stringtranslate.com

1,4-Бутандиол

1,4-Бутандиол , также называемый бутан-1,4-диолом (другие названия включают 1,4-B , BD , BDO и 1,4-BD ), [5] является первичным спиртом и органическим соединением с формулой HOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH. Это бесцветная вязкая жидкость, впервые синтезированная в 1890 году путем кислотного гидролиза N,N'-динитро-1,4-бутандиамина голландским химиком Питером Йоханнесом Деккерсом, который назвал ее «тетраметиленгликоль». [6] [7]

Синтез

Превращение бутана в бутандиол или бутиролактон путем окисления до малеинового ангидрида с последующим гидрированием над хромитом меди . [8]

В одном промышленном химическом синтезе ацетилен реагирует с двумя эквивалентами формальдегида с образованием бутин-1,4-диола . Гидрирование бутин-1,4-диола дает бутан-1,4-диол. [9] Он также производится в промышленных масштабах из малеинового ангидрида в процессе Дэви, который сначала преобразуется в метилмалеатный эфир, затем гидрируется. Другие пути - из бутадиена , аллилацетата и янтарной кислоты .

Биологический путь получения BD был коммерциализирован, и в нем используется генетически модифицированный организм . [10] Биосинтез осуществляется через 4- гидроксибутират .

Промышленное использование

Бутан-1,4-диол используется в промышленности в качестве растворителя [ необходимы дополнительные ссылки ] и в производстве некоторых типов пластика , эластичных волокон и полиуретанов . В органической химии 1,4-бутандиол используется для синтеза γ-бутиролактона (ГБЛ). В присутствии фосфорной кислоты и высокой температуры он дегидратируется до важного растворителя тетрагидрофурана . [11] При температуре около 200 °C в присутствии растворимых рутениевых катализаторов диол подвергается дегидрированию с образованием бутиролактона . [12] Он используется для синтеза 1,4-бутандиолдиглицидилового эфира , который затем используется в качестве реакционного разбавителя для эпоксидных смол. [13]

1,4-Бутандиол используется в производстве полибутилентерефталатного (ПБТ) пластика. [14]

Мировое производство бутан-1,4-диола, как утверждается, составляет около одного миллиона метрических тонн в год, а рыночная цена составляет около 2000 долларов США (1600 евро) за тонну (2005). В 2013 году мировое производство, как утверждается, составило миллиарды фунтов (что соответствует примерно одному миллиону метрических тонн). [15]

Почти половина его дегидратируется в тетрагидрофуран для производства волокон, таких как спандекс . [16] Крупнейшим производителем является BASF . [17]

Использование в качестве рекреационного наркотика

FDA предупреждает об опасности продуктов, содержащих ГОМК и его пролекарства, такие как бутан-1,4-диол.

Бутан-1,4-диол также используется в качестве рекреационного наркотика , известного некоторым потребителям как «Бьют», [18] «Один запятая четыре», «Жидкая фантазия», «Один четыре пчелы» или «Один четыре BDO».

Некоторые федеральные суды США заявили, что 1,4-бутандиол оказывает действие, подобное действию его метаболита, аналога ГАМК гамма-гидроксибутирата (ГОМК), однако несколько других федеральных судов постановили, что это не так.

Фармакокинетика

Бутан-1,4-диол быстро преобразуется в кислоту ГОМК ферментами алкогольдегидрогеназой и альдегиддегидрогеназой , и разные уровни этих ферментов могут объяснять различия в эффектах и ​​побочных эффектах между пользователями. [19] Хотя совместный прием этанола и ГОМК уже представляет серьезные риски, совместный прием этанола с 1,4-бутандиолом будет значительно взаимодействовать и иметь много других потенциальных рисков. Это связано с тем, что те же ферменты, которые отвечают за метаболизм алкоголя, также метаболизируют 1,4-бутандиол, поэтому существует большая вероятность опасного взаимодействия с наркотиками . [19] [20] Пациенты отделения неотложной помощи, которые передозировали как этанол , так и 1,4-бутандиол, часто первоначально проявляют симптомы алкогольной интоксикации , а по мере метаболизма этанола 1,4-бутандиол затем может лучше конкурировать за фермент, и наступает второй период интоксикации, поскольку 1,4-бутандиол преобразуется в ГОМК. [19]

Метаболический путь бутан-1,4-диола, γ-бутиролактона и γ-гидроксимасляной кислоты (ГОМК).

Фармакодинамика

Бутан-1,4-диол, по-видимому, имеет два типа фармакологических действий. Основные психоактивные эффекты 1,4-бутандиола обусловлены тем, что он метаболизируется в ГОМК; однако есть исследование, предполагающее, что 1,4-бутандиол может иметь потенциальные фармакологические эффекты, подобные алкоголю, сам по себе. [20] Исследование пришло к этому выводу на основе открытия того, что бутан-1,4-диол, вводимый совместно с этанолом, приводит к потенцированию некоторых поведенческих эффектов этанола. Однако потенцирование эффектов этанола может быть просто вызвано конкуренцией за ферменты алкогольдегидрогеназы и альдегиддегидрогеназы с совместно вводимым 1,4-бутандиолом. Таким образом, общие этапы ограничения скорости метаболизма приводят к замедлению метаболизма и выведения обоих соединений, включая известный токсичный метаболит этанола ацетальдегид .

