stringtranslate.com

Тетраэтиламмоний

Тетраэтиламмоний ( TEA ) — четвертичный катион аммония с химической формулой [Et4N ] + , состоящий из четырех этильных групп ( −C2H5 , обозначается Et), присоединенных к центральному атому азота . Это противоион, используемый в исследовательской лаборатории для приготовления липофильных солей неорганических анионов. Он используется аналогично тетрабутиламмонию , разница в том, что его соли менее липофильны, легче кристаллизуются и более токсичны .

Подготовка

Галогенидную соль получают реакцией триэтиламина и этилгалогенида:

Этот метод хорошо подходит для получения тетраэтиламмоний иодида (где X = I). [1]

Большинство солей тетраэтиламмония получают с помощью реакций метатезиса солей . Например, синтез перхлората тетраэтиламмония, соли, которая была полезна в качестве поддерживающего электролита для полярографических исследований в неводных растворителях , осуществляется путем смешивания водорастворимых солей бромида тетраэтиламмония и перхлората натрия в воде, из которой выпадает нерастворимый в воде перхлорат тетраэтиламмония : [2]

Другие примеры включают тетраэтиламмонийцианид ( Et4NCN ) , [3] и трихлорстаннат ( Et4NSnCl3 ). [4] В некоторых случаях соли образуются из анионов, которые не могут быть получены в воде, например, тетраэдрическая соль [ NiCl4 ] 2− . [ 5 ]

Использует

Основной химической характеристикой солей тетраэтиламмония является их способность участвовать в процессах, включающих фазовый перенос, таких как катализ фазового переноса . [6] Обычно четыре этильные группы, окружающие азот, слишком малы, чтобы способствовать эффективному переносу ионов между водной и органической фазами, но было обнаружено, что соли тетраэтиламмония эффективны в ряде таких применений, и они проиллюстрированы под заголовками отдельных солей.

Соли TEA, такие как тетрафторборат тетраэтиламмония и метилсульфонат тетраэтиламмония, используются в суперконденсаторах в качестве органических электролитов . [7]

Галогенид ТЭА и его гидроксид используются для синтеза высококремнистого цеолита , особенно цеолита бета. [8] ТЭА может выступать в качестве шаблона для микропор цеолитов в гидротермальных условиях во время процессов кристаллизации.

Характеристики

Эффективный радиус иона тетраэтиламмония составляет ~0,45 нм, что сопоставимо по размеру с радиусом гидратированного иона K + . [9] Ионный радиус для TEA составляет 0,385 нм; также записаны несколько термодинамических параметров для иона TEA. [10] [11]

Коэффициент распределения октанол-вода для иодида ТЭА, P o-w, был определен экспериментально и составил6,9 × 10−4 (или log P ≈ −3,16 ) . [12]

Биология

Фармакология

Литература, посвященная фармакологическим свойствам тетраэтиламмония, обширна, и исследования продолжаются. [13] Очевидно, что ТЭА [14] блокирует автономные ганглии — это был первый препарат из группы « ганглиоблокаторов », введенный в клиническую практику. [15] [16] Однако ТЭА также оказывает действие на нервно-мышечное соединение [17] и симпатические нервные окончания . [18]

На механистическом уровне давно известно, что TEA блокирует потенциалзависимые каналы K + в нервах, [9] [19], и считается, что это действие участвует в эффектах TEA на симпатические нервные окончания. [18] Что касается активности в нервно-мышечном соединении, было обнаружено, что TEA является конкурентным ингибитором никотиновых ацетилхолиновых рецепторов , хотя детали его воздействия на эти рецепторные белки сложны. [20] TEA также блокирует активируемые Ca2+ каналы K + , такие как те, которые обнаружены в скелетных мышцах [21] и клетках гипофиза . [22] Также сообщалось, что TEA ингибирует каналы аквапорина (APQ), [23], но это все еще кажется спорным вопросом. [24]

Частичный эффект этих зависимых от напряжения и проницаемости свойств в каждой из упомянутых выше систем обусловлен не только вышеупомянутыми ингибирующими свойствами TEA, но и его способностью ингибировать Na,K-АТФазу. Действуя на внеклеточный вестибюль Na,K-АТФазы, ингибируя доступ K+ подобно уабаину, TEA дополнительно усиливает нарушенные градиенты K и Na в каждой из этих систем. [25]

Клинические соображения

Хотя ТЭА (иногда под названием «Этамон» [26] ) исследовался в ряде различных клинических приложений, [16] включая лечение гипертонии , [27] его основное применение, по-видимому, было в качестве зонда для оценки способности к вазодилатации в случаях заболеваний периферических сосудов . [28] Из-за опасных, даже фатальных реакций у некоторых пациентов, [28] а также непоследовательных сердечно-сосудистых реакций, ТЭА вскоре был заменен другими препаратами. [15]

