stringtranslate.com

1,4-бутандиол

1,4-Бутандиол , также называемый Бутан-1,4-диол (другие названия включают 1,4-B , BD , BDO и 1,4-BD ), [5] представляет собой первичный спирт и органическое соединение с формулой НОСН 2 СН 2 СН 2 СН 2 ОН. 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 «тетраметиленгликолем». [6] [7]

Синтез

В 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. [8] Его также производят в промышленных масштабах из малеинового ангидрида по процессу Дэви, который сначала преобразуется в метиловый эфир малеиновой кислоты, а затем гидрируется. Другие пути - из бутадиена , аллилацетата и янтарной кислоты .

Был коммерциализирован биологический путь к BD, в котором используется генетически модифицированный организм . [9] Биосинтез протекает через 4-гидроксибутират .

Промышленное использование

Бутан-1,4-диол применяется в промышленности как растворитель и при производстве некоторых видов пластмасс , 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 . [10] При температуре около 200 °C в присутствии растворимых рутениевых катализаторов диол подвергается дегидрированию с образованием бутиролактона . [11] Он используется для синтеза диглицидилового эфира 1,4-бутандиола, который затем используется в качестве реактивного разбавителя для эпоксидных смол. [12]

1,4-Бутандиол используется в производстве пластика из полибутилентерефталата (ПБТ) . [13]

Утверждается, что мировое производство бутан-1,4-диола составляет около одного миллиона метрических тонн в год, а рыночная цена составляет около 2000 долларов США (1600 евро) за тонну (2005 г.). В 2013 году мировое производство оценивалось в миллиарды фунтов (что соответствует примерно одному миллиону метрических тонн). [14]

Почти половина его дегидратируется до тетрагидрофурана для производства волокон, таких как спандекс . [15] Крупнейшим производителем является компания BASF . [16]

Использование в качестве рекреационного наркотика

Предостережение FDA против 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 «Одна запятая-четыре», «Жидкая фантазия», «Один-четыре пчелы» или «Один-четыре БДО».

Некоторые федеральные суды США заявили, что 1,4-бутандиол оказывает такое же действие, как и его метаболит гамма-гидроксибутират (ГОМК), но несколько других федеральных судов постановили, что это не так.

Фармакокинетика

Бутан-1,4-диол быстро превращается в гамма-гидроксимасляную кислоту ферментами алкогольдегидрогеназой и альдегиддегидрогеназой , и разные уровни этих ферментов могут объяснять различия в эффектах и ​​побочных эффектах между пользователями. [17] Хотя одновременное применение этанола и ГОМК уже представляет серьезные риски, совместное применение этанола с 1,4-бутандиолом будет значительно взаимодействовать и иметь множество 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 лекарствами . [17] [18] У пациентов отделения неотложной помощи, у которых произошла передозировка как этанола , так и 1,4-бутандиола, на начальном этапе часто появляются симптомы алкогольной интоксикации , а по мере метаболизма этанола 1,4-бутандиол затем может лучше конкурировать за фермент и наступает второй период интоксикации, когда 1,4-бутандиол превращается в ГОМК. [17]

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

Фармакодинамика

Бутан-1,4-диол, по-видимому, обладает двумя типами фармакологического действия. Основные психоактивные эффекты 1,4-бутандиола связаны с тем, что он метаболизируется в ГОМК; однако есть исследование, предполагающее, что 1,4-бутандиол сам по себе может иметь потенциальные алкогольоподобные фармакологические эффекты. [18] Исследование пришло к такому выводу на основании того, что одновременное применение бутан-1,4-диола с этанолом приводило к усилению некоторых поведенческих эффектов этанола. Однако усиление эффектов этанола может быть просто вызвано конкуренцией ферментов алкогольдегидрогеназы и альдегиддегидрогеназы с одновременно вводимым 1,4-бутандиолом. Таким образом, общие этапы, ограничивающие скорость метаболизма, приводят к замедлению метаболизма и клиренса обоих соединений, включая известный токсичный метаболит этанола — ацетальдегид .

Другое исследование не выявило эффекта после интрацеребровентрикулярной инъекции бутан-1,4-диола крысам. [19] Это противоречит гипотезе о том, что бутан-1,4-диол обладает присущими спирту фармакологическими эффектами.

