Publikácia v printových médiách: Aktuálne otázky súdneho lekárstva a práva, Kazaň 2010 Vol. 1 GKUZ „Republikový úrad pre súdne lekárske vyšetrenie Ministerstva zdravotníctva Tadžickej republiky“
Súdnolekárske diagnostikovanie príčiny smrti v prípadoch intoxikácie alkoholom často spôsobuje vážne ťažkosti. To sa týka predovšetkým tých prípadov, keď vo vnútorných orgánoch nie sú dostatočne výrazné zmeny a koncentrácia etanolu v krvi je buď zanedbateľná, alebo sa vôbec nezistí. V takýchto situáciách môže byť objektívnym dôkazom intoxikácie alkoholom detekcia produktov oxidácie etanolu, najmä acetaldehydu, pretože je jednou z príčin kocoviny, ktorá zostáva v tele dlhší čas.
Acetaldehyd (AC) je acetaldehyd, organická zlúčenina, vysoko prchavá, bezfarebná kvapalina s dusivým zápachom, miešateľná vo všetkých ohľadoch s vodou, alkoholom a éterom. AC má všetky typické vlastnosti aldehydov. V prítomnosti minerálnych kyselín polymerizuje na kvapalný trimérny paraldehyd a tetramérny metaldehyd. Pary sú ťažšie ako vzduch a na vzduchu oxidujú za vzniku peroxidov. Po zriedení vodou získava ovocnú vôňu. Používa sa vo veľkom meradle pri výrobe kyseliny octovej, acetanhydridu, rôznych liečiv atď. .
Endogénny etanol, vznikajúci pri biochemických procesoch, je v ľudskom tele neustále prítomný. Zdrojom endogénneho etanolu je endogénny acetaldehyd, ktorý je produktom metabolizmu uhľohydrátov, ktorý vzniká najmä v dôsledku dekarboxylácie pyruvátu za účasti zodpovedajúceho enzýmu komplexu pyruvátdehydrogenázy. Podľa údajov z literatúry je koncentrácia endogénneho etanolu v krvi zdravých ľudí v priemere 0,0004 g/l; maximálne hodnoty nepresahujú stotiny g/l, koncentrácia endogénneho acetaldehydu je 100-1000 krát nižšia. AC je hlavný medziproduktový metabolit etanolu. Hlavná cesta je za účasti alkoholdehydrogenázy podľa schémy:
C 2 H 5 OH + NAD + ↔ CH 3 CHO + NADH + H +.
Výsledný AC sa oxiduje aldehyddehydrogenázou (ADH) na acetát. Za 1 hodinu sa v ľudskom organizme dokáže zmetabolizovať 7-10 g alkoholu, čo zodpovedá zníženiu jeho koncentrácie v priemere o 0,1-0,16‰. Oxidačné procesy sa môžu aktivovať a dosiahnuť 0,27‰/h. Trvanie toxikodynamiky je určené predovšetkým množstvom vypitého alkoholu. Pri užívaní veľkých množstiev môže AC zostať v tele 1 deň alebo dlhšie. Do 1-2 hodín po odbere krvi živým jedincom sa zastaví enzymatická oxidácia alkoholu, ako aj po smrti v krvi mŕtvol. Hlavným miestom tvorby AC z etanolu a jeho následnej oxidácie je pečeň. Preto bolo najväčšie množstvo acetaldehydu v experimentoch stanovené v pečeni, potom v krvi a najmenšie v mozgovomiechovom moku.
Identifikácia AC v biologických objektoch bola vykonaná na plynovom chromatografe „Kristallux-4000M“, vybavenom počítačovým programom „NetchromWin“, plameňovo-ionizačným detektorom na kapilárnych kolónach. Boli použité tri kapilárne kolóny:
- kolóna č. 1 30 m/0,53 mm/1,0µ, ZB – WAX (polyetylénglykol);
- kolóna č. 2 30 m/0,32 mm/0,5 u, ZB – 5 (5 % penylmetylpolysiloxán);
- stĺpec č. 3 50 m/0,32 mm/0,5µ, HP – FFAP.
Teplota kolóny 50 °C, teplota detektora 200 °C, teplota výparníka 200 °C. Prietok nosného plynu (dusíka) je 30 ml/min, vzduchu 500 ml/min, vodíka 60 ml/min.
Bola zaznamenaná dobrá separácia zmesi (obr. 1): acetaldehyd + dietyléter + acetón + etylacetát + etanol + acetonitril.
Ryža. 1. Distribúcia látok.
Detekcia a stanovenie acetaldehydu (tabuľka 1) neinterferuje s acetónom, metanolom, etanolom a inými alifatickými alkoholmi, etylacetátom, organochlórovými zlúčeninami, aromatickými uhľovodíkmi a dietyléterom.
Tabuľka 1. Porovnávacie výsledky identifikácie acetaldehydu v zmesi s inými látkami
Stĺpec č. 3 HP - FFAP nebol použitý na kvantitatívnu analýzu, pretože takáto analýza si vyžaduje veľa času a ekonomických nákladov.
Zostrojenie kalibračného grafu pre acetaldehyd. Na zostavenie kalibračného grafu sa použili vodné roztoky acetaldehydu (čistota pre chromatografiu) s koncentráciou 1,5; 15; tridsať; 60; 150 mg/l. Ako vnútorný štandard sa používa vodný roztok acetonitrilu s koncentráciou 78 mg/l.
Metóda výskumu: 0,5 ml vnútorného štandardu - roztoku acetonitrilu s koncentráciou 78 mg/l a 0,5 ml roztoku acetaldehydu so známou koncentráciou - bolo vložené do sklenenej fľaše obsahujúcej 0,5 ml 50% roztoku kyseliny fosfowolfrámovej. . Na zníženie parciálneho tlaku vodnej pary sa do zmesi pridali 2 g bezvodého síranu sodného. Fľaštička sa uzavrela gumovou zátkou, upevnila sa kovovou svorkou, zahrievala sa vo vriacom vodnom kúpeli počas 5 minút a do odparky chromatografu sa zaviedlo 0,5 ml teplej plynnej fázy. Faktor citlivosti bol vypočítaný (tabuľka 2) pre 2 stĺpce:
Tabuľka 2. Výpočet faktora citlivosti
| Aac, mg/l | Stĺpec č.1 | Stĺpec č.2 | ||
| Sх, v mV/min | Sst, v mv/min | Sх, v mV/min | Sst, v mv/min | |
| 150 | 69 | 10 | 15 | 2 |
| 60 | 39 | 11 | 4.5 | 1.7 |
| 30 | 24 | 14 | 3 | 2 |
| 15 | 10 | 12 | 1.2 | 1.5 |
| 1,5 | 1.2 | 15 | 0.18 | 2 |
Označenia: Аас – koncentrácia acetaldehydu; Sх – plocha vrcholu acetaldehydu; Sst – plocha vrcholu acetonitrilu.
Ryža. 2. Graf pomeru plôch verzus koncentrácia acetaldehydu pre 1. stĺpec.
Pomocou vyššie opísanej metódy sa uskutočnili štúdie z biologických objektov (krv, moč, mozgová hmota, pečeň, obličky atď.).
Študovalo sa 40 prípadov podozrenia na otravu „alkoholovými náhradami“. Výsledky týchto prípadov sú zhrnuté v tabuľke 3.
Tabuľka 3. Distribúcia etanolu
Prípad z praxe: z jednotky intenzívnej starostlivosti vyniesli mŕtvolu 40-ročného muža. Pacient bol v nemocnici 4 hodiny, v minulosti používal na liečbu Esperal. Pri kriminalisticko-chemickom skúmaní biologických predmetov sa disulfiram a iné liečivé látky nenašli. V krvi nebol zistený etylalkohol. AC bola zistená s koncentráciou: 0,5 mg/l v krvi, 28 mg/l v žalúdku, 2 mg/l v pečeni, 1 mg/l v obličkách, 29 mg/l v čreve.
Keď sa súčasne konzumuje etylalkohol a disulfiram (Teturam), vzniká AC. Mechanizmus spočíva v tom, že disulfiram inhibuje enzým alkoholdehydrogenázu, čím odďaľuje oxidáciu etanolu na úrovni AC, čo vedie k intoxikácii ľudského tela. Niektoré lieky môžu mať aktivitu podobnú teturamu, čo spôsobuje neznášanlivosť alkoholu. Ide predovšetkým o chlórpropamid a iné antidiabetické sulfónamidové lieky, metronidazol atď., deriváty nitro-5-imidazolu, butadión, antibiotiká.
závery
- Bol použitý moderný vysoko citlivý plynový chromatograf „Kristallux-4000M“ s DIP detektorom a počítačovým programom „NetchromWin“, ktorý umožňuje stanovenie nízkych koncentrácií AC, blízkych endogénnym.
- Boli navrhnuté nové selektívne, vysoko citlivé kapilárne kolóny s fázami ZB-WAX, ZB-5, ktoré umožňujú detegovať až 100 μg (0,001 % o) acetaldehydu v skúmaných vzorkách.
- Boli zvolené optimálne podmienky tak, aby umožnili plynovou chromatografiou skríning acetaldehydu a nasledujúcich organických rozpúšťadiel: alifatické alkoholy, organochlórové rozpúšťadlá, aromatické uhľovodíky, etylacetát, acetón a dietyléter v priebehu 15 minút.
- Pri diagnostikovaní intoxikácie alkoholom sa odporúča kvantifikovať etanol aj acetaldehyd.
Bibliografia
- Albert A. // Selektívna toxicita. – M., 1989. – T.1 – S. 213.
- Morrison R., Boyd R. // Organická chémia, trans. z angličtiny -1974-78
- Savich V.I., Valladares H. AGusakov., Yu.A., Skachkov Z.M. // Súdne lekárstvo odborník. – 1990. – Číslo 4. – S. 24-27.
- Uspensky A.E., Listvina V.P. // Pharmacol. a toxikol. – 1984. – č.1. – s. 119-122.
- Shitov L.N. Metódy výskumu a toxikológie etylalkoholu (chemicko-toxikologické laboratórium YaOKNB). – 2007.
S pomocou legislatívy o spotrebnej dani vláda Ruskej federácie obmedzila výrobu etylalkoholu ako motorového paliva zavedením vysokej sadzby spotrebnej dane na etylalkohol. Technológia výroby butanolu z etylalkoholu je jednoduchá. Výroba butanolu je oslobodená od spotrebnej dane. Šéf spoločnosti Russian Technologies Sergej Chemezov je presvedčený, že biobutanol z hydrolýzy v Tulune bude veľmi žiadaný. Tri autá, ktoré absolvovali motoristickú rely z Irkutska do Tolyatti, boli poháňané butanolom.
1. Oxidácia etanolu za vzniku acetaldehydu (acetanaldehydu)
Hlavnou priemyselnou metódou výroby acetaldehydu CH3CHO je oxidácia etylénu v prítomnosti vodných roztokov chloridov paládia a medi. Proces sa nazýva oxidácia etylénu v kvapalnej fáze kyslíkom, ktorý prechádza cez vodný roztok PdCl2 a CuCl2, potom sa izoluje rektifikáciou; výťažok je asi 98 %. V roku 2003 bola celosvetová produkcia acetaldehydu približne jeden milión ton ročne.
2CH2=CH2+02 -> 2CH3CHO
Tento proces má však množstvo nevýhod. Táto metóda sa vyznačuje tvorbou množstva toxických vedľajších produktov, ako je metylchlorid, etylchlorid a chlóracetaldehyd, ktoré sa musia zlikvidovať alebo podrobiť špeciálnemu spracovaniu, aby sa zabránilo kontaminácii životného prostredia. Okrem toho sa tvorí kyselina octová a krotónaldehyd, ktoré sa rozpúšťajú vo veľkom množstve vody potrebnej na oddelenie výsledného acetaldehydu zo zmesi plynných produktov. Na 1 tonu vyrobeného acetaldehydu teda pripadá 8 - 10 m3 odpadovej vody. Navyše, etylén používaný v tomto procese ako surovina, ktorej výroba je založená na spracovaní ropných surovín, stále rastie. Zmluvné ceny etylénu na európskom trhu v štvrtom štvrťroku 2004 predstavovali 700 eur za tonu, čo je o 70 eur viac ako v predchádzajúcom štvrťroku, av septembri 2004 bola maximálna cenová hladina zaznamenaná na úrovni 1020 eur za tonu.