Другое исследование не выявило никакого эффекта после интрацеребровентрикулярной инъекции бутан-1,4-диола крысам. [21] Это противоречит гипотезе о том, что бутан-1,4-диол имеет присущие алкоголю фармакологические эффекты.

Как и гамма-гидроксимасляная кислота, бутан-1,4-диол безопасен только в малых количествах. Побочные эффекты при более высоких дозах включают тошноту, рвоту, головокружение, седацию, вертиго и потенциальную смерть при приеме в больших количествах. Анксиолитические эффекты уменьшаются, а побочные эффекты усиливаются при использовании в сочетании с алкоголем.

Законность

Хотя бутан-1,4-диол в настоящее время не включен в федеральный список в Соединенных Штатах , [22] ряд штатов классифицировали 1,4-бутандиол как контролируемое вещество. Отдельные лица были привлечены к ответственности за хранение 1,4-бутандиола в соответствии с Федеральным законом об аналогах как существенно похожего на ГОМК. [23] Федеральное дело в Нью-Йорке в 2002 году постановило, что 1,4-бутандиол не может считаться аналогом ГОМК в соответствии с федеральным законом, [24] но это решение было позже отменено Вторым округом. [25] Коллегия присяжных в Федеральном окружном суде в Чикаго постановила, что 1,4-бутандиол не является аналогом ГОМК в соответствии с федеральным законом, что не оспаривалось при рассмотрении дела в Апелляционном суде седьмого округа, однако это решение не повлияло на исход дела. [26] В Соединенном Королевстве 1,4-бутандиол был включен в список в декабре 2009 года (вместе с другим прекурсором ГОМК, гамма-бутиролактоном ) как контролируемое вещество класса C. В Германии препарат не является явно незаконным, но также может рассматриваться как незаконный, если используется в качестве наркотика. Он контролируется как прекурсор Списка VI в Канаде .

2007 год, загрязнение игрушки Bindeez

Игрушка под названием « Bindeez » («Aqua Dots» в Северной Америке) была отозвана дистрибьютором в ноябре 2007 года из-за наличия бутан-1,4-диола. Игрушка состоит из маленьких шариков, которые прилипают друг к другу при разбрызгивании воды. Бутан-1,4-диол был обнаружен методом ГХ-МС . [27] Производственный завод, по-видимому, намеревался сократить расходы, заменив менее токсичный пентан-1,5-диол на бутан-1,4-диол. ChemNet China указала цену на бутан-1,4-диол в диапазоне от 1350 до 2800 долларов США за метрическую тонну, в то время как цена на 1,5-пентандиол составляет около 9700 долларов США за метрическую тонну. [28]

