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スーダン I ( CI ソルベント イエロー 14またはソルベント オレンジ Rとしても知られる) [ 1 ]は、一般的にアゾ染料に分類される有機化合物です。[ 2 ]オレンジがかった赤色の固体で、ワックス、オイル、ガソリン、溶剤、研磨剤の着色に使用されます。 歴史的に、スーダン I は食品着色剤として、特にカレー粉やチリパウダーに使用されていました。 しかし、スーダン IIIおよびスーダン IVの誘導体とともに、国際がん研究機関によってカテゴリー 3 の発がん性物質(ヒトに対する発がん性は分類できない)に分類されたため、多くの国 (米国および欧州連合を含む) で食品への使用が禁止されています。[ 3 ] [ 4 ][ 5 ] [ 6 ]それにもかかわらず、スーダン I は、オレンジ色の煙の調合など、食品以外の用途の着色剤として依然として価値があります。
スーダン染料は、炭化水素溶剤、油、脂肪、ワックス、靴、床用ワックスの着色に使用されてきたアゾ化合物のグループです。1974年当時、米国ではスーダンIが約27万kg（60万ポンド） 、スーダンIIが約23万6千kg （52万ポンド）、スーダンIIIが約7万kg（15万ポンド）、スーダンIVが約107万5千kg（237万ポンド）生産されていました。
スーダンIとスーダンIII（1-(4-(フェニルジアゼニル)フェニル)アゾナフタレン-2-オール）は主に同じ用途に使用されます。[ 7 ]
スーダンIIIの融点は68℃（154.4°F）で、131℃（268°F）で融点となるスーダンIよりもはるかに低い温度である。
この化合物を合成するには、2つのステップがあります。
最初のステップは、ベンゼンジアゾニウムクロリド溶液を調製することです。これは、亜硝酸ナトリウムと塩酸の反応によって生成された亜硝酸とアニリンとの反応によって生成されるジアゾニウム塩です。
第２の工程では、ジアゾニウム塩の溶液を２-ナフトールに加えて、ジアゾ染料を生成する。
スーダンIは光にさらされると光分解を起こしやすい。この過程は一重項酸素やフリーラジカルとの相互作用による染料の分解を伴う。その結果、スーダンIの素材上での色堅牢度は低い。[ 8 ]
ウサギで特徴づけられたスーダンIの代謝には、酸化反応と還元反応の両方が関与している。[ 9 ]
スーダンI分子の水素化（アゾ還元）による窒素-窒素結合の生物学的分解により、アニリンと1-アミノ-2-ナフトールが生成される。この反応は、動物実験で観察された解毒作用に寄与していると考えられる。スーダンIの酸化後、主要な酸化生成物としてC-ヒドロキシル化代謝物が生成され、尿中に排泄される。これらの代謝物は、ラット肝ミクロソームを用いたin vitroでの酸化後にも検出される。
C-ヒドロキシル化代謝物は解毒産物とみなされる一方、スーダンIのアゾ基のミクロソーム触媒による酵素的分解によって生成されるベンゼンジアゾニウムイオン（BDI）は、試験管内でDNAと反応する。[ 10 ] [ 11 ]この反応から生成される主要なDNA付加物は8-(フェニルアゾ)グアニン付加物であり、これはスーダンIに曝露されたラットの肝臓DNAにも見つかっている。
スルタンIの酸化によるC-ヒドロキシル化代謝物およびDNA付加物の形成は、ヒトのチトクロムP450（CYP）酵素でも実証されており、CYP1A1は、この酵素が豊富なヒト組織におけるスーダンIの酸化に関与する主要な酵素であり、CYP3A4もヒトの肝臓で活性がある。
CYP1A1はヒト肝臓における全CYP発現の0.7%未満を占めるが、ヒト肝ミクロソームではスーダンIの酸化の最大30%を担う可能性がある。[ 12 ]さらに、スーダンIは細胞質アリール炭化水素受容体の活性化により、ラットおよび培養ヒト細胞においてCYP1A1を強く誘導する。[ 13 ]
CYP酵素による酸化に加えて、スーダンIとそのC-ヒドロキシル化代謝物は、モデル植物ペルオキシダーゼや哺乳類酵素シクロオキシゲナーゼなどのペルオキシダーゼによって酸化される。膀胱組織ではCYP酵素は検出されないが、ペルオキシダーゼは比較的高いレベルで発現している。その結果、DNA、RNA、およびタンパク質付加物が形成される。[ a ]したがって、ペルオキシダーゼ触媒によるスーダンIの活性化がメカニズムとして示唆されている。これは、発がん性芳香族アミンなどの他の発がん物質と同様である。[ b ]
CYPまたはペルオキシダーゼによるスーダンIの活性化、あるいは両方のメカニズムの組み合わせが、動物におけるこの発がん物質の肝臓および膀胱への臓器特異性の原因である可能性が示唆されている。[ 24 ]ペルオキシダーゼによって生成されるスーダンI代謝物は、生体内にはスーダンI反応性種を捕捉する多くの求核性分子が存在するため、生理的条件下では生成される可能性がはるかに低い。 [ 25 ]したがって、生理的条件下では、スーダンI反応性種と求核性種（DNA、tRNA、タンパク質、ポリヌクレオチド、ポリデオキシヌクレオチドなど）との付加体の形成が優先される反応であると考えられ、スーダンI DNA結合の主要な標的はデオキシグアノシンであり、次いでデオキシアデノシンである。[ 11 ]
