4. Зависимость токсичности веществ от физико-химических свойств и химической структуры.

Лучше всего изучена связь строения и токсично­сти органических соединений. Наличие и число гетероатомов, галогенов в алифатической цепи или ароматических ядрах, при­рода заместителей, изомерия цепи, природа и число кратных связей и т. п. — все это определяет степень токсичности органи­ческих соединений.

Характерная особенность большинства органических соеди­нений—связь токсичности со структурной изомерией, основанной на разветв­лении углеродной цепи. Так, например, изомеры нормального-бутана — изобутан, нормального пентана — изо- и тетраметил-пентан менее токсичны. У всех органических соединений уве­личение числа атомов в молекуле увеличивает число изомеров и, следовательно, снижает токсичность.

Определенное значение имеет пространственное положение радикалов в молекуле вещества. Стеричеокая конфигурация оп­ределяет силу токсического действия изомера. Так, цис~изомеры более активны, чем rpawc-изомеры. Это связано с тем, что транс-форма более устойчива, чем цис-форма ввиду меньшего содержания энергии. Например, цис-форма малеиновой кислоты более токсична, чем транс-форма.

При переходе молекул углеводородов в ненасыщенное со­стояние их токсичность возрастает. Ингаляционная токсичность таких соединений изменяется в ряду; этап — этилен — ацетилен, что объясняется способностью этих соединений вступать в ре­акцию присоединения. Такая же закономерность наблюдается и у ароматических соединений; токсичность бензола выше, чем циклогексана. Токсичность непредельных моно- и дикарбоновых кислот выше, чем предельных.

По правилу Ричардсона, в гомологическом ряду сила нарко­тического действия возрастает с увеличением числа атомов уг­лерода в молекуле. Так, наркотическое действие усиливается от пентана к октану, от метилового спирта к аллиловому. Это правило верно для большой группы углеводородов, кроме углеводородов аро­матического ряда.

Характер токсического действия органических соединении сильно меняется при введении в молекулу радикалов (мстиль­ных, этильных и др.), а также функциональных групп, таких •как NH2, —NO2, —SO3H и др. Например, метилбензол (толуол) в противоположность бензолу при попадании в кровь способен увеличивать число лейкоцитов. Орто-, мета-, яара-ксилолы вы­зывают более глубокие изменения форменных элементов крови, Бензосульфокислоты обладают высокой общей токсич­ностью; увеличение — SOsH групп резко усиливает их токсич­ность (сильное прижигающее действие), что обусловлено высо­кой растворимостью их в воде и жирах. Обратным эффектом обладают ароматические нитросоединения. Как первичные, так и вторичные и третичные нитросоедипения слаботоксичны.

В то же время алифатические нитросоединения, напротив, обладают высокой токсичностью, что связано с их высокой летучестью.

Низшие члены аминов R—NH2 алифатического ряда облада­ют сильным раздражающим действием; у высших, с увеличе­нием длины органического радикала токсичность падает. Это связано с тем, что алифатические амины более сильные осно­вания, чем аммиак. Раздражающее действие ароматических аминов слабо выражено, но для них характерно взаимодейст­вие с биосубстратом крови. Токсичность галогенопроизводных алканов и циклоалканов определяется в первую очередь заместителем. Из трех галогенпроизводных любого радикала RCt, RBr и RI наибольшей токсичностью обладают йодистые соединения. Соединения, со­держащие три и более атома галогена у одного атома углеро­да, более токсичны (например, хлороформ более токсичен, чем хлористый метил).

Токсичность галогенопроизводных сильно и характерно ме­няется в зависимости от природы связанного с галогеном орга­нического радикала. Например, высокой токсичностью облада­ют те галогенопроизводные алканы, у которых атом галогена не связан непосредственно с одним из атомов углерода двойной связью (СН₂ = СН—СН₂С1 более токсичен, чем СН₂ = СНС1); в ароматических галогенопроизводных наличие галогена в бо­ковой цепи и его положение по отношению к бензольному яд­ру и определяет их токсичность.