stringtranslate.com

Гексаметилентетрамин

Гексаметилентетрамин ( ГМТА ), также известный как 1,3,5,7-тетраазаадамантан , является гетероциклическим органическим соединением с разнообразными применениями. [2] [3] Он имеет химическую формулу (CH 2 ) 6 N 4 и представляет собой белое кристаллическое соединение, которое хорошо растворяется в воде и полярных органических растворителях. Он имеет структуру, похожую на клетку, похожую на адамантану . [3] Он полезен в синтезе других органических соединений , включая пластмассы , фармацевтические препараты и добавки к резине . [2] [3] Соединение также используется в медицине при определенных состояниях. [4] [5] Он сублимируется в вакууме при 280 °C. Молекула имеет тетраэдрическую структуру, похожую на структуру адамантана . Четыре вершины заняты атомами азота , которые связаны метиленовыми группами . Хотя молекулярная форма определяет клетку, внутри нее нет пустого пространства. 

Синтез, структура, реакционная способность

Гексаметилентетрамин был открыт Александром Бутлеровым в 1859 году. [6] [7] Его получают в промышленных масштабах путем соединения формальдегида и аммиака : [8]

Молекула ведет себя как аминовое основание, подвергаясь протонированию и как лиганд. [ 9] N - алкилирование хлораллилхлоридом дает кватерний-15 ).

Приложения

Преобладающее применение гексаметилентетрамина — производство твердых (порошкообразных) или жидких фенольных смол и формовочных смесей на основе фенольных смол , в которые он добавляется в качестве упрочняющего компонента. Эти продукты используются в качестве связующих, например, в тормозных и сцепных накладках, абразивах, нетканых текстильных материалах, формованных деталях, полученных формованием, и огнестойких материалах. [8]

Медицинское применение

Это соединение также используется в медицине как мочевой антисептик и антибактериальное средство под названием метенамин или гексамин . [4] [10] [11] [12] Он используется как альтернатива антибиотикам для профилактики инфекций мочевыводящих путей (ИМП) и продается под торговыми марками Hiprex , Urex и Urotropin , среди прочих. [4] [10] [12]

Как соль миндальной кислоты (метенамин манделат) или соль гиппуровой кислоты (метенамин гиппурат), [13] он используется для лечения инфекций мочевыводящих путей . В кислой среде метенамин, как полагают, действует как противомикробное средство , превращаясь в формальдегид . [13] [14] Систематический обзор его использования для этой цели у взрослых женщин показал, что нет достаточных доказательств пользы, и необходимы дальнейшие исследования. [15] Исследование в Великобритании показало, что метенамин так же эффективен, как ежедневные низкие дозы антибиотиков для профилактики ИМП у женщин, которые испытывают рецидивирующие ИМП. Поскольку метенамин является антисептиком, он может избежать проблемы устойчивости к антибиотикам. [16] [17]

Метенамин действует как безрецептурный антиперспирант из-за вяжущего свойства формальдегида. [18] В частности, метенамин используется для минимизации потоотделения в гнездах протезных устройств . [19]

Гистологические пятна

Метенаминовые серебряные красители используются для окрашивания в гистологии , включая следующие типы:

Твердое топливо

Вместе с 1,3,5-триоксаном гексаметилентетрамин является компонентом топливных таблеток гексамина, используемых туристами, любителями, военными и организациями по оказанию помощи для подогрева пищи в походе или армейских пайков. Он горит бездымно, имеет высокую плотность энергии 30,0 мегаджоулей на килограмм (МДж/кг), не разжижается при горении и не оставляет золы, хотя его пары токсичны. [ необходима цитата ]

Стандартизированные таблетки метенамина (гексамина) массой 0,149  г используются в лабораториях противопожарной защиты в качестве чистого и воспроизводимого источника огня для проверки воспламеняемости ковров и ковровых покрытий. [20]

Пищевая добавка

Гексаметилентетрамин или гексамин также используется в качестве пищевой добавки в качестве консерванта ( номер INS 239). Он одобрен для использования в этих целях в ЕС, [21] где он указан под номером E239, однако он не одобрен в США, России, Австралии или Новой Зеландии. [22]

Реагент в органической химии

Гексаметилентетрамин — универсальный реагент в органическом синтезе . [23] Он используется в реакции Даффа (формилирование аренов), [24] реакции Соммелета (превращение бензилгалогенидов в альдегиды) [25] и в реакции Делепина (синтез аминов из алкилгалогенидов). [26]

Взрывчатые вещества

Гексаметилентетрамин является базовым компонентом для производства гексогена и, следовательно, C-4 [8], а также октогена (побочного продукта с гексогеном), гексаминдинитрата, гексаминдиперхлората и ГМТД .