Отравление в 2021 году в Дармштадтском техническом университете

В августе 2021 года несколько человек серьезно заболели после употребления напитков в здании L2.01 в кампусе Лихтвизе Дармштадтского технического университета , Германия. У семи проявились серьезные симптомы, двое были доставлены в больницу во Франкфурте-на-Майне , а 30-летний мужчина некоторое время находился в критическом состоянии. Бутан-1,4-диол был обнаружен в молочных пакетах, а также в фильтрах для воды. На месте детективы также обнаружили бромфенолы и дициклогексиламин . [29]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Уист, Роберт С., ред. (1981), CRC Handbook of Chemistry and Physics (62-е изд.), Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, стр. C-190, ISBN 0-8493-0462-8{{cite book}}: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )
  2. ^ 1,4-Бутандиол, Международная карта химической безопасности 1104, Женева: Международная программа по химической безопасности, март 1999 г.
  3. ^ База данных химической классификации HSNO, Управление по охране окружающей среды Новой Зеландии
  4. ^ "Краткое изложение по безопасности лабораторных химических веществ для 1,4-бутандиола"{{cite web}}: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )
  5. ^ "1,4-Бутандиол - применение, побочные эффекты и многое другое", WebMD , получено 31 марта 2024 г.
  6. ↑ Деккерс, MPJ (январь 1890 г.), «Тетраметиленовый гликоль», Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas , 9 (4): 92–102, doi : 10.1002/recl.18900090403, ISSN  0165-0513
  7. ^ Деккерс, Питер Йоханнес (1890), Над тетраметиленгликолем: Proefschr. ... te verdedigen ... Питера Йоханнеса Деккерса (на голландском языке), Л. ван Нифтерика Гц.
  8. ^ Райландер, Пол Н. (2000), «Гидрогенизация и дегидрогенизация», Энциклопедия промышленной химии Ульмана , doi :10.1002/14356007.a13_487, ISBN 3-527-30673-0
  9. ^ "1,4-Butanediol Production And Uses", 30 июля 2023 г. , получено 30 июля 2023 г.
  10. ^ "Патент США: 8067214 - Составы и методы биосинтеза 1,4-бутандиола и его предшественников", uspto.gov , получено 1 апреля 2018 г.{{cite web}}: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )
  11. ^ Карас, Л.; Пиль, В. Дж., «Эфиры», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , Нью-Йорк: John Wiley, doi : 10.1002/0471238961, ISBN 9780471238966
  12. ^ Чжао, Цзин; Хартвиг, Джон Ф. (2005), «Безакцепторная, чистая, катализируемая рутением дегидрогенизирующая циклизация диолов в лактоны», Organometallics , 24 (10): 2441–46, doi :10.1021/om048983m
  13. ^ Монте, Сальваторе Дж. (1998), Притчард, Джеффри (ред.), «Разбавители и модификаторы вязкости для эпоксидных смол», Добавки к пластикам: справочник от А до Я , Серия «Наука о полимерах и технологии», т. 1, Дордрехт: Springer Netherlands, стр. 211–216, doi :10.1007/978-94-011-5862-6_24, ISBN 978-94-011-5862-6, получено 29 марта 2022 г.
  14. ^ "Polybutylene terephthalate (PBT) Material Guide & Properties Info", omnexus.specialchem.com , архивировано из оригинала 24 ноября 2023 г. , извлечено 24 ноября 2023 г.
  15. ^ "Объявлено о коммерческом производстве био-основанного BDO", Chemical Engineering , февраль 2013 г., архивировано из оригинала 4 февраля 2015 г. , извлечено 21 февраля 2013 г.
  16. ^ "Бутандиол (цена и спрос на рынке)", Chemical Week , 12 апреля 2006 г. , получено 21 ноября 2008 г.
  17. ^ "Малайзия: Новый завод по производству 1,4-бутандиола используется ниже установленной мощности", Asian Textile Business , апрель 2004 г. , получено 21 ноября 2008 г.
  18. ↑ Australian Associated Press (30 мая 2024 г.), «Полиция утверждает, что наркотик «буте», используемый для изнасилования на свидании, все чаще становится причиной сексуальных нападений в Австралии», The Guardian , получено 30 мая 2024 г.
  19. ^ abc Benzer, Theodore I.; Cameron, Scott; Russi, Christopher Scott (8 января 2007 г.), Toxicity, Gamma-Hydroxybutyrate, eMedicine , получено 29 августа 2009 г.
  20. ^ ab Poldrugo, Flavio; Snead III, O. Carter (1984), "1,4-бутандиол, γ-гидроксимасляная кислота и этанол: взаимоотношения и взаимодействия", Neuropharmacology , 23 (1): 109–13, doi :10.1016/0028-3908(84)90226-0, PMID  6717752, S2CID  54415695
  21. ^ Картер, Л.П.; Коек, В.; Франс, К.П. (2006), «Отсутствие эффектов предшественников ГОМК ГБЛ и 1,4-БД после внутривенного введения крысам», Европейский журнал нейронауки , 24 (9): 2595–600, doi :10.1111/j.1460-9568.2006.05146.x, PMID  17100847, S2CID  24609982
  22. ^ "21 US Code § 841 - Запрещенные действия A", LII / Legal Information Institute , получено 2 августа 2016 г.{{cite web}}: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )
  23. ^ США против Уошэма (2002) 312 F.3d 926, 930; http://cases.justia.com/us-court-of-appeals/F3/312/926/608696/
  24. ^ "Erowid 1,4-Butanediol Vault: Закон: Федеральный суд Нью-Йорка постановил, что Analogue Act неконституционно расплывчат в отношении 1,4-Butanediol", www.erowid.org , получено 1 апреля 2018 г.{{cite web}}: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )
  25. ^ Соединенные Штаты против Робертса, 363 F.3d 118 (2d Cir. 2004); https://scholar.google.com/scholar_case?case=13457043198797192346&q=363+F.3d+118&hl=en&as_sdt=6,39
  26. ↑ Дело «Соединенные Штаты против Теркотта», 405 F.3d 515 (7th Cir. 2005) «В отношении 1,4-бутандиола присяжные вынесли особый вердикт, в котором говорится, что 1,4-бутандиол не является аналогом контролируемых наркотических веществ Списка I, поскольку химическая структура 1,4-бутандиола не имеет существенного сходства с химической структурой ГОМК.
  27. ↑ Ванг, Линда (9 ноября 2007 г.), «Промышленные химикаты портят популярную детскую игрушку», Chemical & Engineering News , дата обращения 11 августа 2009 г.
  28. ^ «Мать из США заявила, что ее сын начал спотыкаться и блевать после того, как съел игрушку китайского производства, которая теперь отозвана», Boston Herald , Associated Press, 8 ноября 2007 г.
  29. ^ "Ermittler finden nach Vergiftungen an TU Darmstadt offenbar K.-o.-Tropfen in Küche", Штерн , 27 августа 2021 г. , получено 1 сентября 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )

Внешние ссылки