Zároveň to nestratilo svoj praktický význam, proces získavania acetaldehydu katalytickou dehydrogenáciou etylalkoholu (etanolu), široko používaný v 60-70 rokoch minulého storočia. Táto metóda má množstvo výhod, ako napríklad: absenciu toxického odpadu, pomerne mierne procesné podmienky a tvorbu vodíka spolu s acetaldehydom, ktorý možno použiť v iných procesoch. Východiskovou surovinou je iba etylalkohol,
Acetaldehyd (acetický aldehyd) sa vyrába z etylalkoholu katalytickou elimináciou vodíka pri ~400 °C. Hydrogenácia a dehydrogenácia sú dôležité metódy pre katalytickú syntézu rôznych organických látok, založené na redoxných reakciách spojených s pohyblivou rovnováhou
C2H5OH → CH3CHO + H2
Zvýšenie teploty a zníženie tlaku H 2 podporuje tvorbu acetaldehydu a zníženie teploty a zvýšenie tlaku H 2 podporuje tvorbu etylalkoholu; tento vplyv podmienok je typický pre všetky reakcie hydrogenácia A dehydrogenácie. Katalyzátory hydrogenácia a dehydrogenácie sú mnohé kovy (Fe, Ni, Co, Pt, Pd, Os atď.), oxidy (NiO, CoO, Cr 2 O 3, Mo O 2 atď.), ako aj sulfidy (W S 2, MoS2 , Kr n S m).
Dehydrogenácia alkoholov je jedným z najjednoduchších príkladov dehydrogenácie. Keď primárne alebo sekundárne alkoholy prechádzajú cez povrch jemne rozdrvených kovov (meď alebo železo), atómy vodíka sa odštiepia od uhlíka alkoholu a kyslíka hydroxylovej skupiny (dehydrogenačná reakcia). V tomto prípade sa plynný vodík tvorí z primárneho alkoholu - aldehydu a zo sekundárneho alkoholu - ketónu. Značné množstvo acetaldehyd v Rusku sa vyrábala dehydrogenáciou z
Pre informáciu:
Acetaldehyd (acetický aldehyd) je hlavným produktom rozkladu etanolu.
Acetaldehyd (acetaldehyd) vzniká oxidáciou etanolu, pričom oxidačná reakcia etanolu je katalyzovaná/urýchľovaná predovšetkým alkoholdehydrogenázou. Napríklad, v ľudskej pečeni enzým (t. j. enzým) alkoholdehydrogenáza oxiduje etanol na acetaldehyd, ktorý sa cez acetaldehyddehydrogenázu ďalej oxiduje na neškodnú kyselinu octovú. Tieto dve oxidačné reakcie sú spojené s redukciou NAD+ v NADH
Počas pôsobenia enzýmov uvedených v diagrame na etylalkohol - alkoholdehydrogenázu a aldehyddehydrogenázu - sa na metabolickom procese musí zúčastniť ďalšia látka. Je to derivát kyseliny nikotínovej NAD. NAD podporuje začlenenie alkoholu aj acetaldehydu do metabolických procesov (spaľovanie), pričom sa sám premieňa na inú látku - NADH. Aby sa zabezpečilo, že spracovanie etylalkoholu nebude prerušené, musí pečeň premeniť NADH na NAD.
Ak sa oba procesy premeny etylalkoholu na acetát uvedené v spodnej časti diagramu prevedú efektívne, telo nebude ohrozené nepríjemnými následkami pitia alkoholu, známymi ako kocovina – až na pár výnimiek, ktoré sa dajú zvládnuť.
Ak by sme pili čistý etylalkohol (aj keď zriedený vodou), potom to, čo je opísané vyššie, je všetko, čo sa vyžaduje od pečene. 
Bohužiaľ, nápoje, ktoré pijeme večer alebo na večeru, nie sú také čisté. Získavajú sa destiláciou alebo fermentáciou, obsahujú toxické chemikálie. Ide o takzvané nečistoty – teda látky sprevádzajúce etylalkohol. Patria sem fuselové oleje, organické kyseliny a dokonca aj aldehydy. Niektoré z týchto látok sú také toxické, že ich príjem v čistej forme by viedol k smrti. Aby ste sa takémuto nebezpečenstvu vyhli, je najlepšie piť čo najčistejší alkohol – teda biele víno namiesto červeného, vodku namiesto whisky. Na obnovenie dobrého zdravia musia byť nečistoty, ktoré vstupujú do tela s alkoholom, zahrnuté do metabolických procesov alebo zničené spolu s alkoholom a jeho vedľajšími produktmi.
Vzhľadom na vyššie uvedené veľmi dôležité sú niektoré alternatívne metódy riešenia kocoviny. Po prvé, rýchlosť, ktorou alkohol vstupuje do tela, musí zodpovedať jeho schopnosti spracovať alkohol acetaldehyd a ďalej - do acetátu. Táto schopnosť sa zvyšuje, ak jete v dostatočnom predstihu a výber jedál je ľahostajný. Mastné jedlá premasťujú steny žalúdka a dvanástnika a spomaľujú vstrebávanie alkoholu, bielkoviny pomáhajú normalizovať metabolické procesy a sacharidy adsorbujú alkohol v žalúdku a znižujú intenzitu jeho vstupu do krvného obehu a svalového tkaniva.
Po druhé, ak sú v nápoji nečistoty – povedzme aldehydy – mali by sa odstrániť. Pred nami sú dve cesty. Je lepšie zbierať a absorbovať acetaldehyd predtým, ako sa dostane do krvného obehu (to isté platí pre acetát). Vhodné na toto Drevené uhlie je výborný adsorbent. Nie menej známe bežným pijanom sú takzvané chelátové zlúčeniny, ktoré sa nachádzajú napríklad v kapuste. Tieto látky viažu škodlivé prvky a odstraňujú ich z tela. Vitamín C má rovnaký účinok.
Druhým menej žiadúcim spôsobom je spracovanie toxínov v tele v dôsledku metabolizmu. Táto metóda nie je taká účinná: môže byť ťažké dokončiť cyklus konverzie NAD - NADH - NAD, ktorý podporuje metabolizmus. Tu môže pomôcť fruktóza, ktorá je v mede bohatá, a kyslík.
Biotechnológia umožňuje vyrábať etylalkohol ekologickými technológiami zo škrobových obilnín, ako aj poľnohospodárskych plodín s obsahom cukru, z organického odpadu a biomasy (celulózy) ich hydrolýzou / premenou enzýmami mikrobiálneho pôvodu. Rastlinná biomasa (celulóza), ktorej úloha v priemyselnej organickej syntéze s vyčerpávaním zásob ropy a plynu neustále narastá, je zároveň obnoviteľným zdrojom organických surovín a vďaka obrovskému ročnému prírastku dokáže úplne vyriešiť ľudská potreba palív a chemických produktov. Možnosť využitia odpadov a vedľajších produktov na biologické spracovanie umožňuje vytvárať prakticky bezodpadovú výrobu. Okrem toho, podľa oficiálnej webovej stránky dánskej spoločnosti „Novozymes“, 14. 4. 2005, www.novozvmes.com, nedávne úspechy v enzýmovom priemysle vedú k výraznému zníženiu nákladov na výrobu bioetanolu. Na americkom trhu veľkoobchodné ceny bioetanolu klesli o 20 % v porovnaní so septembrom 2004 a na začiatku apríla 2005 dosiahli 44 USD za barel. Takto získaný bioetanol sa vo svetle súčasných trendov znižovania a postupného upúšťania od používania ropných surovín stáva veľmi perspektívnym medziproduktom organickej syntézy a možno ho použiť na výrobu cenných chemických zlúčenín, najmä pre syntéza acetaldehydu.
2. Získavanie butanolu z acetaldehydu (acetaldehyd)
V USA sa ročne vyprodukuje asi 1,39 miliardy litrov butanol Od acetaldehyd (acetický aldehyd) cez acetaldol a krotónaldehyd (kondenzácia aldolu a krotónu), ktorý sa hydrogenuje na medených, meď-chrómových alebo niklových katalyzátoroch.
Kondenzačné reakcie sa zvyčajne nazývajú rôzne procesy zhutňovania organických molekúl, čo vedie k tvorbe zložitejších zlúčenín v dôsledku vzniku nových väzieb medzi atómami uhlíka.
Ako príklad uveďme kondenzáciu acetaldehydu pod vplyvom zriedených alkálií (A.P. Borodin, 1863-1873), pri ktorej reagujú dve molekuly aldehydu; jedna reaguje s karbonylovou skupinou a druhá s atómom uhlíka v polohe a ku karbonylovej skupine obsahujúcej mobilný atóm uhlíka, podľa schémy
V dôsledku toho vzniká nová väzba uhlík-uhlík a vzniká látka obsahujúca aldehydové aj alkoholové skupiny; bolo to pomenované aldolem(Aldol je skrátený názov pre slovo aldehydoaldol aldehydalkohol), a kondenzácia karbonylových zlúčenín prebiehajúca touto cestou a vedúca k látkam, ako je aldol, sa nazývaaldolová kondenzačná reakcia.
Na aldolovej kondenzácii sa môžu podieľať molekuly rôznych aldehydov, ako aj molekuly aldehydov a ketónov. Tieto reagujú v dôsledku atómov uhlíka a vodíka umiestnených v polohe a k ich karbonylovej skupine; samotná karbonylová skupina je v týchto reakciách menej aktívna ako karbonylová skupina aldehydov.
Za vhodných podmienok sa aldolová kondenzačná reakcia dvoch molekúl aldehydu alebo molekúl aldehydu a ketónu nezastaví pri tvorbe aldolu; môže ísť ďalej s elimináciou vody vďaka pohyblivému vodíku v polohe α ku karbonylovej skupine a hydroxylu na β-atóme uhlíka (t.j. na druhom z karbonylovej skupiny). V tomto prípade v dôsledku interakcie dvoch molekúl aldehydu vzniká cez aldol nenasýtený (krotónaldehyd).
Z acetaldehydu (acetaldehydu) sa tak získava krotónaldehyd, z názvu ktorého sa nazýva kondenzácia molekúl karbonylových zlúčenín, ku ktorej dochádza pri uvoľňovaní vody.krotónová kondenzácia
Príprava alkoholov z aldehydov a ketónov.
Už sme videli, že oxidáciou primárnych a sekundárnych alkoholov vznikajú látky s karbonylovou skupinou – aldehydy a ketóny. Aldehydy a ketóny, keď sú vystavené vodíku v momente uvoľnenia*, sa opäť redukujú na alkoholy. V tomto prípade sa dvojitá väzba karbonylovej skupiny preruší a jeden atóm uhlíka sa pridá k uhlíku a druhý k kyslíku. V dôsledku toho sa karbonylová skupina stáva alkoholovou skupinou.
* Plynný vodík H2 je za normálnych podmienok inertný. Atómový vodík je veľmi aktívny, uvoľňuje sa pri reakcii akejkoľvek zlúčeniny. Tento vodík sa nazýva vodíka v čase uvoľnenia.
3. Oxidačná dehydrogenácia etylalkoholu na acetaldehyd na katalyzátore Sibunit
Na efektívnu implementáciu procesu dehydrogenácie etylalkoholu na acetaldehyd so všetkými vyššie uvedenými výhodami je potrebné vyvinúť nové vysoko aktívne, selektívne a stabilné katalytické systémy. To umožní prejsť na ekologickejší a tiež, čo je dôležité, nezávislý od ropných surovín, spôsob výroby acetaldehydu, čo bude mať pozitívny vplyv na ekonomiku procesu.