スーダンIは、EUの化学物質規制当局およびIARCによって健康被害をもたらす物質と判断されています。[ 26 ]アレルギー性皮膚反応や皮膚刺激を引き起こす可能性があります。皮膚への曝露は、繊維労働者が直接曝露されること、またはスーダンIで染色されたぴったりとした繊維製品を着用することによって起こります。アレルギー反応は、アゾ染料がヒト血清アルブミン（HSA）に結合して染料-HSA複合体を形成し、免疫グロブリンEがそれに結合して最終的にヒスタミンが放出されることで誘発されます。[ 27 ]
スーダンIは遺伝的欠陥を引き起こす可能性も疑われている。変異原性と遺伝的危険性は、エイムズ試験と動物実験で評価されている。さらに、癌を引き起こす可能性も疑われている。発癌性は動物実験のみで推定されており、ヒトではまだ検証されていない。[ 27 ]
スーダン I のヨーロッパでの規制は、EU 迅速警告システムで繰り返し通知が公表された後、2003 年に開始されました。EU 迅速警告システムは、唐辛子粉やそれを使用して調理された他の食品からスーダン I が検出されたと発表しました。スーダン I の遺伝毒性および変異原性の疑いから、1 日の摂取は許容されませんでした。そのため、欧州委員会は唐辛子および辛い唐辛子製品の輸入を禁止しました。[ 28 ]ドイツ連邦リスク評価研究所に意見を求められ、スーダン染料は健康に有害であるという結論に達しました。 スーダン I は、指令 67/548/EC の附属書 I でカテゴリー 3 の発がん性物質およびカテゴリー 3 の変異原性物質に分類されました。この分類は、この機関の動物実験の結果に基づいています。
「EUアゾ染料指令2002/61/EC」によるアゾ染料の規制は、2009年にREACH規則に置き換えられ、アゾ染料はREACH制限リスト附属書XVIIに掲載されました。 [ 29 ]これには、皮膚や口腔に直接的かつ長時間接触する可能性のある繊維製品や皮革製品への当該染料の使用が禁止されていることが含まれます。皮革素材で作られた繊維製品はアゾ染料で着色することは許可されておらず、その具体的なリストは欧州連合官報に掲載されています。[ 30 ]さらに、欧州連合では、アゾ染料で着色された繊維製品や皮革製品を市場に出すことは禁止されています。[ 30 ]
アゾ染料の証明書は、禁止されているアミンの一つに結合した染料が染色に使用されていないことを保証するために存在します。すべての染色業者は、供給会社が禁止されているアゾ染料の法規制について十分に理解していることを確認する必要があります。これを確実にするために、供給会社はETAD（染料および有機顔料製造業者の生態毒性協会）の会員である必要があり、そこから証明書を取得できます。ETAD非会員の供給業者は、染料の起源と安全性について疑念を抱くことになります。認証のない染料の使用は推奨されません。[ 29 ]
スーダンI号に関して、人体への毒性、遺伝毒性、および変異原性影響に関する具体的な情報は存在しない。
スーダン I は、雄と雌のラットの両方で腫瘍性結節と癌の有意な増加と関連していました。[ 31 ]しかし、他の研究では、スーダン I の投与後に微小核肝細胞の発生率が有意に増加しないことが示されました。これらの結果は、肝臓の発癌性がスーダン I の遺伝毒性効果によるものではないことを示唆しています。スーダン I を適用した後のマウスの肝臓には発癌効果は見られませんでした。 [ 12 ]しかし、スーダン I をマウスに皮下投与すると、肝腫瘍が見つかりました。
さらに、マウスの胃と肝臓の細胞でDNA損傷が認められた。[ 32 ]ラットでは、消化管の微小核上皮細胞の量に有意な増加は見られなかった。これは、ラットの消化管上皮細胞に遺伝毒性物質が存在しないことを示唆している。[ 12 ]
消化管や肝臓での所見とは対照的に、骨髄では微小核細胞の増加が認められた。骨髄の微小核細胞の頻度は用量依存的に増加した。150mg/日以上の用量では、微小核未熟赤血球（MNIME）の頻度が有意に高かった。これは、スーダンIが血球中のペルオキシダーゼによって酸化または活性化され、それによって微小核細胞が形成されるという説明を裏付けている。[ 12 ]
スーダンIのペルオキシダーゼ代謝産物由来のグアノシンDNA付加体は、ラットの膀胱でも生体内で発見された。膀胱には高濃度の組織ペルオキシダーゼも含まれている。 [ 19 ]
スーダンIは遺伝毒性がある。ラットでは発がん性もある。[ 33 ]実験動物とヒトのチトクロムP450（CYP）の比較から、動物の発がん性データはヒトに外挿できる可能性があるが、IARCはこれを行っていない。[ 34 ]
スーダンIは、脱スルホン化水溶性誘導体であるサンセットイエローFCFにも不純物として含まれている。
2005年2月、スーダンIは特に英国で注目を集めた。プレミアフーズ社が製造したウスターソースの汚染物質として特定された。食品基準庁は汚染源を混入したチリパウダーにたどり着いた。[ 35 ]