Как и гамма-гидроксимасляная кислота, бутан-1,4-диол безопасен только в небольших количествах. Побочные эффекты при приеме более высоких доз включают тошноту, рвоту, головокружение, седативный эффект, головокружение и, возможно, смерть при приеме внутрь в больших количествах. Анксиолитические эффекты уменьшаются, а побочные эффекты усиливаются при применении в сочетании с алкоголем.

Законность

Хотя бутан-1,4-диол в настоящее время не включен в федеральные списки в Соединенных Штатах , [20] ряд штатов классифицировали 1,4-бутандиол как контролируемое вещество. В соответствии с Федеральным законом об аналогах отдельные лица привлекались к ответственности за хранение 1,4-бутандиола, который по своей сути аналогичен ГОМК. [21] Федеральное дело в Нью-Йорке в 2002 году постановило, что 1,4-бутандиол не может считаться аналогом ГОМК в соответствии с федеральным законом, [22] но это решение было позже отменено Вторым округом. [23] Присяжные Федерального окружного суда в Чикаго установили, 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 этот вывод не повлиял на исход дела. [24] В Великобритании в декабре 2009 года 1,4-бутандиол был внесен в список контролируемых веществ класса C (вместе с другим предшественником ГОМК, гамма-бутиролактоном ) . В Германии этот наркотик не является явно незаконным, но его также можно считать незаконным, если он используется в качестве наркотика. В Канаде он контролируется как прекурсор Списка VI .

2007 г., заражение игрушки Bindeez

Игрушка под названием « Bindeez » («Aqua Dots» в Северной Америке) была отозвана дистрибьютором в ноябре 2007 года из-за присутствия в ней бутан-1,4-диола. Игрушка состоит из маленьких бусинок, которые прилипают друг к другу за счет сбрызгивания водой. Бутан-1,4-диол был обнаружен методом ГХ-МС . [25] Судя по всему, завод намеревался сократить расходы за счет замены менее токсичного пентан-1,5-диола на бутан-1,4-диол. ChemNet China указала, что цена бутан-1,4-диола составляет около 1350–2800 долларов США за метрическую тонну, а цена на 1,5-пентандиол составляет около 9700 долларов США за метрическую тонну. [26]