Dôležitou etapou vo vývoji katalytických systémov je hľadanie nosiča pre katalyzátor, ktorý má veľký vplyv na štruktúru a katalytické vlastnosti systémov. V poslednej dobe sa v heterogénnych katalytických procesoch stále viac využívajú uhlíkové materiály rôznych typov, ako je grafit, koks, uhlíkové vlákna, diamant, rôzne druhy sadzí a aktívne uhlie. Jedným z najsľubnejších uhlíkových materiálov na použitie pri katalýze je sibunit, čo je nová trieda poréznych uhlíkovo-uhlíkových kompozitných materiálov. Spája v sebe výhody grafitu (chemická stabilita, elektrická vodivosť) a aktívneho uhlia (vysoký povrch a adsorpčná kapacita). Okrem toho je veľmi dôležitou výhodou jeho vysoká chemická čistota. Podiel minerálnych nečistôt v sibunite nie je vyšší ako 1%, pričom obsah popola v hlavnom rade aktívneho uhlia je 5% a viac, čo má významný priaznivý vplyv na selektivitu katalytických systémov pripravených na báze sibunitu. Táto dizertačná práca je venovaná vývoju nových aktívnych a selektívnych katalyzátorov pre syntézu acetaldehydu dehydrogenáciou etylalkoholu s použitím uhlíkového materiálu sibunit ako nosiča, ako aj stanoveniu optimálnych podmienok pre proces, aby bola zabezpečená efektívnosť potrebná pre priemyselné využitie. . Práca bola vykonaná na Katedre technológie petrochemickej syntézy a umelých kvapalných palív pomenovanej po. A.N. Bashkirov Moskovská štátna akadémia jemných chemických technológií pomenovaná po. M.V. Lomonosova v súlade s programom „Vedecký výskum vysokoškolského vzdelávania v prioritných oblastiach vedy a techniky“. Vedecká novinka. Prvýkrát bol systematicky študovaný proces syntézy acetaldehydu dehydrogenáciou etylalkoholu v prítomnosti katalyzátorov obsahujúcich meď na báze uhlíkovo-uhlíkového kompozitného materiálu sibunit. Prvýkrát sa ukázalo, že katalyzátor obsahujúci meď na báze sibunitu je najúčinnejší pri reakcii dehydrogenácie etanolu, pretože na rozdiel od oxidových nosičov nedochádza v prítomnosti sibunitu k žiadnym vedľajším reakciám, čo umožnilo zvýšiť selektivitu študovaných katalyzátorov v procese syntézy acetaldehydu. Katalytické vlastnosti systémov obsahujúcich meď na báze sibunit boli študované v závislosti od podmienok ich predúpravy a prítomnosti pomocných prísad. Praktická hodnota. Boli vyvinuté účinné katalytické systémy obsahujúce meď na syntézu acetaldehydu na báze kompozitného materiálu uhlík-uhlík sibunit. Boli vypracované odporúčania pre technologický návrh procesu syntézy acetaldehydu katalytickou dehydrogenáciou etanolu, ktorý je možné využiť pri projektovaní výrobných závodov. Hlavný obsah dizertačnej práce je prezentovaný v týchto publikáciách: G. Egorova E.V., Trusov A.I., Nugmanov E.R., Antonyuk N., Frantsuzov V.K. Použitie uhlíkových materiálov ako nosičov pre katalyzátory na dehydrogenáciu alkoholov s nízkou molekulovou hmotnosťou“
5. Získanie butanolu. Parná oxidácia dietyléteru.
Tvorba esterov.
Alkoholy reagujú s kyselinami; tým sa uvoľňuje voda a tvorí sa estery. Interakcia alkoholov s kyselinami sa nazýva esterifikačná reakcia. S organickými karboxylovými kyselinami sa postupuje podľa schémy
Ako uvidíme neskôr, estery ľahko podliehajú hydrolýze, čiže vplyvom vody sa rozkladajú na pôvodný alkohol a kyselinu, preto je esterifikačná reakcia vratná a dostáva sa do stavu chemickej rovnováhy. Túto reakciu, ako aj vlastnosti esterov, si podrobnejšie rozoberieme, keď sa zoznámime s organickými kyselinami. Tu len poznamenáme, že priebeh esterifikačnej reakcie, ako ukázal N.A. Menshutkin (1877), závisí od štruktúry alkoholu a kyseliny; Najľahšie sa esterifikujú primárne alkoholy, ťažšie sa esterifikujú sekundárne alkoholy a najťažšie sa esterifikujú terciárne alkoholy.
Alkoholy tvoria estery aj s anorganickými (minerálnymi) kyselinami. Estery kyseliny dusičnej sú teda známe (dusičnanové estery)
Pri reakcii alkoholov s viacsýtnymi kyselinami, ak reaguje iba jedna hydroxylová skupina kyseliny, vznikajú estery kyselín. Napríklad dvojsýtna kyselina sírová tvorí estery kyselín tzv alkylsírové kyseliny
Kyseliny alkylsírové vznikajú ako medziprodukty reakcií hydratácie nenasýtených uhľovodíkov a dehydratácie alkoholov pôsobením kyseliny sírovej.
Keď sú alkoholy vystavené pôsobeniu látok odstraňujúcich vodu, napríklad pri zahrievaní s koncentrovanou kyselinou sírovou, strácajú molekulu vody; Okrem toho v závislosti od reakčnej teploty a kvantitatívneho pomeru alkoholu a kyseliny sírovej sú možné dva prípady dehydratácie. V jednom z nich sa odoberá voda intramolekulárne, t.j. vďaka jednej molekule alkoholu, s tvorbou uhľovodíka etylénu
V inom prípade pri nadbytku alkoholu dochádza k dehydratácii intermolekulárny, to znamená uvoľnením molekuly vody v dôsledku hydroxylových skupín dvoch molekúl alkoholu; v tomto prípade tzv étery:
Úloha kyseliny sírovej pri intramolekulárnej dehydratácii alkoholov, ktorá vedie k produkcii etylénových uhľovodíkov, už bola diskutovaná.
Dietyl(etyl)éter. Má veľmi veľký praktický význam; zvyčajne sa to nazýva jednoducho éter. Získava sa hlavne dehydratáciou etylalkoholu pôsobením koncentrovanej kyseliny sírovej. Dietyléter prvýkrát získal touto metódou už v roku 1540 V. Cordus; Dlho sa nesprávne nazýval dietyléter éter sírový, keďže sa predpokladalo, že by mala obsahovať síru. V súčasnosti sa dietyléter získava aj prechodom pár etylalkoholu cez oxid hlinitý
Al 203 zahriaty na 240-260 °C.Dietyléter je bezfarebná, vysoko prchavá kvapalina s charakteristickým zápachom. Tempo. kip. 35,6 °C, teplota mrazu - 117,6 °C; сР = 0,714, t.j. éter je ľahší ako voda. Ak ho pretrepete vodou, potom sa éter pri státí „odlupuje“ a pláva na povrch vody a vytvára vrchnú vrstvu. Určité množstvo éteru sa však rozpúšťa vo vode (6,5 dielu na 100 dielov vody pri 20°C). Na druhej strane sa pri rovnakej teplote rozpustí 1,25 dielu vody v 100 dieloch éteru. Éter sa veľmi dobre mieša s alkoholom.
Je dôležité mať na pamäti, že s éterom sa musí zaobchádzať opatrne: je veľmi horľavý a jeho pary so vzduchom tvoria výbušné - výbušné zmesi. Navyše pri dlhodobom skladovaní, najmä na svetle, dochádza k oxidácii éteru vzdušným kyslíkom a k tzv. peroxidové zlúčeniny*; ten sa môže pri zahriatí explozívne rozložiť. Takéto výbuchy sú možné pri destilácii éteru, ktorý dlho stál.
Kyselina jodovodíková rozkladá étery; výsledkom je halogénalkyl (jódový derivát) a alkohol
Wurtzova syntéza spočíva v získavaní uhľovodíkov z halogénových derivátov pôsobením kovového sodíka na ne. Reakcia prebieha podľa schémy
Napríklad,
Z butánu možno izomerizáciou získať izobután, ktorý môže slúžiť ako surovina na výrobu izobutylénu dehydrogenáciou izobutánu. Následnou esterifikáciou izobutylénu etylalkoholom vzniká prísada do benzínu obsahujúca kyslík – ekologický etylterc-butyléter (ETBE), ktorý má oktánové číslo 112 bodov (metóda výskumu).
Fyzikálne vlastnosti primárnych halogénalkylov s normálnym reťazcom
| Chlorid | bromid | jodid | |||||
| názov | štruktúru | teplota varu, °C | d 4 20 | teplota varu, °C | d 4 20 | teplota varu, °C | d 4 20 |
| Metyl | CH 3 - | -23,7 | 0,992* | +4,5 | 1,732** | + 42,5 | 2,279 |
| Etyl | CH 3 - CH 2 - | + 13,1 | 0,926*** | +38,4 | 1,461 | +72,3 | 1,936 |
| Prerezal som sa | CH 3 - CH 2 - CH 2 - | + 46,6 | 0,892 | +71,0 | 1,351 | + 102,5 | 1,749 |
| Butyl | CH3 - (CH 2) 2 - CH 2 - | +78,5 | 0,887 | + 101,6 | 1,276 | + 130,4 | 1,615 |
| Amyl | CH 3 - (CH 2) 2 - CH 2 - | + 108,4 | 0,878 | + 127,9 | 1,218 | +154,2 | 1,510 |
| Hexyl | CH 3 - (CH 2) 4 - CH 2 - | + 132,9 | 0,876 | + 153,2 | 1,176 | + 177,0 | 1,439 |
* Pri bode varu.
*** d 40
V prítomnosti katalyzátorov pri vysokých teplotách sa vodík odoberá (dehydrogenačná reakcia) z molekúl nasýtených uhľovodíkov za vzniku dvojitých väzieb. Pri prechode butánu cez katalyzátor obsahujúci oxidy ťažkých kovov (napr.
Cr2O3 ), pri teplotách 400 - 600º vzniká zmes butylénov
Pridanie vody (hydratačná reakcia). Za normálnych podmienok etylénové uhľovodíky nereagujú s vodou, ale pri zahrievaní v prítomnosti katalyzátorov (chlorid zinočnatý, kyselina sírová) sa k atómom uhlíka v mieste dvojitej väzby pridávajú vodné prvky (vodík a hydroxyl) a vytvárajú alkoholy
S homológmi etylénu prebieha reakcia podľa Morkovnikovovho pravidla: k uhlíku s väčším počtom atómov uhlíka sa pridáva vodík vody a k uhlíku s menším počtom atómov vodíka alebo bez nich sa pridáva hydroxyl.
Táto metóda poskytuje špeciálnu príležitosť použiť ako suroviny bután, butylalkohol...etylalkohol
Výroba izobutylénu z etylalkoholu je veľmi zaujímavá. Po prvé, normálny bután (n-bután) sa získa z etylalkoholu, ako je opísané vyššie. Izobután sa získava z n-butánu izomerizáciou na katalyzátore. Izobutylén sa získava z izobutánu ako suroviny na výrobu etyl-terc-butyléteru ETBE, antidetonačnej prísady do benzínu. Táto metóda poskytuje špeciálnu príležitosť použiť etylalkohol ako surovinu na výrobu izobutylénu. Na získanie ETBE sa teda používa iba etylalkohol bez izobutylénu.
1. Lebedev N.N. Chémia a technológia základných organických a petrochemických syntéz. 4. vyd. M.: Khimiya, 1988. 592 s.
2. Timofeev V.S., Serafimov L.A. Princípy technológie základných organických a petrochemických syntéz. 2. vyd. M.: Vyššia škola, 2003. 536 s.
3. Steppich W., Sartorius R. Spôsob výroby acetaldehydu. Patent USA 4237073, dec. 2, 1980 (US CI. 568/401).
4. Khcheyan X.E., Lange S.A., Ioffe A.E., Avrekh G.L. Výroba acetaldehydu. M.: TsNIITE Neftekhim, 1979. 40 s.
5. Kuznecov B.N. Rastlinná biomasa je alternatívnou surovinou pre organickú syntézu v malom meradle. chem. časopis (Časopis Ruskej chemickej spoločnosti pomenovaný po D.I. Mendelejevovi). 2003, ročník XLVII, 6. 3.
6. Kukharenko A.A., Vinarov A.Yu., Sidorenko T.E., Boyarinov A.I. Intenzifikácia mikrobiologického procesu výroby etanolu zo surovín obsahujúcich škrob a celulózu. M., 1999. 90 s.
7. Plaksin G.V. Porézne uhlíkové materiály ako sibunit. Chémia pre trvalo udržateľný rozvoj. 2001, č. 9. 609-620.
8. Semikolenov V.A. Moderné prístupy k príprave paládiových katalyzátorov! na uhlí“. Pokroky v chémii. 1992, ročník 61, vydanie. 2. 320-331.
9. Berg World analýza palivového etanolu a výhľad "P.O. Licht" agentúra. http://www.distill.com/World-Fuel-Ethanol-A&O-2004.html lO.Berg C. Svetová výroba a obchod s etanolom do roku 2000 a ďalej Agentúra „P.O. Licht“. http://www.distill.eom/ber.g/ P.Volkov B.B., Fadeev A.G., Khotimsky B.S., Buzin O.I., Tsodikov M.V., Yandieva F.A., Moiseev I.I. Ekologické palivo z biomasy Ros. chem. časopis (Časopis Ruskej chemickej spoločnosti pomenovaný po D.I. Mendelejevovi). 2003, zväzok XLVII, 6. s. 71-82. 188
10. Kadieva A.T. Vývoj intenzívnej etanolovej technológie založenej na cielenom použití multienzýmových systémov a nových rás alkoholických kvasiniek: Dis.... Cand. tie. Sci. Moskva, 2003.
11. Lukerčenko V.N. Neškrobové sacharidy obilia a ich význam pre výrobu alkoholu Potravinársky priemysel. 2000, č. 1. 62-63.
12. Rimareva L.V. Technológia výroby perspektívnych enzýmových prípravkov a vlastnosti ich použitia v alkoholovom priemysle Moderné a pokročilé technológie a zariadenia v priemysle alkoholu a alkoholických nápojov 2. medzinárodná vedecká a praktická konferencia. M.: Pishchepromizdat, 2000. 48-63. 1 Z. Kalinina O.A. Vývoj technológie šetriacej zdroje na výrobu etanolu z ražného zrna: Dis.... Cand. tie. Sci. Moskva, 2002.