Пиротехника

Гексаметилентетрамин также используется в пиротехнике для снижения температуры горения и уменьшения интенсивности цвета различных фейерверков. [27] Благодаря своему беззольному сгоранию, гексаметилентетрамин также используется в фейерверках внутри помещений наряду с солями магния и лития . [28] [29]

Историческое использование

Гексаметилентетрамин был впервые введен в медицинскую практику в 1895 году в качестве мочевого антисептика . [30] Он был официально одобрен FDA для медицинского применения в Соединенных Штатах в 1967 году. [31] Однако он использовался только в случаях кислой мочи, тогда как борная кислота использовалась для лечения инфекций мочевыводящих путей со щелочной мочой. [32] Ученый Де Эдс обнаружил, что существует прямая корреляция между кислотностью среды гексаметилентетрамина и скоростью его разложения. [33] Поэтому его эффективность как лекарственного средства в значительной степени зависела от кислотности мочи, а не от количества введенного препарата. [32] Было обнаружено, что в щелочной среде гексаметилентетрамин почти полностью неактивен. [32]

Гексаметилентетрамин также использовался в качестве метода лечения солдат, подвергшихся воздействию фосгена в Первой мировой войне . Последующие исследования показали, что большие дозы гексаметилентетрамина обеспечивают некоторую защиту, если приняты до воздействия фосгена, но не обеспечивают никакой защиты, если приняты после. [34]

Гексаметилентетрамин от Bayer ( IG Farben )

Производители

С 1990 года число европейских производителей сокращается. Французский завод SNPE закрылся в 1990 году; в 1993 году производство гексаметилентетрамина в Лойне , Германия, прекратилось; в 1996 году закрылось итальянское предприятие Agrolinz; в 2001 году закрылся британский производитель Borden ; в 2006 году было закрыто производство на заводе Chemko, Словацкая Республика. Оставшиеся производители включают INEOS в Германии, Caldic в Нидерландах и Hexion в Италии. В США Eli Lilly and Company прекратила производство таблеток метенамина в 2002 году. [20] В Австралии таблетки гексамина для топлива производит Thales Australia Ltd. В Мексике гексамин производит Abiya. [ необходима цитата ] Многие другие страны, которые все еще производят его, включают Россию, Саудовскую Аравию и Китай.