TEA не активен при приеме внутрь. [29] Типичные симптомы, возникающие у людей, включают следующее: сухость во рту, подавление желудочной секреции, резкое снижение моторики желудка, паралич мочевого пузыря и облегчение некоторых форм боли. [16] Большинство исследований с TEA, по-видимому, проводились с использованием его хлоридной или бромидной соли без комментариев относительно каких-либо различий в эффекте, но Бирчелл и его коллеги предпочли использовать хлорид TEA, чтобы избежать седативного эффекта иона бромида . [30]

Токсикология

Обширное исследование токсикологии хлорида тетраэтиламмония у мышей, крыс и собак было опубликовано Грухзитом и его коллегами в 1948 году. Эти исследователи сообщили о следующих симптомах у мышей и крыс, получавших токсичные парентеральные дозы: тремор, нарушение координации, вялая прострация и смерть от дыхательной недостаточности в течение 10–30 минут; у собак наблюдались схожие симптомы, включая нарушение координации, вялую прострацию, угнетение дыхания и сердца, птоз, мидриаз, эритему и смерть от дыхательного паралича и сосудистой недостаточности. После нелетальных доз симптомы исчезали в течение 15–60 минут. Было мало доказательств токсичности от хронического введения нелетальных доз. [31] Эти исследователи зарегистрировали следующие острые токсичности, как LD 50 для хлорида TEA (диапазоны ошибок не показаны):

Мышь: 65 мг/кг, внутрибрюшинно; 900 мг/кг, перорально
Крыса: ~56 мг/кг, внутривенно; 110 мг/кг, внутримышечно; 2630 мг/кг, перорально
Собака: ~36 мг/кг, внутривенно; 58 мг/кг, внутримышечно

Другая исследовательская группа, работавшая примерно в то же время, но с использованием тетраэтиламмонийбромида, опубликовала следующие данные LD 50 : [32]

Мышь: 38 мг/кг, внутривенно; 60 мг/кг, внутрибрюшинно; >2000 мг/кг, перорально
Крыса: 63 мг/кг, внутривенно; 115 мг/кг, внутрибрюшинно
Собака: 55 мг/кг, внутривенно
Кролик: 72 мг/кг, внутривенно