13. Lichtenberg L.A. Výroba liehu z obilia Potravinársky priemysel. -2000, 7 C 52-54.
14. Technológia alkoholu. Ed. V.L. Yarovenko, M.: Kolos, 1999. 464 s.
15. Rimareva L.V., Overchenko M.B., Trifonova V.V., Ignatova N.I. Osmofilné kvasinky na kvasenie vysoko koncentrovanej mladiny Výroba liehu a likérových produktov. 2001, č. 1. 21-23.
16. Bondarenko V.A., Kasperovič V.L., Butsko V.A., Maneeva E.Sh. Spôsob prípravy surovín obsahujúcich obilný škrob na alkoholovú fermentáciu. RF patent č. 2145354, prihláška. 24.11.1998, publ. 02/10/2000 (MPC C12 R7/06).
17. Sviridov B.D., Lebedev Yu.A., Zaripov R.Kh., Kutepov A.M., Antonyuk A.V. Spôsob výroby etylalkoholu z obilných surovín. RF patent 2165456, prihláška. 19.05.2000, publ. 20.04.2001 (MPC C12 R7/06).
18. Timoshkina N.E., Kretechnikova A.N., Imyashenko N.G., Shanenko E.F., Gernet M.V., Kirdyashkin V.V. Spôsob spracovania kvasníc. RF patent č. 2163636, prihláška. 30.03.2000, zverejnené. 27.02.2001 (MPC C12 N1/16).
19. Zhurba O.S. Vývoj novej etanolovej technológie založenej na intenzívnych metódach spracovania pšeničného zrna: Dis.... Cand. tie. Sci. Moskva, 2004. 189
20. Vasilyeva N.Ya., Rimareva L.V. Fermentácia surovín s obsahom škrobu anaeróbnymi baktériami rodu Zymomonas Výroba liehu a likérových produktov. 2001, č. 1. 18-20. 25. Fedorov A.D., Kesel B.A., Dyakonsky P.I., Naumova R.P., Zaripova K., Veselyev D.A. Spôsob výroby etylalkoholu. RF patent 2138555, prihláška. 05.12.1997, publ. 27.09.1999 (MPC C12 R7/06).
21. Ledenev V.P. Stav a úlohy na zlepšenie technológie výroby alkoholu z obilia v továrňach v Ruskej federácii. Enzýmy v potravinárskom priemysle. Abstrakty z konferencie. M., 1999. 22-27.
22. Mulder M.H.V., Smolders A., Bargeman D. Membraan filtratie bij de productie van ethanol PT Procestechniek. 1981, 36, č.12. S. 604-607.
23. Mori Y., Inaba T. Výroba etanolu zo škrobu v pervaporačnom membránovom bioreaktore s použitím biotechnológie a bioinžinierstva Clostridium thermohydrosulfuricum. 1990, v. 36, 8. str. 849-853.
24. Gamil A. Konverzia častíc cukrovej repy na etanol baktériou Zymomonas mobilis pri fermentácii v tuhom stave Biotechnology Letters. 1992, 14, 6 P 499-504.
25. Saxena A, Garg S.K., Verma J. Simultánne sacharifikácia a fermentácia odpadových novín na etanol Bioresour. Technológia. 1992, 42, 1. S. 13-15.
26. Grohmann K., Baldwon E.A., Buslig B.S. Výroba etanolu z enzymaticky hydrolyzovanej pomarančovej kôry kvasinkami Saccharomyces cerevisiae //Applied Biochemistry and Biotechnology A. 1994, 45-46. S. 315-327.
27. Mangueva 3.M. Vzorce rastu bunkovej kultúry Saccharomyces cerevisiae (vini)Y 2217 v biosyntéze etanolu z marhuľovej mladiny: Abstrakt práce. Ph.D. chem. Sci. Machačkala, 2004. 190
28. Tolan J.S. logens proces výroby etanolu z celulózovej biomasy Clean Techn. Environ. politika. 2002, č. 3. p. 339-345.
29. Loktev S.M., Korneeva G.A., Mosesov A.Sh., Kuimova M.E. Získavanie produktov základnej organickej syntézy z najjednoduchších zlúčenín uhlíka. M.: VNTICenter, 1985. 132 s. Zb.Putov N.M. Výroba kyseliny octovej a acetanhydridu v zahraničí. M.: Goskhimizdat, 1948. 56 s.
30. Kalfus M.K., Khasanov A.S. Priemyselná oxidácia acetaldehydu v kvapalnej fáze na kyselinu octovú. Alma-Ata, 1958. 16 s.
31. Chashchin A.M., Glukhareva M.I. Výroba acetátových rozpúšťadiel v drevochemickom priemysle. M.: Les. priemysel, 1984. 240 s.
32. Chernyak B.I., Savitsky Yu.V., Ernovsky N.P., Vvasilenko O.R., Kibin F.S., Vine V.V., Kravtsov N.I. Spôsob výroby etylacetátu. RU 2035450 C1, prihláška. 4.1.1991, krč. 20.05.1995 (MPC C07 C69/14).
33. Wittcoff N.A. Acetaldehyd: chemikália, ktorej bohatstvo zmenilo Journal of chemical education. 1983, 60, č.12. S. 1044-1047.
34. Yalter Yu.A., Brodsky M.S., Feldman B.M. Spôsob výroby glyoxalu, A.S. č. 549457, prihláška. 08.08.1974, krč. 3.5.1977 (MPC C07 C47/127). 42, Lehmann R.L., Lintner J. Výroba glyoxalu a polyglyoxalu. US patent 2599355, 3. júna 1952 (US CI. 568/458).
35. Chemická encyklopédia: V 5 zväzkoch: zväzok 3. Ed. Kol.: Knunyants I.L. (kapitola; vyd.) atď. M.: Veľká ruská encyklopédia, 1992. 639 s. 44.Eek L. Spôsob prípravy pentaerytritolu. Patent USA 5741956, apríl. 21, 1998 (US CI. 568/853).
36. Vebel H.I., Moll K.K., Muchlstacdt M. Príprava 3-metylpyridínu Chemische Technik. 1970.22, č. 12. P. 745-752.
37. Dinkel P. Spôsob získania 3-pikolínu. SU 1095876 A, prihláška. 22.05.1981, krč. 30.05.1984 (MPC C07 D213/10). 191
38. Ladd E.S. Výroba ketoesterov. Patent USA 2533944, dec. 12, 1950 (US CI. 560/238).
39. Vinogradov M.G., Nikishin G.I., Stepanova G.A., Markevich V.S., Markevich S., Baibursky V.L. Spôsob výroby y-acetopropylacetátu. A.S. 504753, žiadosť. 19.03.1973, krč. 28.02.1976 (MPC C07 C69/14).
40. Anikeev I.K., Madiyarova Kh.Sh., Nefedov O.M., Nikishin G.I., Dolgiy I.E., Vinogradov M.G. Spôsob výroby acetopropylalkoholacetátu. A.S. 614091, žiadosť. 06.09.1975, krč. 05.07.1978 (MPC C07 C69/14).
41. Tustin G.C., Zoeller J.R., Depew L.S. Spôsob prípravy vinylacetátu. US patent 5719315, feb. 17, 1998 (US CI. 560/238). 52. Wan C.-G. Príprava vinylacetátu. GB 2013184 A, dec. 29, 1978 (IPC C07 C69/15).
42. Eller K., Fiege V., Henne A., Kneuper H.-J. Príprava etyldiizopropylamínu. Patent USA 6111141, august. 29, 2000 (US CI. 564/473).
43. Wakasugi T., Miyakawa T., Suzuki F. Spôsob výroby triméru monochlóracetaldehydu a chloralu. US patent 5414139, 9. mája 1995 (US CI. 568/466).
44. Dhingra Y.R. Alfa chlorácia chloridov kyselín. Patent USA 3751461, august. 7, 1973 (US CI. 562/864).
45. Ebmeyer F., Metzenthin T., Siegemund G. Spôsob prípravy trichlóracetylchloridu. Patent USA 5659078, august. 19, 1997 (US CI. 562/864). 57. Abe T., Gotoh T., Uchiyama T., Hoguchi H., Shima Y., Ikemoto K. Proces prípravy laktátu. US patent 5824818, okt. 20, 1998 (US CI. 560/179).
46. Mladý D.C. Oxidácia olefínov. Patent USA 3850990, nov. 26, 1974 (US CI. 568/449).
47. Copelin H.B. Spôsob výroby acetaldehydu z etylénu. US patent 3531531, sept. 29, 1970 (US CI. 568/484). 192
48. Robinson D.W. Spôsob výroby karbonylových zlúčenín. A.S. 444359, prihláška. 12.7.1972, krč. 25.09.1974 (MPC C07 C47/07).
49. Nishimura Y., Yamada M., Arikawa Y., Kamiguchi T., Kuwahara T., Tanimoto N. Proces výroby acetaldehydu. US patent 4521631, jún. 4, 1985 (US CI. 568/478).
50. Sokolskij D.V., Nurgozhaeva Sh.Kh., Shekhovtsev V.V. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 171860, žiadosť. 24.06.1964, krč. 22.06.1965 (С07 С47/06).
51. Flid R.M., Tyomkin O.N., Streley M.M. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 175943, žiadosť. 26.09.1962, krč. 26. 10. 1965 (IPC C07 C47/06).
52. Agladze R.I., Gegechkori V.L. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 177870, žiadosť. 13.05.1963, krč. 1.8.1966 (MPC C07 C47/06).
53. Petrušova N.V., Kirillov I.P., Peskov B.P. Spôsob spoločnej výroby acetaldehydu a kyseliny octovej. A.S. Jb 387963, prihláška. N 20.09.1971, vyhl. 22.06.1973 (MPC C07 C47/06).
54. Gorin Yu.A., Troitsky A.N., Makashina A.N., Gorn I.K., Derevyagina N.L., Mamontov B.V. a iné Spôsob získavania acetaldehydov a kratónaldehydov hydratáciou acetylénu v plynnej fáze. A.S. 138607, žiadosť. 22.08.1960, krč. 1961 (MPC C07 C47/06).
55. Kirshenbaum I., Amir E.M., InchaHk J. Oxidácia alkoholov. Patent USA 3080426, Mar. 5, 1963 (US CI. 568/487).
56. Sanderson J.R., Markíz E.T. Oxidácia primárnych alkoholov na aldehydy s použitím ftalocynínov prechodných kovov ako katalyzátora. US patent 5132465, júl. 21, 1992 (US CI. 568/485). 70, Nagijev T.M., Zulfugarova S.3., Iskenderov P.A. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 891623, prihláška. 4.9.1980, krč. 23.12.1981 (MPC C07 C47/06). 193
57. Volkova A.N., Smirnov V.M., Koltsov S. I. Ivanova L.V., Yakovlev V.I. Spôsob prípravy strieborného katalyzátora na oxidáciu etylalkoholu. A.S. 753459, prihláška. 4.12.1978, krč. 08.07.1980 (MPC C07 C47/07).
58. Hudlický M. Oxidácia v organickej chémii Monografia ACS. 1990, 186, s. 114-126.
59. Kannan S., Sivasanker S. Katalytické správanie molekulových sít obsahujúcich vanád na selektívnu oxidáciu etanolu 12-Proc. Int. Zeolitová konferencia. 1998 (Pub 1999), 2. S. 877 884.
60. Kozminykh O.K., Makarevich N.A., Ketov A.N., Kostin L.P., Burnyshev V.S. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 352874, prihláška. 22.05.1970, krč. 29.09.1972 (MPC C07 C47/06).
61. Aleksandrov Yu.A., Tarunin B.I., Perepletchikov M.L., Perepletchikova V.N., Klimova M.N. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 891624, prihláška. 16.11.1979, krč. 23. 12. 1081 (MPC C07 C47/06).
62. Pretzer W.R., Kobylinski T.P., Božik J.E. Spôsob selektívnej prípravy acetaldehydu z metanolu a syntézneho plynu. Patent USA 4151208, apríl. 24, 1979 (US CI. 568/487).
63. Pretzer W.R., Kobylinski T.P., Božik J.E. Spôsob výroby acetaldehydu. Patent USA 4239704, dec. 16, 1980 (U.S. CI. 568/487).
64. Keim K.-H., Kroff J. Spôsob výroby acetaldehydu a etanolu. GB 2088870 A, 4. decembra 1981 (IYG C07 C47/06).
65. Pretzer W.R., Kobylinski T.P., Božik J.E. Spôsob výroby acetaldehydu. Patent USA 4239705, dec. 16, 1980 (U.S. CI. 568/487).