Ссылки

  1. ^ Cooney AP, Crampton MR, Golding P (1986). «Кислотно-основное поведение гексамина и его N -ацетилпроизводных». J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 (6): 835–839. doi :10.1039/P29860000835.
  2. ^ ab Dreyfors JM, Jones SB, Sayed Y (ноябрь 1989 г.). «Гексаметилентетрамин: обзор». Журнал Американской ассоциации промышленной гигиены . 50 (11): 579–585. doi :10.1080/15298668991375191. PMID  2688388.
  3. ^ abc Блажзевич, Никола; Колбах, Д.; Белин, Бранка; Шунич, Витомир; Кайфеж, Франьо (1979). «Гексаметилентетрамин, универсальный реагент в органическом синтезе». Синтез . 1979 (3). Георг Тиме Верлаг, КГ: 161–176. дои : 10.1055/с-1979-28602. ISSN  0039-7881.
  4. ^ abc Lo TS, Hammer KD, Zegarra M, Cho WC (май 2014 г.). «Метенамин: забытый препарат для профилактики рецидивирующей инфекции мочевыводящих путей в эпоху множественной лекарственной устойчивости». Expert Rev Anti Infect Ther . 12 (5): 549–554. doi :10.1586/14787210.2014.904202. PMID  24689705.
  5. ^ Коннолли М., де Беркер Д. (2003). «Лечение первичного гипергидроза: обзор различных методов лечения». Am J Clin Dermatol . 4 (10): 681–697. doi :10.2165/00128071-200304100-00003. PMID  14507230.
  6. ^ Батлероу А (1859). «Ueber einige Derivate des Jodmethylens» [О некоторых производных йодистого метилена]. Энн. хим. Фарм. (на немецком языке). 111 (2): 242–252. дои : 10.1002/jlac.18591110219.В этой статье Бутлеров открыл формальдегид, который он назвал «диоксиметилен» (диоксид метилена) [стр. 247], потому что его эмпирическая формула для него была неверной (C 4 H 4 O 4 ). На стр. 249–250 он описывает обработку формальдегида газообразным аммиаком, в результате чего получился уротропин.
  7. ^ Батлероу А (1860). «Ueber ein neues Mmethylenderivat» [О новом производном метилена]. Энн. хим. Фарм. (на немецком языке). 115 (3): 322–327. дои : 10.1002/jlac.18601150325.
  8. ^ abc Eller K, Henkes E, Rossbacher R, Höke H (2000). "Амины, алифатические". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Wiley-VCH Verlag GmbH. doi :10.1002/14356007.a02_001. ISBN 9783527306732.
  9. ^ Кириллов, Александр М. (2011). «Гексаметилентетрамин: старый новый строительный блок для проектирования координационных полимеров». Coordination Chemistry Reviews . 255 (15–16). Elsevier BV: 1603–1622. doi :10.1016/j.ccr.2011.01.023. ISSN  0010-8545.
  10. ^ ab https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2022/017681Orig1s019lbl.pdf
  11. ^ Элкс, Дж. (2014). Словарь лекарств: химические данные: химические данные, структуры и библиографии. Springer US. стр. 629. ISBN 978-1-4757-2085-3. Получено 11 октября 2024 г.
  12. ^ ab Schweizerischer Apotheker-Verein (2004). Номинальный индекс: Международный каталог лекарств. Научные издательства Медфарм. стр. 775–776. ISBN 978-3-88763-101-7. Получено 11 октября 2024 г.
  13. ^ ab Lo TS, Hammer KD, Zegarra M, Cho WC (май 2014 г.). «Метенамин: забытый препарат для профилактики рецидивирующей инфекции мочевыводящих путей в эпоху множественной лекарственной устойчивости». Expert Review of Anti-Infective Therapy . 12 (5): 549–554. doi :10.1586/14787210.2014.904202. PMID  24689705. S2CID  207199202.
  14. ^ Chwa A, Kavanagh K, Linnebur SA, Fixen DR (2019). «Оценка метенамина для профилактики инфекций мочевыводящих путей у пожилых людей: обзор доказательств». Therapeutic Advances in Drug Safety . 10 : 2042098619876749. doi : 10.1177/2042098619876749. PMC 6759703. PMID  31579504 . 
  15. ^ Бахит М., Кржижаняк Н., Хильдер Дж., Кларк Дж., Скотт АМ., Мар К. Д. (июль 2021 г.). «Использование метенамина гиппурата для профилактики инфекций мочевыводящих путей у взрослых женщин: систематический обзор и метаанализ». Британский журнал общей практики (систематический обзор). 71 (708): e528–e537. doi :10.3399/BJGP.2020.0833. PMC 8136580. PMID  34001538 . 
