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Inhaltsstoffe von Personal Care Products können zunehmend in der aquatischen Umwelt nachgewiesen werden. Dabei handelt es sich um Inhaltsstoffe von Kosmetikartikeln, Medikamenten oder Reinigungsmitteln. Der Eintrag erfolgt größtenteils über kommunale Kläranlagen, die die Analyten nicht komplett zurückhalten können. Zu diesen Verbindungen zählen im Rahmen dieser Arbeit die Moschusdüfte 6-Acetyl-1,1,2,4,4,7-hexamethyltetraline (AHTN) und 1,3,4,6,7,8-Hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-y-2-benzopyran (HHCB). Diese Analyten können im μg/L- bzw. ng/L-Bereich im Oberflächenwasser nachgewiesen werden.
Zur Desinfektion von Wasser für Schwimmbäder oder zur Gewinnung von Trinkwasser werden hypochlorithaltige Chemikalien oder Ozon eingesetzt, um Mikroorganismen zu vernichten, wobei unter anderem auch Desinfektionsnebenprodukte (DBP – Disinfection By-Products) von PCPs gebildet werden können. In dieser Arbeit werden erste neue DBPs präsentiert, die durch Ozonierung oder Chlorierung mittels Natriumhypochlorit aus den genannten Chemikalien in Modellreaktoren hervorgingen. Auch werden die dazu gehörigen Strategien zu deren Identifizerung und Charakterisierung vorgestellt. Hier kommen diverse chromatographische Verfahren, wie LC-MS/MS, LC-MSn, aber auch GC-MS und die 1H- bzw. 13C-NMR zum Einsatz. In einem zweiten Ansatz werden erste Phase-I-Metaboliten dieser Verbindungen gezeigt, die beim Umsatz in Modellsystemen mit Human- und Rattenleber-mikrosomen entstanden sind.
The polycyclic musks 6-Acetyl-1,1,2,4,4,7-hexamethyltetraline (AHTN) and 1,3,4,6,7,8-Hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-ɣ-2-benzopyran (HHCB) are widely used fragrances in cosmetics, products of daily care and cleaning products for households and industry. They are in the focus of interest due to their estrogenic potential. Both compounds can be found at low μg/L concentrations in surface water where they are introduced mainly by sewage treatment plants supplied by municipal wastewater. In order to disinfect wastewater in sewage treatment plants or water in swimming pools, chlorine can be added to water as gas or hypochlorite solution. This disinfectant has a high oxidation potential resulting in the formation of disinfection by-products, the estrogenicity and toxicity of which might differ from their precursor. In this work the behaviour of AHTN and HHCB upon treatment with sodium hypochlorite solution was investigated and chlorinated possible disinfection by-products could be identified as well as a carboxylic acids and lactones derived from AHTN and HHCB. The identified species were characterized by GC-MS, LC-MSn and 1H-NMR. The elucidated structures of potential disinfection by-products are verified by X-ray crystallography. Finally the estrogenicity between the parent analytes and generated transformation products were compared. For that task, MCF-7 assay has been chosen for being most relevant to humans. Moreover metabolism studies were carried out using AHTN, HHCB and their disinfection by-products.
Inhaltsstoffe von Personal Care Products können zunehmend in der aquatischen Umwelt nachgewiesen werden. Dabei handelt es sich um Inhaltsstoffe von Kosmetikartikeln, Medikamenten oder Reinigungsmitteln. Der Eintrag erfolgt größtenteils über kommunale Kläranlagen, die die Analyten nicht komplett zurückhalten können. Zu diesen Verbindungen zählen im Rahmen dieser Arbeit die Moschusdüfte 6-Acetyl-1,1,2,4,4,7-hexamethyltetraline (AHTN) und 1,3,4,6,7,8-Hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-gamma-2-benzopyran (HHCB). Diese Analyten können im μg/L- bzw. ng/L-Bereich im Oberflächenwasser nachgewiesen werden.
Zur Desinfektion von Wasser für Schwimmbäder oder zur Gewinnung von Trinkwasser werden hypochlorithaltige Chemikalien oder Ozon eingesetzt, um Mikroorganismen zu vernichten, wobei unter anderem auch Desinfektionsnebenprodukte (DBP – Disinfection By-Products) von PCPs gebildet werden können. In dieser Arbeit werden erste neue DBPs präsentiert, die durch Ozonierung oder Chlorierung mittels Natriumhypochlorit aus den genannten Chemikalien in Modellreaktoren hervorgingen. Auch werden die dazu gehörigen Strategien zu deren Identifizerung und Charakterisierung vorgestellt. Hier kommen diverse chromatographische Verfahren, wie LC-MS/MS, LC-MSn, aber auch GC-MS und die 1H- bzw. 13C-NMR zum Einsatz. In einem zweiten Ansatz werden erste Phase-I-Metaboliten dieser Verbindungen gezeigt, die beim Umsatz in Modellsystemen mit Human- und Rattenlebermikrosomen entstanden sind.
In this work, the behavior of the polycyclic musks 6-acetyl-1,1,2,4,4,7-hexamethyltetraline (AHTN) and 1,3,4,6,7,8-hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-
γ-2-benzopyran (HHCB) was investigated upon disinfection by using sodium hypochlorite as disinfectant in a model disinfection basin in order to find new disinfection byproducts (DBP). In the case of AHTN, the carboxylic acid 3,5,5,6,8,8-hexamethyl-5,6,7,8-tetrahydronaphthalene-2-
carboxylic acid (AHTN-COOH) was generated by a haloform reaction, being the origin for two new chlorinated DBPs. In the case of HHCB, disinfection via hypochlorite led to the HHCB-lactone. All reaction products and intermediates were synthesized and isolated. The relevant degradation mechanisms are discussed in detail.
Crystals of the title compound, C18H26O2, were grown from ethyl acetate. Due to the racemic precursor, the title compound is also obtained as a racemate. Disorder was observed during structure refinement, originating from two possible half-chair conformations of the non-aromatic ring. The disorder was refined by introducing split positions in the cyclo-hexane ring regarding the two possible R and S-enantiomers at the chiral CH group [ratio 0.744 (3):0.256 (3)]. The crystal structure features pairs of inversion-related molecules connected by pairs of non-classical C–H···O hydrogen bonds.