66. Larkin Jr. T.N., Steinmetz G.R. Spôsob prípravy acetaldehydu. US patent 4389532, jún. 21, 1983 (US CI. 568/487).
67. Rizkalla N. Príprava acetaldehydu. Patent USA 4628121, dec. 9, 1986 (US CI. 568/487).
68. Wegman R.W., Miller D.S. Syntéza aldehydov z alkoholov. US patent 4594463, jún. 10, 1986 (US CI. 568/487).
69. Walker W.E. Spôsob selektívnej hydroformylácie metanolu na acetaldehyd. US patent 4337365, jún. 29, 1982 (US CI. 568/487).
70. Porcelli R.V. Príprava acetaldehydu. Patent USA 4302611, nov. 24, 1981 (US CI. 568/484).
71. Hajime Y., Yoshikazu S. Spôsob výroby acetaldehydu. 256 249 JP sept. 19, 2000 (IMG C07 C45/54).
72. Isogai N., Hosokawa M., Okawa T., Wakui N., Watanabe T. Proces výroby acetaldehydu. Patent USA 4408080, okt. 4, 1983 (US CI. 568/484).
73. Nakamura S., Tamura M. Proces výroby acetaldehydu. US patent 4351964, sept. 28, 1982 (US CI. 568/484). 95.Moy D. Spôsob prípravy acetaldehydu. US patent 4356328, okt. 26, 1982 (US CI. 568/484). 195
74. Tustin G.S., Depew L.S., Collins N.A. Spôsob výroby acetaldehydu z kyseliny octovej. US patent 6121498, sept. 19, 2000 (US CI. 568/420).
75. Rachmady W., Vannice M.A. Redukcia kyseliny octovej na acetaldehyd cez železné katalyzátory. I. Kinetic behavior Journal of catalysis. 2002, 208, č.1. S. 158-169.
76. Rachmady W., Vannice M.A. Redukcia kyseliny octovej na acetaldehyd cez železné katalyzátory. II. Charakterizácia pomocou Mossbauerovej spektroskopie, DRIFTS, TPD a TPR Journal of catalysis. 2002, 208, č.1. S. 170-179.
77. Fenton D.M. Konverzia chlórmravčanov na aldehyd. US patent 3720718, mar. 13, 1973 (US CI. 5.68/484).
78. Roscher G., Schmit K., Schmit T., Schmit H. Spôsob výroby acetaldehydu z vinylacetátu. US patent 3647882, mar. 7, 1972 (US CI. 568/484).
79. Shostakovsky M.F., Azerbaev I.N., Yakubov R.D., Atavin A.S., Petrov L.P., Shvetsov N.V. atď. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 222363, žiadosť. 27.12.1965, krč. 22.07.1962 (MPC C07 C47/06).
80. Parker R.T. Príprava aldehydov oxidáciou éterov vodnou parou. US patent 2477312, júl. 26, 1949 (US CI. 568/485).
81. Fenton D.M. Rozklad uhličitanov za vzniku aldehydov. US patent 3721714, mar. 20, 1973 (US CI. 568/449).
82. Neely S.D. Konverzia etylalkoholu na acetaldehyd. US patent 3106581, okt. 8.1963 (US CI. 568/471). 105. MacLean A.F. Spôsob katalytickej dehydrogenácie alkoholov na karbonylové zlúčeniny. Patent USA 2634295, apríl. 7, 1953 (US CI. 568/406).
83. Marcinkowsky A.E., Henry J.P. Katalytická dehydrogenácia etanolu na výrobu acetaldehydu a kyseliny octovej. US patent 4220803, sept. 2, 1980 (US CI. 562/538).
84. Allahverdová H.X. Transformácie etanolu v plynnej fáze na produkty obsahujúce kyslík na komplexných oxidových katalyzátoroch. Abstrakt práce. Doktor chemických vied. Baku, 1993. 196
85. Backhaus A.A., Arentz F.B. Proces výroby aldehydov. Patent USA 1388841, august. 30, 1921 (US CI. 568/487).
86. Williams C.S. Spôsob výroby aldehydu kyseliny octovej. Patent USA 1555539, sept. 29, 1925 (US CI. 568/487).
87. Raich B.A., Foley Henry C Dehydrogenácia etanolu s paládiovým membránovým reaktorom: alternatíva k Wacker chemistry Ind. Ing. Chem. Res. 1998, 37 P 3888-3895.
88. Matsumura Y., Hashimoto K., Yoshida S. Selektívna dehydrogenácia etanolu na vysoko dehydratovanom oxide kremičitom Journal of catalysis. 1989, 117. S. 135-143.
89. Carrasco-Marin F., Mueden A., Moreno-Castilla C Povrchovo upravené aktívne uhlie ako katalyzátory pre dehydratačné a dehydrogenačné reakcie etanolu Journal of Physical chemistry B. 1998, 102. P. 9239-9244. 114. Bo-Quing X., Tian-Xi C, Song L. Selektívna dehydrogenácia etanolu na acetaldehyd cez Na ZSM-5 kalcinovaný pri vysokej teplote Reakčná kinetika a písmená katalýzy. 1993, 49, č.1. S. 223-228.
90. Iwasa N., Takezawa N. Reformovanie dehydrogenácie etanolu na etylacetát a parné reformovanie na kyselinu octovú pomocou katalyzátorov na báze medi Bulletin chemickej spoločnosti Japonska. 1991, 64. S. 2619-2623.
91. Chen D.A., Freind C M Selektívna a neselektívna dehydrogenácia v primárnych alkoholoch: reakcie etanolu a 1-propanolu na Co-covered Mo (110) Langmuir.-1998, 14.-P. 1451-1457.
92. Idriss H., Seebauer E.G. Reakcie etanolu nad oxidmi kovov Journal of Molecular Catalysis A. 2000, 152. S. 201-212. 118. Kim K.S., Barteau M.A., Farneth W.E. Adsorpcia a rozklad alifatických alkoholov na Ti02 Langmuir. 1988.4, č. 3. S. 533-543. 197
93. Cong Y., Masel R.I., van Spaendonk V. Nízkoteplotné štiepenie väzby C-C počas rozkladu etanolu na Pt (331) Povrchová veda. 1997, 385, č. 2-3.-P. 246-258.
94. Inui K., Kurabayashi T., Sato S. Priama syntéza etylacetátu uskutočnená pod tlakom Journal of catalysis. 2002, 212. S. 207-215.
95. Iwasa N., Yamamoto O., Tamura R., Nishikybo M., Takezawa N. Rozdiel v reaktivite acetaldehydových medziproduktov pri dehydrogenácii etanolu oproti katalyzátorom Pd na nosiči Katalyzačné písmená. 1999, 62. S. 179-184.
96. Matsumura Y., Hashimoto K., Yoshida S. Selektívna dehydrogenácia etanolu na acetaldehyd na silikalite-1 Journal of catalysis. 1990, 122. S. 352-361.
97. Chung M-J., Moon D-J., Kim H-S., Park K-Y., Ihm S-K. Vyššia tvorba oxygenátov z etanolu na katalyzátoroch Cu/ZnO: Synergizmus a reakčný mechanizmus Journal of Molecular Catalysis A. 1996, 113. S. 507-515.
98. Sexton B.A. Povrchové vibrácie adsorbovaných medziproduktov pri reakciách alkoholov s Cu(lOO) Náuka o povrchu. 1979, 82. str. 299-318.
99. Elliot D.J., Penella F. Tvorba ketónov v prítomnosti oxidu uhoľnatého nad CuO/ZnO/AbOa // Journal of catalysis. 1989, 119, č.2. P. 359PTZbSheldon P.A. Chemické produkty na báze syntézneho plynu. Za. z angličtiny upravil Lokteva SM. M.: Khimiya, 1987. 248 s.
100. Matsumura Y., Hashimoto K., Watanabe S., Yoshida S. Dehydrogenácia etanolu na zeolitoch typu ZSM-5 Chemistry letters. 1981, č.1. S. 121-122. 129. J.M., Joshi H.K. Acetaldehyd dehydrogenáciou etylalkoholu Priemyselná a inžinierska chémia. -1951, august. P 1805-1811.
101. Spôsob dehydrogenácie alkoholov. GB 825602, 16.12.1959 (MPC C07 C45/00D). 198
102. Mladý CO. Spôsob výroby acetaldehydu a jeho katalyzátora. Patent USA 1977750, okt. 23, 1934 (US CI. 568/487).
103. Borisov A.M., Lapshov A.I., Malyutin N.R., Karasev V.N., Gaivoronsky V.I., Nikitin Yu.S., Bashilov L.S. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 618368, prihláška. 7.1.1974, krč. 8.5.1978 (MPC C07 C47/06). 134. Ti Y-J., Chen Y-W. Účinky aditív oxidu alkalických zemín na medené katalyzátory na oxide kremičitom pri dehydrogenácii etanolu Ind. Ing. Chem. Res. 1998, 37 P 2618-2622.
104. Kanuon N., Astier M.P., Pajonk G.M. Selektívna dehydrogenácia etanolu na Cu katalyzátoroch obsahujúcich Zr alebo V a Zr React. Kinet. Catal. Lett. 1991, 44, 1 P 51-56.
105. Kawamoto K., Nashimura Y. Katalytická reakcia alkoholov s redukovanou meďou Bulletin chemickej spoločnosti Japonska. 1971, 44. S. 819-825.
106. Komarewski V.I. Dehydrogenácia alkoholov. Patent USA 2884460, apríl. 28, 1959 (US CI. 568/485).
107. Sultanov A.S., Makhkamov X.M., Sapozhnikova E.A., Yanova A.E., Lapinov A.I., Borisov A.M. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. 433782, prihláška. 24.02.1971, krč. 25.02.1976 (MPC C07 C47/06).
108. Teschenko A.D., Kursevich O.V., Klevchenya D.I., Andreevsky D.N., Sachek A.I., Basiev I.M., Andreev V.A. Katalyzátor na dehydrogenáciu etanolu. A.S. č. 1109189, prihláška. 22.02.1981, krč. 23.08.1984. (IPC C07 C47/06).
109. Duncanson L.A., Charman N.V., Coffey R.S. Dehydrogenácia alkoholov. GB 1061045, 3.8.1967 (MPC C07 C45/00D).
110. Setterfield Ch. Praktický kurz heterogénnej katalýzy: Transl. z angličtiny M.:Mir, 1984.-520 s.,
111. Savelyev A.P., Dyment O.N., Borisov A.M., Kantor A.Ya., Kaluzhsky A.A., Oleynikova N.S. Spôsob prípravy katalyzátora na dehydrogenáciu 199
112. Areshidze Kh.I., Chivadze G.O., Iosiliani D.K. Spôsob výroby aldehydov a ketónov. A.S. č. 400570, prihláška. 12.7.1971, krč. 1.10.1973 (IPC C07 C47/06). 144. Verevkin P.F., Malyutin N.R., Smirnov A.I. Spôsob výroby acetaldehydu. A.S. č. 191519, prihláška. 17.12.1965, publ. 26.01.1967 (MPC C07 C47/06).
113. Deng J., Cao Y., Liu B. Katalytická dehydrogenácia etanolu v kompozitných membránových reaktoroch Pd-M/y-AOs Applied Catalysis. 1997, 154, č.1-2. P. 129138.
114. Schmitt J.L., Walker P.L., Castellion G.A. Uhlíkové častice s kontrolovanou hustotou. Patent USA 4029600, jún. 14, 1977 (US CI. 502/418).
115. Yermakov Yu.L., Surovikin V.F., Plaksin G.V., Semikolenov V.A., Likholobov V.A., Chuvalin L.V., Bogdanov S.V. Nový uhlíkový materiál ako nosič pre katalyzátory Reakčná kinetika a písmená katalýzy. 1987, 33, č.2. S. 435-440.
116. Surovikin V.F., Plaxin G.V., Semikolenov V.A., Likholobov V.A., Tiunova I.J. Porézny uhlíkatý materiál. Patent USA 4978649, dec. 18, 1990 (US CI. 502/416).
117. Surovikin V.F., Fenelonov V.B., Plaksin G.V., Semikolenov V.A., Okkel L.G. Zákonitosti tvorby poréznej štruktúry kompozitov na báze pyrolytických a sadzí Chémia tuhých palív. 1995, č.3. 62-68.
118. Gavrilov V.Yu., Fenelonov V.B., Chuvilin A.L., Plaksin G.V., Surovikin V.F.. Ermakov Yu.I., Semikolenov V.A. Štúdium morfológie a poréznej štruktúry uhlíkovo-uhlíkových kompozitných materiálov Chémia tuhých palív. 1990, č.2. 125-129.
119. Plaksin G.V., Surovikin V.F., Fenelonov V.B., Semikolenov V.A., Okkel L.G. Tvorba textúry nového uhlíkového nosiča pre katalyzátory Kinetika a katalýza. 1993.34, č. 6. 1079-1083. 200
120. Fenelonov V.B. Úvod
121. Semikolenov V.A. Návrh vysoko disperzných paládiových katalyzátorov na uhlíkových nosičoch Journal of Applied Chemistry. 1997, 70, č. 5.-S. 785-796.
