تواند در غلظتهاي حلالهايي مخلوط در زير استاندارد OSHA PEL رخ دهد. بيشتر حلالها شامل حلالهاي اروماتيک محرک غشا مخاطي هستند و بنابراين محرک ناحيه فوقاني وتحتاني تنفسي هستند. اگر چه به طور کلي پذيرفته شده که مواجهه با تراز بالاي حلالهاي الي باعث اثر بر روي CNS و ايجاد اثرات سمي در ريه مي شود مطالعاتي نشان مي دهند که مواجهه ترازهاي کم همچنين مي تواند منجر به علائم تنفسي مثل کوتاهي تنفس ،سرفه و فشار روي سينه شوند و هر مواجهه با غلظتهاي بالا و کم با حلالهاي اروماتيک مي تواند باعث ايجاد پاسخ بالاي برونشيولها شوند که با علائم خس خس سينه ، سرفه، کوتاه شدن تنفس در فعاليتها و يا تنفس هواي سرد و محرکها مشخص مي شود.
زايلن ها مثالي براي مواد شميايي الي محرک فرار هستند که همچنين باعث اثرات روي CNS واثرات محرک موضعي روي چشم و بيني وگلو مي شود.


◄ جذب پوستي و سميت:
جذب پوستي حلال به متغيرهايي مثل غلظت حلال ،مدت تماس ،ضخامت ،شرايط ،ميزان عروق پوستي و سطح در معرض مرتبط است. سوختگي ،اسيب ها و دانه هاي پوستي و افزايش دماي پوست بدليل افزايش جريان خون به پوست جذب حلال را افزايش مي دهد. متغير ديگري که جذب را افزايش مي دهد وضعيت هيدراسيون پوست است.
هرچه که پوست بيشتر هيدراته شود مثل فرو بردن در اب ويا عرق کردن ،جذب مواد شيميايي از بين سد پوست راحتر مي شود.تغييرات جذب همچنين به محلهاي اناتوميک هم بستگي دارد.براي مثال در کف دسته وکف پاها در مقاسه با ديگر قسمتهاي بدن مثل پوست سر ،گردن وشکم يک سد پوستي نسبت به جذب وجود دارد.
مطالعات نشان داده اند که ترکيب حلالهايا حلالهاي چند تايي در ماده واسط اب احتمال بيشتري دارند (شانس بيشتري دارند )که نسبت به حلالهاي خلص به اساني جذب مي شوند.
جذب پوستي مي تواند نماينده يک راه تماس مهم براي بعضي حلالهاي الي باشند وممکن است نماينده 30تا 90درصد جذب روزنه کلي حلالهاي الي از واسطه هاي الي باشند.جذب تولوئن از پوست اهسته است مثلا در يک مطالعه ميزان جذب تولوئن 14تا23 mg/cm2/h درافراد مورد مطالعه بود.
ثابت شده است که اتيل بنزن جذب پوستي مشابه اي دارد که اين مقدار بستگي به غلظت که در تماس با پوست قرار مي گيرد داردجذب پوستي استيرن مايع 9تا15 mg/cm2/h بود وبصورت خطي با غلظت استيرن تغيير مي کند.ميزان جذب زايلن مايع از 4تا10 mg/cm2/h بود.

◄ شاخصهاي تماس بيولوژيکي:
شاخصهاي تماس بيولوژيکي (BEI ) ها به عنوان رفرنسي براي ارزيابي پتانسيل خطرات سلامتي مواد شيميايي مي باشند.انهاترازهاي متابوليتهاي احتملي يافت شده در خون وادرار را در کارگر سالم ماجهه با مواد شيميايي را نشان مي دهند.BEIها نماينده مرزها مرز اشکاري بين مواجهه خطرناک وبي خطر نمي باشد.
انها توسط تغييرات بيولژيکي افراد تاثير مي پذيرند. BEI ها مواجه 8ساعته ،6روز در هفته را نشان مي دهد و نبايد براي تعين وجود اثرات بد يا تشخيص بيماريهاي شغلي بکار روند.
دربعضي موارد مواجه حلالهاي الي اروماتيک مي توانند توسط تشخيص محصولات متابوليکي در خون و ادرار تعيين شوند. تماس همزمان اتانول و ديگر حلالها مي تواند دفع متابوليت ادراري را کاهش دهد وسبب افزايش تراز حلالهاي خون شود.بنابراين اين عوامل بايد در تغيير پايش بيولوژيکي مد نظر قرار گيرند.فعاليتهاي فيزيکي همچنين دفع متابوليتها را توسط افزايش جذب بخار تحت تاثير قرار مي دهد. در هيدروکربنهاي اروماتيک با افزايش شمار حلقه هاي بنزني (حلقه اروماتيک ) حلاليت انها ،موجود بودن زيستي انها وتبديل انها به يک ماده شيميايي ساده تر کاهش مي يابد.