Trattandosi di metanolo diluito non dovrebbero esserci particolari problemi, anche se la sostanza non è fra le più innocue ve ne sono alcune molto più subdole (Ad esempio il Tetracloruro di carbonio CCl4). Comunque di seguito si possono trovare alcune utili informazioni.
Il metanolo o alcool metilico è un liquido volatile (p.d.e. 64.5 °C), ha formula CH3OH, non è ionizzato ed è sia lipofilo che idrofilo. Possiede un proprio odore caratteristico, brucia con fiamma azzurra non lucente. Dato che il metanolo si può ottenere dalla distillazione secca del legno (Boyle, 1661) è anche detto alcool di legno. Al giorno d’oggi è ottenuto per sintesi, in due modi:
1)Processo ad alta pressione: monossido di carbonio ed idrogeno in adeguata proporzione formano il gas di sintesi, che a 200 bar e a 400 °C, su ZnO/Cr2O3 come catalizzatori danno la reazione:
CO + H2 => CH3OH
2)Processo a bassa pressione: monossido di carbonio ed idrogeno in adeguata proporzione formano il gas di sintesi, che a 50 bar e a 250 °C, su Cu/Zn/Al catalizzatori da la reazione precendente.
Il metanolo è miscelabile con l’acqua in ogni proporzione: la miscelazione dà contrazione di volume della soluzione e libera calore. E’ usato come additivo per carburanti, o esso stesso è usato come carburante solido (tavolette meta), nell’industria chimica è usato come solvente per coloranti, collanti, poliesteri, svernicianti… e in chimica organica è un importante agente metilante.
A differenza dell’etanolo il metanolo puro (99%) può ottenersi da una sua soluzione acquosa tramite la distillazione frazionata, mentre per il metanolo assoluto (99.97%) bisogna distillare il metanolo su magnesio metallico, il quale si scioglie con formazione di alcoolato di magnesio. Esso, in presenza d’acqua, si scinde a dare magnesio ossido (insolubile in acqua) e metanolo:
2 MeOH in miscela con H2O su Mg => H2 + (MeO)2Mg + H2O (MeO)2Mg + H2O => MgO (ppt) + 2 MeOH
Tossicocinetica del Metanolo – Assorbimento e Distribuzione
Il metanolo è assorbito in circa tre ore tramite il tratto gastrointestinale, può venir assorbito anche dal sistema respiratorio o dalla cute. Successivamente si distribuisce in tutto il corpo, infatti è sia idrofilo che lipofilo, come l’etanolo. In particolare il metanolo può essere rinvenuto nel cuore, nella milza, nel fegato, nei polmoni, nel cervello, nei muscoli e nei reni. In caso di intossificazione cronica esso si accumula nel nervo ottico.
Biotrasformazione
Il 90% del metanolo, come primo passaggio, viene ossidato ad aldeide formica la quale successivamente subisce trasformazione ad acido formico. Il restante 10% del metanolo viene eliminato invariato per via renale (tempo di emivita: 22 ore circa).
Il passaggio da metanolo a formaldeide può avvenire in due modi:
1) Nei perossisomi (forma primitiva della catena respiratoria) vari enzimi ossidoreduttasi partendo da diversi substrati RH2 portano alla formazione di H2O2 (acqua ossigenata o perossido d’idrogeno) che poi, tramite l’enzima catalasi, ossida il metanolo.
RH2 + O2 (tramite ossidasi)=> R + H2O2 H2O2 + MeOH ( by catalasi)=> HCHO + 2 H2O
2) Nel citosol epatico tramite l’enzima ADH (questa ossidazione è in equilibrio reversibile)
MeOH + NAD+ <= by ADH => CH2O + NADH + H+
Il passaggio da formaldeide ad acido formico (pKa 3.75, completamente dissociato a formiato) è catalizzato da diversi enzimi aldeide-deidrogenasi, presenti sia nel citosol sia nei mitocondri della maggior parte delle cellule dei mammiferi. Questa reazione, irreversibile, sposta “a destra” l’equilibrio reversibile della reazione ADH mediata.
CH2O + NAD+ (tramite aldeide-deidrogenasi)=> HCOO-H+ + NADH + H+
Successivamente il formiato (nella scimmia, usata per l’affinità al genere umano, e presumibilmente nell’uomo) subisce ossidazione folato-dipendente a CO2. Nel ratto esiste anche un sistema catalisi-perossidativo, e il ratto non subisce avvelenamento da metanolo o da formiato a meno che non sia reso folato-carente.
Eliminazione
Esaurienti studi sono stati a questo proposito sono stati fatti da Nicloux, utilizzando cani e conigli. I risultati ottenuti hanno permesso di costruire delle curve di eliminazione, dalle quali si può notare la differenza nella velocità di eliminazione in confronto all’etanolo.