122. Startsev A.N., Shkuropat A., Zaikovsky V.I., Moroz E.M., Ermakov Yu.I., Plaksin G.V., Tsekhanovič M.S., Surovkin V.F. Štruktúra a katalytické vlastnosti sulfidových katalyzátorov pre hydrodesulfurizáciu na uhlíkovom nosiči Kinetika a katalýza. 1988, ročník 29, vydanie. 2. 398-405.
123. Korolkov V.V., Doronin V.P., Startsev A.N., Klimov O.V., Turekhanova R.N., Duplyakin V.K. Hydrodemetalizácia vanadylových porfyrínov na Mo a Ni-Mo sulfidových katalyzátoroch nesených na Sibunit Kinetics a katalýze. 1994.35, č. 96-99.
124. Ryashentseva M.A., Avaev V.I. Hydrogenácia etylacetátu na nosičových réniových katalyzátoroch Zborník Akadémie vied. Chemická séria. 1999, č. 5.-S. 1006-1008.
125. Ryashentseva M.A. Vlastnosti nanesených réniových katalyzátorov pri dehydrogenácii cyklohexánu Zborník Akadémie vied. Chemická séria. 1996, č. 8.-S. 2119-2121.
126. Ryashentseva M.A. Selektívna dehydrogenácia izopropylalkoholu na nízkomolekulových nosičových bimetalických katalyzátoroch s obsahom rénia Zborník Akadémie vied. Chemická séria. 1998, číslo 11. 2381-2383. 201
127. Zemskov S., Gornostaev L.L., Mitkin V.N., Ermakov Yu.I., Lisitsyn A.S., Likholobov V.A., Kedrinsky I.A., Pogodaev V.P., Plaksin G. .V., Surovikin V.F. Fluorid uhličitý a spôsob jeho výroby. RF patent č. 2054375, prihláška. 15.05.1987, publ. 20.02.1996 (MPC C01 B31/00).
128. Kovalenko G.A., Semikolenov V.A., Kuznetsova E.V., Plaksin G.V., Rudina N.A. Uhlíkové materiály ako adsorbenty pre biologicky aktívne látky a bakteriálne bunky Colloid Journal. 1999, 61, č.6. 787-795.
129. Yakerson V.I., Golosman E.Z. Katalyzátory a cementy. M.: Chémia, 1992. -256 s.
130. Nissenbaum V.D. Tvorba, povrch a katalytické vlastnosti kontaktov na báze hlinitanov vápenatých: Dis.... Kand. chem. Sci. Moskva, 1989.
131. Rodriguez-Reinoso F. Úloha uhlíkových materiálov v heterogénnej katalýze Uhlík. 1998, 36, č.3. S. 159-175. 166. P.A. Lýdia, B.A. Molochko, L.L. Andreeva Chemické vlastnosti anorganických zlúčenín Ed. R.A. Lidina. M.: Khimiya, 1996. 480 s.
132. Povrchová analýza metódou Augerovej a röntgenovej fotoelektrónovej spektroskopie: trans. z angličtiny upravil D. Briggs a M.P. Siha. M.: Mir, 1987.-600 s. 202
UDC 577,1:616,89
ENDOGÉNY ETANOL A ACEALDEHYD,
ICH BIOMEDICÍNSKÝ VÝZNAM (Prehľad literatúry)
Yu A. Tarasov, Ph.D. Sc., vedúci výskumník; V. V. Lelevich, doktor lekárskych vied, profesor
EE "Štátna lekárska univerzita Grodno"
Prehľad uvádza literárne údaje o metabolizme endogénneho etanolu a acetaldehydu v organizme, ako aj o ich biologickom význame.
Kľúčové slová: endogénny etanol, acetaldehyd, alkoholdehydrogenáza, aldehyddehydrogenáza, pyruvátdehydrogenáza.
Prehľad uvádza literárne údaje o metabolizme endogénneho etanolu a acetaldehydu v organizme, ako aj o ich biologickej hodnote.
Kľúčové slová: endogénny etanol, acetaldehyd, alkoholdehydrogenáza, acetaldehyddehydrogenáza, pyruvátdehydrogenáza.
Pri charakterizácii biologickej aktivity etanolu a jeho metabolitu acetaldehydu by sa mali zdôrazniť dva aspekty problému. Po prvé, keď hovoríme o týchto zlúčeninách ako o prirodzených metabolitoch, neustále (endogénne) prítomných v tele vo fyziologických koncentráciách. Po druhé, keď nastane situácia s exogénnym príjmom alkoholu do organizmu, teda vznik stavov akútnej alebo chronickej intoxikácie alkoholom.
Etanol a jeho metabolity sú prirodzené zložky metabolizmu a sú nepostrádateľnými účastníkmi homeostatických mechanizmov. Na posúdenie metabolického významu endogénneho etanolu je potrebné porovnať jeho hladinu v krvi a tkanivách s obsahom známych substrátov – účastníkov metabolizmu u ľudí a zvierat (pozri tabuľku). To umožňuje overiť, že s prihliadnutím na relatívne nízku molekulovú hmotnosť etanolu ho možno ľahko postaviť na rovnakú úroveň ako medziprodukty metabolizmu sacharidov a bielkovín. Z údajov uvedených v tabuľke vyplýva, že koncentrácia neurotransmitera je o niekoľko rádov nižšia ako endogénny etanol. Ale obsah acetaldehydu, ktorý je v tele neustále prítomný v rovnováhe (1:100) s etanolom, je s ním celkom porovnateľný. To naznačuje, že úloha páru etanol/acetaldehyd pri udržiavaní homeostatických metabolických funkcií je podobná úlohe vykonávanej v tele pomocou pomerov glukóza/glukóza-6-fosfát a laktát/pyruvát pri kontrole glykolytických reakcií a stabilizácii hladín glykolytických medziproduktov.
Množstvo pyruvátu v tkanivách je o 2-3 rády nižšie ako laktát, ale samotný pyruvát, podobne ako acetaldehyd, je vysoko reaktívny. Pri meniacich sa metabolických situáciách sa hladiny pyruvátu výrazne posúvajú
Zložená krv (mol/l) Pečeň (mol/kg)
Glukóza 5-10-3
Glukóza-6-fosfát 2 ■ 10- 4
Fruktóza-6-fosfát 2■10-4
Fosfodioxyacetón 10-5-10-4 10-4
Aminokyseliny 10-4 - 10-3
Etanol 10-4 10-4
Adrenalín 10-9
v menšej miere ako hladina laktátu, čo nepochybne odráža väčší význam v metabolizme prvej než druhej zlúčeniny. Preto sa laktát považuje za tlmiacu metabolickú slepú uličku, ktorá vyrovnáva výkyvy pyruvátu. Z rovnakého hľadiska je systém etanol/acetaldehyd podobným kontrolným bodom pre zlúčeniny s dvoma uhlíkmi a samotný acetaldehyd. Toto hodnotenie vzťahu etanol/acetaldehyd celkom uspokojivo vysvetľuje labilitu hladiny endogénneho etanolu pri širokej škále vplyvov. Endogénny etanol teda pôsobí ako tlmivý roztok a je v rovnovážnom dynamickom vzťahu s jeho veľmi aktívnym prekurzorom, acetaldehydom. Príslušný pár -etanol/acetaldehyd (pozri obrázok) vykonáva podobné funkcie ako zásoba pufrov vo vzťahu k veľmi aktívnemu metabolitu -acetaldehydu, najmä vo vzťahu k neurohormónom. Etanol funguje v tomto systéme ako vyrovnávacia rezerva pre acetaldehyd, vyrovnáva výkyvy, ktoré nevyhnutne vznikajú v dôsledku sínusového charakteru toku viacčlánkových reťazových reakcií v metabolizme.
Sacharidy, lipidy, aminokyseliny
Laktát □ pyruvát □ acetyl-CoA
Etanol □ acetaldehyd □ acetát
Iné zdroje
Obrázok - Laktát a etanol ako metabolické „slepé uličky“ pri výmene pyruvátu a acetaldehydu
Heterogenita funkcií endogénneho etanolu, ktorá môže byť veľmi odlišná, je zdrojom energie, prekurzorom acetaldehydu, ktorý sa podieľa na syntéze endogénnych zlúčenín podobných morfínu a je najsilnejším modifikátorom amínových a sulfhydrylových skupín v bielkoviny. Acetaldehyd ako silný modifikátor proteínov mení nielen ich reaktivitu, ale aj priestorové charakteristiky, teda parametre najdôležitejšie pre efektívnu väzbu neurotransmiterov na receptorové proteíny. Difilný charakter etanolu a acetaldehydu hrá významnú úlohu pri udržiavaní určitej hydrofóbnosti proteínov a ich požadovanej funkčnej tekutosti.
Obe zlúčeniny sú považované za dvojuhlíkové radikály, ktoré môžu kompetitívne interagovať s mnohými ďalšími dvojuhlíkovými molekulami na úrovni aktívnych miest enzýmov, transportných proteínov a špecifických receptorov. Membránový tropizmus etanolu je funkčne dôležitý v patogenéze prejavov alkoholického ochorenia, pretože rôzne dioly, ktoré netvoria acetaldehyd, sú schopné zmierniť prejavy abstinenčného syndrómu etanolu. Pár etanol/acetaldehyd môže byť obzvlášť dôležitý vo vzťahoch s neurotransmitermi, hormónmi a ich prekurzormi a metabolitmi obsahujúcimi hydroxylové alebo karbonylové skupiny, pretože koncentrácia týchto bioregulátorov je výrazne nižšia ako koncentrácia endogénneho etanolu a acetaldehydu.
Množstvo endogénne vytvoreného a metabolizovaného acetaldehydu a etanolu by sa preto malo považovať za faktor, ktorý riadi významnú časť homeostatických mechanizmov, ktoré v konečnom dôsledku vytvárajú stav, o ktorý sa každý organizmus vždy usiluje – „metabolický komfort“.
Mnohokrát opakované počas rôznych sezónnych období roka, výber zvierat podľa ich postoja ku konzumácii etanolových roztokov vždy umožnil izolovať potkany preferujúce vodu (W) alebo etanol (PE) z bežnej populácie. PE tvorila približne 5-10 % všetkých testovaných zvierat. Charakteristickým znakom jedincov s PE bolo, že obsah endogénneho etanolu v krvi a najmä v pečeni bol vždy 2-3 krát nižší ako v PE. Objavené inverzné korelačné vzťahy medzi úrovňou endogénneho etanolu a dobrovoľnou konzumáciou alkoholu v podstate opakujú patogenetickú situáciu: význam endogénneho etanolu a acetaldehydu je taký, že ak majú v organizme nedostatok, najjednoduchší spôsob samokorekcie je dodatočný príjem alkoholu. Extrapolácia týchto vzťahov na mechanizmy patogenézy alkoholizmu zase umožňuje domnievať sa, že dlhodobá nadmerná konzumácia alkoholu, vynútená pokusmi na zvieratách a dobrovoľne alebo sociálne motivovaná u ľudí, v konečnom dôsledku nahrádza produkciu endogénneho etanolu a acetaldehyd, spočiatku vedie k inhibícii a potom k degradácii systémov endogénnej syntézy týchto zlúčenín. Teda do situácie, kedy sa vonkajší príjem alkoholu do tela stáva nevyhnutným. Do značnej miery, prirodzene, zjednodušeným spôsobom, bez zohľadnenia drogového faktora v patogenéze, takéto vzťahy môžu vysvetliť fenomén fyzickej závislosti, ako aj pochopenie toho, prečo je v delirantných stavoch najlepším a najjednoduchším spôsobom uľaviť im je podať pacientovi alkohol.
Súvislosť medzi alkoholovou motiváciou a hladinou endogénneho etanolu možno vysledovať aj v iných experimentálnych situáciách. Rôzne faktory ovplyvňujúce konzumáciu alkoholu zvieratami alebo liečivami používanými na liečbu sa teda podľa ich vplyvu na hladinu endogénneho etanolu v krvi a pečeni rozdelili do dvoch diametrálne odlišných skupín. Všetky vplyvy, ktoré zvyšujú motiváciu alkoholu, ako je stres, pôst, oxytiamín, iproniazid, tetrahydroizochinolíny, znižujú a znižujú motiváciu alkoholu (tiamín, tiamíndifosfát, riboflavín, dietylditiokarbamát, glutamín, chlorid lítny).
zvýšiť hladiny endogénneho etanolu. Tieto údaje dopĺňajú štúdie iných autorov o trankvilizéroch, kastrácii a experimentoch, pri ktorých sa potkany, rôzne citlivé na narkotické účinky etanolu, líšili aj v hladine endogénneho etanolu. Stanovenie hladiny endogénneho etanolu sa používa na narkologických klinikách v Poľsku na dynamické sledovanie aplikovanej terapeutickej liečby pacientov s alkoholickým ochorením. V klinike terapie závislosti od alkoholu Petrohradského psychoneurologického inštitútu pomenovaného po. V. M. Bekhterev úspešne používa metódu liečby alkoholizmu, založenú na obnovení homeostázy endogénneho etanolu v tele pacientov.
