Полистиролсульфонаты — это группа лекарств, используемых для лечения повышенного содержания калия в крови . [1] Эффект обычно наступает через несколько часов или дней. [1] Они также используются для удаления калия , кальция и натрия из растворов в технических приложениях.
Распространенные побочные эффекты включают потерю аппетита, желудочно-кишечные расстройства, запоры и низкий уровень кальция в крови . [1] Эти полимеры получают из полистирола путем добавления сульфонатных функциональных групп .
Полистиролсульфонат натрия был одобрен для медицинского применения в Соединенных Штатах в 1958 году. [1]
В 2000-х годах для лечения диареи, вызванной Clostridioides difficile, был разработан полистиролсульфонат под названием Tolevamer [2] , однако он так и не поступил в продажу.
Полистиролсульфонат обычно поставляется в форме натрия или кальция. Он используется в качестве связывающего калия при острых и хронических заболеваниях почек у людей с гиперкалиемией (аномально высоким уровнем калия в сыворотке крови). [3] Однако неясно, полезен ли он, и есть опасения относительно возможных побочных эффектов при его сочетании с сорбитолом . [4]
Полистиролсульфонаты вводятся внутрь во время еды или ректально с помощью удерживающей клизмы . [5]
Кишечные расстройства являются обычным явлением, включая потерю аппетита, тошноту , рвоту и запор . В редких случаях это было связано с некрозом толстой кишки. [6] Могут возникнуть изменения уровня электролитов в крови, такие как гипомагниемия , гипокальциемия и гипокалиемия . [7] Полистиролсульфонаты не следует использовать у людей с обструктивным заболеванием кишечника и у новорожденных со сниженной моторикой кишечника . [8]
По состоянию на 2013 год было зарегистрировано в общей сложности 58 случаев кишечных травм, включая некроз толстой кишки, при использовании полистиролсульфоната. [9] Гораздо больше случаев было зарегистрировано при использовании в сочетании с сорбитолом, а другие случаи имели место при использовании отдельно. [9]
Полистиролсульфонаты могут связываться с различными препаратами в пищеварительном тракте и, таким образом, снижать их всасывание и эффективность. Распространенными примерами являются литий , тироксин и дигиталис . В сентябре 2017 года FDA рекомендовало разделять дозирование полистиролсульфоната и любых других пероральных препаратов по крайней мере на три часа, чтобы избежать любых потенциальных взаимодействий. [10]
Полистиролсульфонаты высвобождают ионы натрия или кальция в желудке в обмен на ионы водорода. Когда смола достигает толстого кишечника, ионы водорода обмениваются на свободные ионы калия, а затем смола выводится с калом. Чистый эффект заключается в снижении количества калия, доступного для всасывания в кровь, и увеличении количества, которое выводится с калом. Эффект заключается в снижении уровня калия в организме, при емкости 1 мг-экв калия, обмененного на 1 г смолы. [8] [11]
Полистиролсульфоновая кислота, кислота, соли которой являются полистиролсульфонатами, имеет идеализированную формулу (CH 2 CHC 6 H 4 SO 3 H) n . Материал получают путем сульфирования полистирола :
Существует несколько методов для этого преобразования, которые могут привести к различной степени сульфирования. Обычно полистирол сшивается , что удерживает полимер от растворения. Поскольку сульфокислотная группа (SO 3 H) является сильнокислотной, этот полимер нейтрализует основания. Таким образом, могут быть получены различные соли полимера, что приводит к натриевым, кальциевым и другим солям:
Эти ионосодержащие полимеры называются иономерами .
Известно, что происходят двойные замены фенильных колец, даже при конверсиях значительно ниже 100%. Также обнаружены реакции сшивания, где конденсация двух сульфокислотных групп дает сульфонильную сшивку. С другой стороны, использование более мягких условий, таких как ацетилсульфат, приводит к неполному сульфированию. Недавно сообщалось о радикальной полимеризации с переносом атома (ATRP) защищенных стиролсульфонатов, [12] [13] приводящей к четко определенным линейным полимерам, а также к более сложным молекулярным архитектурам. [14]
Полистиролсульфонаты полезны из-за их ионообменных свойств. [15] Линейные ионные полимеры, как правило, растворимы в воде , тогда как сшитые материалы (называемые смолами ) не растворяются в воде. Эти полимеры классифицируются как полисоли и иономеры . [15]
Умягчение воды достигается путем просачивания жесткой воды через слой натриевой формы сшитого полистиролсульфоната. Жесткие ионы, такие как кальций (Ca2 + ) и магний (Mg2 + ), прилипают к сульфонатным группам, вытесняя ионы натрия. Полученный раствор ионов натрия смягчается.
Полистиролсульфонат натрия используется как суперпластификатор в цементе, как краситель, улучшающий свойства хлопка, и как протонообменные мембраны в топливных элементах. В своей кислотной форме смола используется как твердый кислотный катализатор в органическом синтезе . [16]