Отравление 2021 года в Дармштадтском техническом университете

В августе 2021 года несколько человек серьезно заболели после употребления напитков в здании L2.01 кампуса Лихтвизе Дармштадтского технического университета , Германия. У семи были серьезные симптомы, двое были доставлены в больницу во Франкфурте-на-Майне , а 30-летний мужчина какое-то время находился в критическом состоянии. Бутан-1,4-диол был обнаружен в упаковках молока, а также в фильтрах для воды. На месте сыщики также обнаружили бромфенолы и дициклогексиламин . [27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уэст, Роберт С., изд. (1981), Справочник CRC по химии и физике (62-е изд.), Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, стр. С-190, ISBN 0-8493-0462-8
  2. ^ 1,4-бутандиол, Международная карта химической безопасности 1104, Женева: Международная программа по химической безопасности, март 1999 г.
  3. ^ Информационная база данных химической классификации HSNO, Управление по охране окружающей среды Новой Зеландии.
  4. ^ "Краткое описание химической безопасности лаборатории 1,4-бутандиола"
  5. ^ «1,4-Бутандиол - использование, побочные эффекты и многое другое» . ВебМД . Проверено 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). Overhet Тетраметилээнгликоль: Proefschr. ... te verdedigen ... Питера Йоханнеса Деккерса (на голландском языке). Л. ван Нифтерик Гц.
  8. ^ «Производство и использование 1,4-бутандиола» . 30 июля 2023 г. Проверено 30 июля 2023 г.
  9. ^ «Патент США: 8067214 - Композиции и методы биосинтеза 1,4-бутандиола и его предшественников», uspto.gov , получено 1 апреля 2018 г.
  10. ^ Карась, Л.; Пил, В.Дж., «Эфиры», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , Нью-Йорк: Джон Уайли, номер документа : 10.1002/0471238961, ISBN 9780471238966
  11. ^ Чжао, Цзин; Хартвиг, Джон Ф. (2005), «Безакцепторная, аккуратная, катализируемая рутением дегидрирующая циклизация диолов в лактоны», Organometallics , 24 (10): 2441–46, doi : 10.1021/om048983m
  12. ^ Монте, Сальваторе Дж. (1998), Притчард, Джеффри (редактор), «Разбавители и модификаторы вязкости для эпоксидных смол», Добавки к пластмассам: справочник AZ , Серия Polymer Science and Technology, том. 1, Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 211–216, номер документа : 10.1007/978-94-011-5862-6_24, ISBN. 978-94-011-5862-6, получено 29 марта 2022 г.
  13. ^ «Справочник по материалам и свойствам полибутилентерефталата (ПБТ)» . omnexus.specialchem.com . Архивировано из оригинала 24 ноября 2023 года . Проверено 24 ноября 2023 г.
  14. ^ «Объявлено о коммерческом производстве BDO на биологической основе», Chemical Engineering , февраль 2013 г., заархивировано из оригинала 4 февраля 2015 г. , получено 21 февраля 2013 г.
  15. ^ «Бутандиол (цена и спрос на рынке)», Chemical Week , 12 апреля 2006 г. , дата обращения 21 ноября 2008 г.
  16. ^ «Малайзия: новый завод по производству 1,4-бутандиола используется ниже мощности», Asian Textile Business , апрель 2004 г. , получено 21 ноября 2008 г.
  17. ^ abc Бензер, Теодор И.; Кэмерон, Скотт; Русси, Кристофер Скотт (8 января 2007 г.), Токсичность, гамма-гидроксибутират, eMedicine , получено 29 августа 2009 г.
  18. ^ аб Полдруго, Флавио; Снид III, О. Картер (1984), «1,4-бутандиол, γ-гидроксимасляная кислота и этанол: взаимосвязи и взаимодействия», Neuropharmacology , 23 (1): 109–13, doi : 10.1016/0028-3908 (84). 90226-0, PMID  6717752, S2CID  54415695
  19. ^ Картер, LP; Кук, В; Франция, CP (2006), «Отсутствие эффектов предшественников ГОМК, ГБЛ и 1,4-BD после введения icv крысам», Европейский журнал нейробиологии , 24 (9): 2595–600, doi : 10.1111/j.1460. -9568.2006.05146.x, PMID  17100847, S2CID  24609982
  20. ^ «21 Кодекс США § 841 — Запрещенные действия A», LII / Институт правовой информации , получено 2 августа 2016 г.
  21. ^ США против Уошэма (2002) 312 F.3d 926, 930; http://cases.justia.com/us-court-of-appeals/F3/312/926/608696/
  22. ^ «Хранилище 1,4-бутандиола Erowid: Закон: Федеральный суд Нью-Йорка постановил, что аналогичный закон является неконституционно расплывчатым в отношении 1,4-бутандиола», www.erowid.org , получено 1 апреля 2018 г.
  23. ^ Соединенные Штаты против Робертса, 363 F.3d 118 (2-й округ, 2004 г.); https://scholar.google.com/scholar_case?case=13457043198797192346&q=363+F.3d+118&hl=en&as_sdt=6,39
  24. ^ Соединенные Штаты против Тюркотта, 405 F.3d 515 (7-й округ, 2005 г.) «Что касается 1,4-бутандиола, присяжные вынесли специальный вердикт, в котором говорится, что 1,4-бутандиол не входит в список наркотических препаратов Списка I. Аналог контролируемого вещества, поскольку химическая структура 1,4-бутандиола незначительно похожа на химическую структуру ГОМК.
  25. ↑ Ван, Линда (9 ноября 2007 г.), «Промышленная химия обманывает популярную детскую игрушку», Chemical & Engineering News , получено 11 августа 2009 г.
  26. ^ «Мать из США говорит, что ее сын начал спотыкаться и рвать после того, как съел игрушку китайского производства, о которой теперь вспоминают», Boston Herald , Associated Press, 8 ноября 2007 г.
  27. ^ "Ermittler finden nach Vergiftungen an TU Darmstadt offenbar K.-o.-Tropfen in Küche", Штерн , 27 августа 2021 г. , получено 1 сентября 2021 г.

Внешние ссылки