Je potrebné poznamenať, že uvedené varianty prejavu aktivity etanolu a acetaldehydu sú dôležité nielen pri akútnej a chronickej intoxikácii alkoholom, ale, čo je v prírodných podmienkach prvoradé, pri endogénnom fungovaní zlúčenín. Zároveň sa pri hodnotení biologickej aktivity etanolu rozlišujú dve možnosti: metabolická a toxikologická. V prvom prípade je v popredí endogénny etanol – ako prirodzený metabolický metabolit. V druhom prípade prebytok etanolu vstupujúci do tela pôsobí ako silné toxikologické činidlo a faktor pri metabolickom rozklade metabolizmu. V oboch prípadoch fungujú prakticky rovnaké systémy, metabolizujúce alkohol a aldehyd a všetky hlavné systémy tela sa podieľajú na metabolických procesoch týchto zlúčenín. Alkohol vstupujúci do tela je zo 75-95% oxidovaný v pečeni. Ostatné orgány majú výrazne nižšiu schopnosť metabolizovať etanol. Okrem toho sa malé množstvo vylučuje z tela močom a vydychovaným vzduchom.
Hlavné systémy metabolizujúce alkohol:
Alkoholdehydrogenáza (ADH, E.F.1.1.1.1) je enzým široko distribuovaný v živočíšnych tkanivách a rastlinách. ADH katalyzuje reverzibilnú konverziu alkoholov na zodpovedajúce aldehydy a ketóny s NAD ako kofaktorom:
Alkohol + NAD □ aldehyd + NADH + H+
Treba zdôrazniť, že pri fyziologickom pH prebieha redukcia aldehydov alebo ketónov desaťkrát rýchlejšie ako oxidácia alkoholov. Iba pri mnohonásobnom (100-1000-násobnom) zvýšení koncentrácie etanolu, ako sa to stáva pri preťažení tela alkoholom, funguje enzým v opačnom smere. Substráty pre ADH sú primárne a sekundárne alifatické alkoholy a aldehydy, retinol, iné polyénové alkoholy, dioly, pantotenylalkohol, steroidy, □-hydroxy mastné kyseliny, 5-hydroxyetyltiazol a iné. Okrem toho je potrebné poznamenať, že etanol a acetaldehyd nie sú najlepšími substrátmi pre ADH. Štúdia intracelulárnej distribúcie ADH v pečeni ukázala, že enzým je lokalizovaný v cytosóle hepatocytov, ale nie v Kupfferových bunkách. Veľký funkčný význam ADH potvrdzujú zmeny aktivity enzýmov v orgánoch a tkanivách za rôznych patologických stavov. Prirodzenou funkciou ADH, prítomného v obrovských množstvách v pečeni ľudí a zvierat, je, že enzým endogénny etanol skôr produkuje ako nespotrebováva, a tak aktívne reguluje jeho hladinu a zabezpečuje homeostázu endogénneho acetaldehydu.
Mikrozomálny etanolový oxidačný systém (MEOS). Oxidácia etanolu mikrozómami prebieha podľa nasledujúcej rovnice:
C2H5OH + NAPH + H+ + O 2 □ CH 3CHO + NADP+ + 2H O pH optimum tejto reakcie leží vo fyziologickej oblasti, Km pre etanol je 7-10 Mm, čo je oveľa viac ako pre ADH. MEOS sa od ADH a katalázy líši citlivosťou na inhibítory, ako aj množstvom ďalších vlastností. Je necitlivý na pôsobenie pyrazolu a azidu sodného. MEOS je aktivovaný propyltiouracilom a hormónmi štítnej žľazy. Predpokladá sa, že MEOS je identický s nešpecifickými oxidázami, ktoré detoxikujú liečivá v pečeni, a že práve cez MEOS prechádza ADH-nezávislá cesta oxidácie etanolu v tele cicavcov. MEOS zjavne funguje nezávisle od ADH a katalázy a jeho príspevok k oxidácii etanolu je normálne asi 10 %, ale výrazne sa zvyšuje s intoxikáciou alkoholom.
Kataláza (E.F.1.11.1.6) v prítomnosti peroxidu vodíka je schopná oxidovať etanol na acetaldehyd podľa rovnice:
C C OH + C O2 □ CH3CHO + 2H2O Enzým funguje v širokom spektre živočíšnych tkanív a má druhové aj individuálne výkyvy vo svojej aktivite. Zdrojmi peroxidu vodíka sú reakcie katalyzované glukózooxidázou, xantínoxidázou a NADPH oxidázou. Maximálna aktivita katalázy sa vyskytuje pri fyziologickom pH. Rýchlosť katalázovej reakcie závisí od koncentrácie etanolu a rýchlosti tvorby peroxidu vodíka. Telo má značné množstvo systémov, ktoré generujú peroxid vodíka a sú lokalizované v peroxizómoch, endoplazmatickom retikule, mitochondriách, cytosóle a vytvárajú koncentráciu peroxidu vodíka v rozmedzí 10-8 - 10-6M. Podobne ako MEOS, katalázová dráha oxidácie etanolu je klasifikovaná ako vedľajšia dráha, ktorá nadobúda určitý význam iba pri vysokých koncentráciách etanolu v tele alebo v podmienkach inhibície ADH.
Ukázala sa možnosť oxidácie etanolu premenou jeho molekuly na □-hydroxyetylový radikál, ku ktorému môže dôjsť pri prenose elektrónov syntázou oxidu dusnatého, ktorá je schopná vytvárať superoxidový radikál, ako aj peroxid vodíka. Výskumníci vyjadrujú názor, že syntáza oxidu dusnatého nie je menej významná pri oxidácii etanolu ako cytochróm P-450 za predpokladu, že ako hlavný substrát je prítomný L-arginín.
Jedným zo zdrojov endogénneho etanolu v tele zvierat je črevná mikroflóra. Pri pokusoch na angiostomovaných zvieratách sa súčasným odberom krvi z portálnej žily a periférneho venózneho riečiska ukázalo, že krv prúdiaca z čriev obsahuje viac etanolu ako krv prúdiaca z pečene.
Pri hodnotení bilančných vzťahov v metabolizme etanolu je preto potrebné brať do úvahy dva jeho zdroje a hlavnú, rozhodujúcu úlohu pečeňovej alkoholdehydrogenázy pri regulácii hladiny alkoholémie.
Oxidácia aldehydov v tele cicavcov prebieha prevažne nešpecifickou aldehyddehydrogenázou (AlDH, E.F.1.2.1.3). Reakcia katalyzovaná enzýmom je nevratná:
CH3CHO + NAD+ + H2O □ CH 3COOH + NADH + 2H+
Pečeňové aldehyddehydrogenázy sú reprezentované dvoma enzýmami: s nízkou (vysoká Km) a vysokou (nízka Km) afinitou k acetaldehydu, výhodne s použitím alifatických substrátov a NAD ako koenzýmu alebo aromatických aldehydov a NADP ako koenzýmu. AlDH existuje vo viacerých molekulárnych formách, ktoré sa líšia štruktúrou, katalytickými charakteristikami a subcelulárnou lokalizáciou. U cicavcov sú izoenzýmy AlDH klasifikované do piatich rôznych tried. Každá trieda má špecifickú bunkovú lokalizáciu, ktorá prevláda u rôznych druhov, čo naznačuje veľmi skorú divergenciu vo vývoji AlDH. Okrem dehydrogenázy má pečeňový AlDH esterázovú aktivitu. Aktivita AlDH sa nachádza v mitochondriách, mikrozómoch a cytosóle.
Ďalšie enzýmy, ktoré sa podieľajú na transformácii acetaldehydu, ako je aldehydreduktáza, aldehydoxidáza a xantínoxidáza, sú tiež známe, ale menej prebádané. Ale, ako je uvedené vyššie, redukciu acetaldehydu v tele vykonáva hlavne AlDH a doteraz sa za jediný známy prekurzor endogénneho etanolu považuje acetaldehyd.
V prípade živočíšnych tkanív je známe, že na produkcii acetaldehydu sa podieľajú tieto enzýmy:
Pyruvátdehydrogenáza (E.F.1.2.4.1) zvyčajne katalyzuje oxidačnú dekarboxyláciu pyruvátu na acetyl-CoA. V tomto prípade je dekarboxylačná zložka tohto multienzýmového komplexu schopná počas reakcie uvoľňovať voľný acetaldehyd. Ten sa buď oxiduje AlDG v mitochondriách na acetát, alebo sa ADH redukuje na etanol v cytoplazme.
O-fosforyletanolamínfosfolyáza (E.F.4.2.99.7)
Enzým, ktorý rozkladá fosfoetanolamín na acetaldehyd, amoniak a anorganický fosfát.
Treoninaldoláza (E.F.4.1.2.5) - katalyzuje reakciu štiepenia treonínu na glycín a acetaldehyd.
Aldoláza (E.F.4.1.2.7) živočíšnych tkanív má špecifickosť len vo väzbe dioxyacetónfosfátu a ako druhý substrát používa akékoľvek aldehydy. Pri reverznej reakcii zase týmto spôsobom vzniká acetaldehyd.
Nedávno sa ukázalo, že proti poklesu koncentrácie acetaldehydu v živočíšnych tkanivách za podmienok selektívnej inhibície aktivity pyruvátdehydrogenázy môže pôsobiť inverzná povaha zmien aktivity fosfoetanolamínlyázy a treonaldolázy.
Je tiež známe, že pri rozklade □-alanínu, produktu degradácie pyrimidínových dusíkatých zásad, vzniká najskôr malónaldehyd a potom acetaldehyd.
Na záver analýzy literárnych údajov treba poznamenať, že v ľudskom a zvieracom tele je endogénny etanol neustále prítomný v koncentráciách porovnateľných s hladinami iných prírodných intermediátov.
metabolické diéty. Hladina endogénneho etanolu v krvi a tkanivách je modulovaná rôznymi zlúčeninami (hormóny, vitamíny, antimetabolity, aminokyseliny a ich deriváty, lítiové soli, disulfiram, kyánamid) a zmenami pri rôznych funkčných stavoch organizmu (stres, hladovanie, starnutie ), ktorého mechanizmus účinku zjavne nie je rovnakého typu. Samotná rovnováha v endogénnom systéme etanol/acetaldehyd, ktorú zabezpečuje ADH a ďalšie enzýmy, ktoré produkujú a spotrebúvajú acetaldehyd, samozrejme riadi výmenu dvoch uhlíkov a syntézu zlúčenín podobných morfínu, reguluje aktivitu niektorých neurotransmiterov, peptidov a proteínov. . Na druhej strane, zmeny v aktivite systémov metabolizujúcich alkohol a aldehyd, ako za fyziologických podmienok, tak aj za podmienok zmenených alkoholovou záťažou, sú v podstate adaptívne a zabezpečujú vhodnú funkčnú a metabolickú homeostázu.
Recenzia je venovaná blaženej pamiatke učiteľa, akademika Jurija Michajloviča Ostrovského, ktorý významnou mierou prispel k pochopeniu mechanizmov regulácie metabolizmu endogénneho etanolu a acetaldehydu, ich biomedicínskeho významu a biochémie vývoja alkoholických nápojov. choroba.
Literatúra
1. Andrianová, L.E. Neutralizácia toxických látok v tele / L.E. Andria Nova, S.N. Siluyanov A // Biochemistry - 5th ed.; upravil E.S. Severina - M.: GEOTAR-Media, 2009. - S. 619-623.
2. Andronová, L.I. Vlastnosti autostimulácie a endogénneho etanolu u potkanov rôznych pohlaví / L.I. Andronova, R.V. Kudryavtsev, M.A. Konstantinopolsky, A.V. Stanishevskaya // Bulletin. exp. biol. a med - 1984. - T. 97, č. 6. - S. 688-690.
3. Burov, Yu.V. Neurochémia a farmakológia alkoholizmu / Yu.V. Burov, N.N. Vederniková - M.: Medicína, 1985. - 238 s.
4. Závodník, I.B. Štúdium interakcie acetaldehydu s proteínmi a biologicky aktívnymi zlúčeninami / I.B. Závodník, N.S. Semukha, I.I. Stepuro, V.Yu. Ostrovsky // Biochémia alkoholizmu; upravil Yu.M. Ostrovského. - Minsk: Veda a technika, 1980.- S. 68.