  16. ^ «Метенамин так же хорош в профилактике инфекций мочевыводящих путей, как антибиотики». Данные NIHR . 2022-12-20. doi :10.3310/nihrevidence_55378. S2CID  254965605.
  17. ^ Harding C, Mossop H, Homer T, Chadwick T, King W, Carnell S и др. (март 2022 г.). «Альтернатива профилактическим антибиотикам для лечения рецидивирующих инфекций мочевыводящих путей у женщин: многоцентровое, открытое, рандомизированное, не менее эффективное исследование». BMJ . 376 : e068229. doi :10.1136/bmj-2021-0068229. PMC 8905684 . PMID  35264408. 
  18. ^ Susak Z, Minkov R, Isakov E (декабрь 1996 г.). «Использование метенамина в качестве антиперспиранта для ампутантов». Prosthetics and Orthotics International . 20 (3): 172–175. doi : 10.3109/03093649609164439 . PMID  8985996. S2CID  24088433.
  19. ^ Susak, Z.; Minkov, R.; Isakov, E. (декабрь 1996 г.). «Использование метенамина в качестве антиперспиранта для ампутантов». Prosthetics & Orthotics International . 20 (3): 172–175. doi : 10.3109/03093649609164439 . ISSN  0309-3646. PMID  8985996. S2CID  24088433.
  20. ^ ab "Re: Эквивалентность стандарта таблеток метенамина для воспламеняемости ковров и паласов" (PDF) . Алан Х. Шен. 29 июля 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-10-05.
  21. ^ Агентство по пищевым стандартам Великобритании: "Текущие добавки, одобренные ЕС, и их номера E" . Получено 27 октября 2011 г.
  22. ^ Кодекс пищевых стандартов Австралии и Новой Зеландии "Стандарт 1.2.4 - Маркировка ингредиентов". 8 сентября 2011 г. Получено 27 октября 2011 г.
  23. ^ Блажзевич Н, Колбах Д, Белин Б, Шунич В, Кайфеж Ф (1979). «Гексаметилентетрамин, универсальный реагент в органическом синтезе». Синтез . 1979 (3): 161–176. дои : 10.1055/с-1979-28602. S2CID  97756228.
  24. ^ Allen CH, Leubne GW (1951). "Syringic Aldehyde". Organic Syntheses . 31 : 92. doi :10.15227/orgsyn.031.0092.
  25. ^ Wiberg KB (1963). "2-Тиофенальдегид". Органические синтезы . doi :10.15227/orgsyn.000.0000; Собрание томов , т. 3, стр. 811.
  26. ^ Боттини А.Т., Дев В., Клинк Дж. (1963). «2-Бромаллиламин». Органические синтезы . 43 :6. дои :10.15227/orgsyn.043.0006.
  27. ^ Патент DE 3402546, Ломанн, Эрвин, «Pyrotechnischer Satz zur Erzeugung von Lichtblitzen», выдан 1 августа 1985 г. 
  28. ^ Патент США 6214139, Хиски, Майкл А.; Чавес, Дэвид Э. и Науд, Даррен Л., «Малодымные пиротехнические составы», выдан 10 апреля 2001 г., передан регентам Калифорнийского университета и Лос-Аламосской национальной лаборатории 
  29. ^ Патент Великобритании 2502460, Wraige, John Douglas Michael, «Пиротехнический состав с искрообразующим материалом», выдан 27.11.2013 
  30. ^ Хинман Ф. (1913). «Экспериментальное исследование антисептической ценности гексаметиленамина в моче при внутреннем применении». JAMA: Журнал Американской медицинской ассоциации . 61 (18): 1601. doi :10.1001/jama.1913.04350190019006.
  31. ^ Sauberan, Jason B.; Bradley, John S. (2018-01-01), Long, Sarah S.; Prober, Charles G.; Fischer, Marc (ред.), "292 - Antimicrobial Agents", Principles and Practice of Pediatric Infectious Diseases (пятое издание) , Elsevier, стр. 1499–1531.e3, doi :10.1016/b978-0-323-40181-4.00292-9, ISBN 978-0-323-40181-4, получено 2023-11-15
  32. ^ abc Elliot (1913). «О мочевых антисептиках». British Medical Journal . 98 : 685–686.
  33. ^ Heathcote RS (1935). «Гексамин как мочевой антисептик: I. Его скорость гидролиза при различных концентрациях ионов водорода. II. Его антисептическая сила против различных бактерий в моче». British Journal of Urology . 7 (1): 9–32. doi :10.1111/j.1464-410X.1935.tb11265.x. ISSN  0007-1331.
  34. ^ Диллер В. Ф. (декабрь 1980 г.). «Недоразумение относительно метенамина в терапии отравления фосгеном». Архив токсикологии . 46 (3–4): 199–206. Bibcode : 1980ArTox..46..199D. doi : 10.1007/BF00310435. PMID  7016075. S2CID  2423812.