Intossicazione da Metanolo
Il metanolo può dare intossicazione per esempio se è usato in bevande adulterate, anche se ciò non è frequente. La dose tossica di etanolo varia in relazione a vari fattori (età, sesso, presenza di etanolo…), negli adulti la tossicità è proporzionale al tasso ematico di metanolo, per i bambini non si hanno dati. Dalla 12ma alla 24ma ora dall’ingestione di metanolo non si hanno sintomi, e questo periodo può essere prolungato se è presente etanolo (più affine all’enzima ADH di quanto lo sia il metanolo).
Il metanolo come tale causa ebbrezza, in seguito ad intossicazione acuta, poi vertigini, nausea, vomito, dolori addominali, cefalea e depressione del SNC, ma ben più pericolosi sono i sintomi e i danni causati dai suoi due metaboliti, aldeide formica e acido formico.
Essi causano gravi sintomi quali grave acidosi metabolica, atassia*, vertigine, dilatazione delle pupille (che divengono poco reattive), congiuntivite, gonfiore del disco ottico, danni al nervo ottico, al SNC e al fegato. Inoltre sudori freddi, agitazione furiosa, insufficienza respiratoria ed edema polmonare, convulsioni e confusione mentale, depressione, coma con ipotermia. La morte sopraggiunge per paralisi dei muscoli respiratori. I fondamenti biochimici della tossicità del formiato sul SNC non sono stati ancòra chiariti.
Acidosi metabolica: nei primati la conversione metanolo => formiato è più rapida dell’eliminazione del formiato, cosicché nelle 24 ore seguenti l’assunzione di metanolo si ha un graduale accumulo di acido formico, che causa una diminuzione del pH plasmatico fino a 6.8 (l’acidosi viene analizzata in laboratorio non dosando l’acido formico ma misurando la diminuzione di concentrazione di vari anioni plasmatici.
* atassia: difetto della coordinazione muscolare, può avere come conseguenza irregolarità dei movimenti (a. cinetica) o incapacità di mantenere l’equilibrio (a. statica).
Nel caso di intossicazione cronica da metanolo liquido (via orale o transdermica) si può avere una progressiva degenerazione della visione (atrofia del nervo ottico). Nel caso invece si sia a contatto con vapori di metanolo si avrà irritazione ulcerosa della congiuntiva, che potrà degenerare a cheratite ulcerosa.
Estratto da una Scheda di Sicurezza
11.1 Tossicità acuta:
LD50 orale ratto : 5628 mg/kg
LD50 dermale ratto : N.D. mg/kg
LD50 dermale coniglio : 15800 mg/kg
LC50 inalazione ratto: 85 mg/l/4 h
LC50 inalazione ratto : 64000 ppm/4 h
Il limite olfattivo é alcune volte piú dei valori limiti di esposizione.
11.2 Tossicità cronica:
CE-cat. carc. : non classificato
CE-cat. muta. : non classificato
CE-cat. repr. : non classificato
Carcinogenicità (TLV) : non classificato
Carcinogenicità (MAC) : non classificato
Carcinogenicità (VME) : non classificato
Carcinogenicità (MEL) : non classificato
Carcinogenicità (MAK) : non classificato
Mutagenicità (MAK) : non classificato
Gravidanza (MAK) : C
Classificazione IARC : non classificato
11.3 Vie di esposizione ingestione, inalazione, contatto con gli occhi e pelle
11.4 Effetti immediati/sintomi:
– L’ingestione, anche di piccole dosi, puó causare cecitá o la morte.
– Effetti dovuti a dosi inferori : nausea, mal di testa, dolori addominali,
vomiti e disturbi della visione (visione annebbiata, sensibilitá
accresciuta alla luce).
– L’inalazione di dosi massiccie : irritazione delle mucose, mal di testa,
sonnolenza, nausea, confusione, perdita di conoscenza, disturbi
gastrointestinali e oculari e la morte.
– Concentrazioni alte di vapore/contatto con il liquido : irritazione
oculare, lacrimazione e sensazione di bruciore.
– Può essere assorbito attraverso la pelle in quantità tossica o letale
11.5 Effetti ritardati:
– Esposizione ripetuta per inalazione e per assorbimento : intossicazione
sistemica, disturbi cerebrali, disturbi della visione e cecitá.
– L’inalazione puó aggravare delle condizioni esistenti come enfisema e
bronchite.
– Contatto ripetuta con la pelle puó causare irritazione, disseccazione e
screpolature.
Effetti sulla riproduzione:
– Delle anomalie congenitali sono state osservate da ratti esposti a 20000
ppm.
Bibliografia:
Merck Index 13° Edizione
NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (DHHS/NIOSH 97-140, 1997) p 200
Dizionario di Merceologia e Chimica Applicata – Villavecchia Eigenman – Hoepli
Clinical Toxicology of Commercial Products, R. E. Gosselin et al., Eds. (Williams & Wilkins, Baltimore, 5th ed., 1984) Section III, pp 275-279
Pharmacol. Toxicol. 69, 157-163 (1991)