В 1950 году Грэм сделал несколько наблюдений о токсическом воздействии тетраэтиламмония бромида на людей. У одного субъекта, описанного как «здоровая женщина», 300 мг тетраэтиламмония бромида внутривенно вызвали паралич скелетных мышц, вызывающий «курареподобный» (т. е. напоминающий эффекты тубокурарина ) , а также выраженную сонливость. Эти эффекты в значительной степени исчезали в течение 2 часов. [28] Ссылаясь на работы других исследователей, Грэм отметил, что Бирчелл [30] также вызывал «тревожные курареподобные эффекты» у людей при внутривенном введении доз 32 мг/кг тетраэтиламмония хлорида.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ AA Vernon и JL Sheard (1948). «Растворимость тетраэтиламмоний иодида в смесях бензола и этилендихлорида». J. Am. Chem. Soc. 70 2035-2036. https://doi.org/10.1021/ja01186a015
  2. ^ IM Kolthoff и JF Coetzee (1957). "Полярография в ацетонитриле. I. Ионы металлов, которые имеют сопоставимые полярографические свойства в ацетонитриле и в воде". J. Am. Chem. Soc. 79 870-874.
  3. ^ RL Dieck, EJ Peterson, A. Galliart, TM Brown, T. Moeller «Тетраэтиламмоний, тетрафениларсоний и цианаты и цианиды аммония» Неорганические синтезы, 1976, т. 16, стр. 131–137 doi :10.1002/9780470132470.ch36
  4. ^ GW Parshall "Трихлоргерманат(1−) и трихлорстаннат(1−) тетраэтиламмония" Неорганические синтезы, 1974, т. 15, стр. 222–225. doi :10.1002/9780470132463.ch48
  5. ^ Найда С. Гилл, Ф. Б. Тейлор «Тетрахалокомплексы диположительных металлов в первой серии переходов» Неорганические синтезы, 1967, т. 9, стр. 136–142. doi :10.1002/9780470132401.ch37
  6. ^ CM Starks, CL Liotta и M. Halpern (1994). «Фазовый катализ: основы, применение и промышленные перспективы». Springer.
  7. ^ J. Huang, BG Sumpter и V. Meunier (2008). «Универсальная модель для нанопористых углеродных суперконденсаторов, применимая к различным режимам пор, углеродным материалам и электролитам». Chem. Eur. J. 14 6614-6626
  8. ^ Патент США 5139759A, «Синтез цеолита бета», выдан 1992-08-18 
  9. ^ ab CM Armstrong (1971). «Взаимодействие производных тетраэтиламмониевого иона с калиевыми каналами гигантских аксонов». J. Gen. Physiol. 58 413-437.
  10. ^ DH Aue, HM Webb и MT Bowers (1976). «Термодинамический анализ эффектов сольватации на основности алкиламинов. Электростатический анализ эффектов заместителей». J. Am. Chem. Soc. 98 318–329.
  11. ^ J. Palomo и PN Pintauro (2003). «Конкурентная абсорбция катионов четвертичного аммония и щелочных металлов в катионообменной мембране Nafion». J. Membrane Sci. 215 103-114.
  12. ^ H. Tsubaki, E. Nakajima, T. Komai и H. Shindo (1986). «Связь между структурой и распределением ионов четвертичного аммония у мышей и крыс. Простой тетраалкиламмоний и ряд ионов м-замещенного триметилфениламмония». J. Pharmacobio-Dyn. 9 737-746.
  13. ^ По состоянию на октябрь 2012 года в PubMed насчитывается более 8500 ссылок.
  14. ^ Поскольку тетраэтиламмоний всегда связан с анионом, соли TEA , TEA хлорид, TEA бромид или TEA иодид фактически использовались, но не всегда указывались как таковые. Здесь термин «TEA» написан для удобства.
  15. ^ ab Drill's Pharmacology in Medicine, 4-е изд. (1971). JR DiPalma (ред.), стр. 723-724, Нью-Йорк: McGraw-Hill.
  16. ^ abc GK Moe и WA Freyburger (1950). «Ганглионарные блокирующие агенты». Pharmacol. Rev. 2 61-95.
  17. ^ RC Elliott (1982). «Действие тетраэтиламмония на нервно-мышечное соединение». Gen. Pharmacol. 13 11-14.
  18. ^ ab V. Ceña, AG García, C. Gonzalez-Garcia и SM Kirpekar (1985). «Ионная зависимость высвобождения норадреналина тетраэтиламмонием и 4-аминопиридином из селезеночных срезов кошки». Br. J. Pharmacol. 84 299–308.
  19. ^ Б. Хилле (1967). «Избирательное ингибирование задержанных калиевых токов в нерве ионами тетраэтиламмония». J. Gen. Physiol. 50 1287-1302.
  20. ^ G. Akk и JH Steinbach (2003). «Активация и блокирование никотиновых рецепторов мышечного типа у мышей тетраэтиламмонием». J. Physiol. 551 155-168.
  21. ^ Р. Латорре, К. Вергара и К. Идальго (1982). «Восстановление в плоских липидных бислоях Ca 2+ -зависимого K + -канала из мембран поперечных канальцев, выделенных из скелетных мышц кролика». Proc. Natl. Acad. Sci. 79 805-809.
  22. ^ DG Lang и AK Ritchie (1990. «Блокада тетраэтиламмонием чувствительных и нечувствительных к апамину каналов K+, активируемых Ca2 + , в линии клеток гипофиза». J. Physiol. 425 117-132.
  23. ^ EM Müller, JS Hub, H. Grubmüller и BL de Groot (2008). «Является ли TEA ингибитором человеческого аквапорина-1?» Pflügers Arch. 456 663–669 и ссылки в настоящем документе.
  24. ^ Р. Сёгаард и Т. Цойтен (2008). «Тестирование блокаторов водопроницаемости AQP1 методом высокого разрешения: отсутствие эффектов ионов тетраэтиламмония или ацетазоламида». Pflügers Arch. 456 285-292
  25. ^ 1988. Ингибирование электрогенного насоса Na,K и активности Na,K-АТФазы тетраэтиламмонием, тетрабутиламмонием и апамином. Zemková H, Teisinger J, Vyskocil F. J Neurosci Res. Apr;19(4):497-503
  26. ^ Дж. П. Хендрикс (1949. «Неостигмин как противоядие от Этамона®». JAMA 139(11) 733-734.
  27. ^ SW Hoobler, GK Moe и RH Lyons (1949). «Сердечно-сосудистые эффекты тетраэтиламмония у животных и человека с особым акцентом на гипертонию». Med. Clin. N. Amer. 33 805-832.
  28. ^ abc AJP Graham (1950). «Токсические эффекты у животных и человека после воздействия тетраэтиламмонийбромида». Br. Med. J. 2 321-322.
  29. ^ AM Boyd и др. (1948). «Действие тетраэтиламмоний бромида». Lancet 251 15-18.
  30. ^ ab R. Birchall et al. (1947). "Клинические исследования фармакологических эффектов тетраэтиламмонийхлорида у гипертоников, проведенные в попытке отобрать пациентов, подходящих для люмбодорсальной симпатэктомии и ганглиэктомии". Am. J. Med. Sci. 213 572-578
  31. ^ OM Gruhzit, RA Fisken и BJ Cooper (1948). "Тетраэтиламмонийхлорид [(C 2 H 5 ) 4 NCl]. Острая и хроническая токсичность у экспериментальных животных". J. Pharmacol. Exp. Ther. 92 103-107.
  32. ^ LO Randall, WG Peterson и G. Lehmann (1949). «Ганглионарное блокирующее действие производных тиофания». J. Pharmacol. Exp. Ther. 97 48-57.