5. Lakoza, G.N. Úroveň endogénneho etanolu a poruchy systémov závislých od testosterónu pri experimentálnom alkoholizme samcov bielych potkanov / GN. Lakoza, N.V. Tyurina, R.V. Kudryavtsev, N.K. Barkov // I Moskva. vedecko-praktické konferencia psychiatrov a onkológov / Problematika patogenézy, klinických prejavov a liečby alkoholických ochorení. - M., 1984.- s. 66-68.
6. Lakoza, G.N. O význame centrálnej regulácie sexuálneho správania pri experimentálnom alkoholizme samcov bielych potkanov
/ GN. Lakoza, A.V. Kotov, A.F. Meshcheryakov, N.K. Barkov // Pharma-col. a toxikol. - 1985. - T. 4, č. 3. - S. 95-98.
7. Lelevich, V.V. Stav zásoby voľných aminokyselín v krvi a pečeni pri chronickej intoxikácii alkoholom / V.V. Lelevich, O.V. Artemova // Vestník Štátneho súdu Grodno Štátnej lekárskej univerzity. - 2010. - č. 2. - S. 16-19.
8. Ostrovskij, Yu.M. Metabolický koncept genézy alkoholizmu / Yu.M. Ostrovského // Etanol a metabolizmus; upravil Yu.M. Ostrovskij - Minsk: Veda a technika, 1982. - S. 6-41.
9. Ostrovskij, Yu.M. Hladina endogénneho etanolu a jeho vzťah k dobrovoľnej konzumácii alkoholu u potkanov / Yu.M. Ostrovský, M.N. Sadovník, A.A. Bankovský, V.P. Obidin // Správy Akadémie vied BSSR. - 1983. - T. 27, č. 3. - S. 272-275.
10. Ostrovskij, Yu.M. Cesty metabolizmu etanolu a ich úloha pri rozvoji alkoholizmu / Yu.M. Ostrovský, M.N. Záhradník // Výsledky vedy a techniky. Toxikológia. - M.: VINITI, 1984. - Vydanie. 13. - S. 93-150.
11. Ostrovskij, Yu.M. Biologická zložka v genéze alkoholizmu / Yu.M. Ostrovský, M.N. Sadovník, V.I. Satanovská; upravil Yu.M. Ostrovskij - Minsk: Veda a technika, 1986.
12. O Strovský, Yu.M. Metabolické predpoklady a dôsledky konzumácie alkoholu / Yu.M. Ostrovský, V.I. Satanovská, S.Yu. Ostrovský, M.I. Selevich, V.V. Lelevich; upravil Yu.M. Ostrovskij - Minsk: Veda a technika, 1988. - 263 s.
13. Pyzhik, T.N. Cesty syntézy acetaldehydu za podmienok selektívnej inhibície pyruvátdehydrogenázy oxytiamínom
/ T.N. Pyzhik // Vestník Štátnej lekárskej univerzity v Grodne. - 2010. - Číslo 3. - S. 87-88.
14. Solodunov, A.A. Štúdium účinku alkoholov na väzbu ligandov sérovým albumínom / A.A. Solodunov, T.P. Gaiko, A.N. Artsukevich // Biochémia alkoholizmu; upravil Yu.M. Ostrovského. - Minsk: Veda a technika, 1980. - S. 132.
15. Blomstand, R. Pozorovanie tvorby etanolu v črevnom trakte u človeka / R. Blomstand // Life Sci. - 1971. - Sv. 10. - S. 575-582.
16. Chin, J.H. Zvýšený obsah cholesterolu v erytrocytoch a mozgových membránach u etanol-tolerantných myší / J.H. Chin, L.M. Parsons, D.B. Goldstein // Biochim. Biophys. Acta. - 1978. - Sv. 513. - P 358-363.
17. Collins, M.A. Tetraizochinolíny in vivo. Tvorba salsolinolu v mozgu potkana, produktu dopamínu a acetaldehydu za určitých podmienok počas intoxikácie etanolom / M.A. Collins, M.G. Bigdell /
/Life Sci. - 1975. - Sv. 16. - P 585-602.
18. Higgins, J.J. Biochémia a farmakológia etanolu / J.J. Higgins // New York-Londýn, 1979. - P 531-539.
19. Kopczynsk a, T. T vplyv závislosti od alkoholu na parametre oxidačného stresu / T. Kopczynsk a, L. Torlinski, M. Ziolkowski // Postepy Hig. Med. Dosw. - 2001. - Zv. 55, č. 1. - P 95-111.
20. Lu k a szewicz, A. Porovnanie koncentrácie endogénneho etanolového krvného séra u alkoholikov a u nealkoholikov v rôznych štádiách abstinencie / A. Lukaszewicz, T. Markowski, D. Pawlak // Psychiatr. Pol. - 1997. - Zv. 31, - P 183-187.
21. Nikolaenko, V.N. Udržiavanie homeostázy endogénneho etanolu ako metóda liečby alkoholizmu / V.N. Nikolaenko // Býk. Exp. Biol. Med. - 2001. - Zv. 131,
č. 3. - str. 231-233.
2 2 . O strovsk y, Yu.M. Endogénny etanol - jeho metabolický, behaviorálny a biomedicínsky význam / Yu.M. Ostrovský // Alkohol.
1986. - Vol. 3. - S. 239-247.
23. Porasuphatana, S. Inducibilná syntetáza oxidu dusnatého katalyzuje oxidáciu etanolu na alfa-hydroxyetylradikál a acetaldehyd /
ACETALDEHYDE, acetaldehyd, ethanal, CH 3 ·CHO, sa nachádza v surovom vínnom alkohole (vzniká pri oxidácii etylalkoholu), ako aj v prvých ramenných popruhoch získaných pri rektifikácii drevného liehu. Predtým sa acetaldehyd získaval oxidáciou etylalkoholu dichrómanom, ale teraz prešli na kontaktnú metódu: zmes pár etylalkoholu a vzduchu prechádza cez zahrievané kovy (katalyzátory). Acetaldehyd, získaný destiláciou drevného liehu, obsahuje asi 4-5% rôznych nečistôt. Spôsob výroby acetaldehydu rozkladom kyseliny mliečnej zahrievaním má určitý technický význam. Všetky tieto spôsoby výroby acetaldehydu postupne strácajú svoj význam v dôsledku vývoja nových, katalytických metód výroby acetaldehydu z acetylénu. V krajinách s rozvinutým chemickým priemyslom (Nemecko) získali prevládajúci význam a umožnili použiť acetaldehyd ako východiskový materiál na výrobu ďalších organických zlúčenín: kyseliny octovej, aldolu a pod.Základom katalytickej metódy je reakcia objavil Kucherov: acetylén v prítomnosti solí oxidu ortutnatého pripojí jednu časticu vody a zmení sa na acetaldehyd - CH: CH + H 2 O = CH 3 · CHO. Na získanie acetaldehydu podľa nemeckého patentu (chemická továreň Griesheim-Electron vo Frankfurte nad Mohanom) sa acetylén za silného miešania zavádza do roztoku oxidu ortuťnatého v silnej (45 %) kyseline sírovej, zahriatej na maximálne 50 °C; Výsledný acetaldehyd a paraldehyd sa periodicky odsávajú alebo oddestilujú vo vákuu. Najlepší je však spôsob nárokovaný francúzskym patentom 455370, podľa ktorého funguje závod Electrical Industry Consortium v Norimbergu.
Tam acetylén prechádza do horúceho slabého roztoku (nie viac ako 6%) kyseliny sírovej obsahujúcej oxid ortuťový; Acetaldehyd vznikajúci počas procesu sa kontinuálne destiluje a koncentruje v určitých nádržiach. Podľa Grisheim-Electronovej metódy sa časť ortuti vytvorenej v dôsledku čiastočnej redukcie oxidu stráca, pretože je v emulgovanom stave a nedá sa regenerovať. Metóda konzorcia je v tomto ohľade veľkou výhodou, pretože tu sa ortuť ľahko oddelí z roztoku a potom sa elektrochemicky premení na oxid. Výťažok je takmer kvantitatívny a získaný acetaldehyd je veľmi čistý. Acetaldehyd je prchavá, bezfarebná kvapalina, bod varu 21°, merná hmotnosť 0,7951. Mieša sa s vodou v akomkoľvek pomere a po pridaní chloridu vápenatého sa uvoľňuje z vodných roztokov. Z chemických vlastností acetaldehydu majú technický význam:
1) Pridanie kvapky koncentrovanej kyseliny sírovej spôsobí polymerizáciu za vzniku paraldehydu:
Reakcia prebieha s veľkým uvoľňovaním tepla. Paraldehyd je kvapalina, ktorá vrie pri 124° a nevykazuje typické aldehydové reakcie. Pri zahrievaní s kyselinami dochádza k depolymerizácii a acetaldehyd sa získava späť. Okrem paraldehydu existuje aj kryštalický polymér acetaldehydu – takzvaný metaldehyd, ktorý je pravdepodobne stereoizomérom paraldehydu.
2) V prítomnosti určitých katalyzátorov (kyselina chlorovodíková, chlorid zinočnatý a najmä slabé alkálie) sa acetaldehyd premieňa na aldol. Pri vystavení silným žieravým zásadám dochádza k tvorbe aldehydovej živice.
3) Pôsobením alkoholátu hlinitého sa acetaldehyd premieňa na etylacetát (Tishčenkova reakcia): 2CH 3 CHO = CH 3 COO C 2 H 5 . Tento proces sa používa na výrobu etylacetátu z acetylénu.
4) Obzvlášť dôležité sú adičné reakcie: a) acetaldehyd pridáva atóm kyslíka, čím sa mení na kyselinu octovú: 2CH 3 ·CHO + O 2 = 2CH 3 ·COOH; oxidácia sa urýchli, ak sa k acetaldehydu vopred pridá určité množstvo kyseliny octovej (Griesheim-Electron); Najväčší význam majú metódy katalytickej oxidácie; katalyzátormi sú: oxid železitý-oxid železnatý, oxid vanádičný, oxid uránu a najmä zlúčeniny mangánu; b) pridaním dvoch atómov vodíka sa acetaldehyd zmení na etylalkohol: CH 3 · CHO + H 2 = CH 3 · CH 2 OH; reakcia sa uskutočňuje v parnom stave v prítomnosti katalyzátora (niklu); za určitých podmienok syntetický etylalkohol úspešne konkuruje alkoholu vyrobenému fermentáciou; c) kyselina kyanovodíková pridáva k acetaldehydu, pričom vzniká nitril kyseliny mliečnej: CH 3 · CHO + HCN = CH 3 · CH(OH)CN, z ktorého sa zmydelnením získava kyselina mliečna.
Tieto rôznorodé premeny robia z acetaldehydu jeden z dôležitých produktov chemického priemyslu. Jeho lacná výroba z acetylénu umožnila v poslednom období realizovať množstvo nových syntetických výrob, z ktorých je spôsob výroby kyseliny octovej silným konkurentom starého spôsobu výroby suchou destiláciou dreva. Okrem toho sa acetaldehyd používa ako redukčné činidlo pri výrobe zrkadiel a používa sa na prípravu chinaldínu, látky používanej na výrobu farieb: chinolínová žltá a červená atď.; okrem toho sa z neho pripravuje paraldehyd, ktorý sa používa v medicíne ako liek na spanie.
Na základe charakteru účinku na centrálny nervový systém možno etylalkohol (etanol; C 2 H 5 OH) klasifikovať ako anestetikum. Pôsobí na centrálny nervový systém
podobne ako dietyléter: spôsobuje analgéziu, výrazné štádium excitácie a vo veľkých dávkach - anestéziu a atonálne štádium. Na rozdiel od dietyléteru však etylalkohol nemá prakticky žiadny narkotický potenciál: v dávkach, ktoré spôsobujú anestéziu, etylalkohol tlmí dýchacie centrum. Preto nie je etylalkohol vhodný na chirurgickú anestéziu.
Etylalkohol inhibuje produkciu antidiuretického hormónu, a preto môže zvýšiť diurézu.
Znižuje sekréciu oxytocínu a má priamy inhibičný účinok na kontrakcie myometria; preto môže oddialiť nástup pôrodu (tokolytický účinok).
Znižuje sekréciu testosterónu; pri systematickom používaní môže spôsobiť atrofiu semenníkov, zníženú spermatogenézu, feminizáciu a gynekomastiu.
Rozširuje cievy (vplyv na centrálny nervový systém a priamy vazodilatačný účinok).
Pri perorálnom podaní sa etylalkohol rýchlo vstrebáva (20 % v žalúdku, 80 % v črevách). Približne 90 % etylalkoholu sa metabolizuje v pečeni pod vplyvom alkoholdehydrogenázy; asi 2 % sú vystavené mikrozomálnym pečeňovým enzýmom. Výsledný acetaldehyd sa oxiduje aldehyddehydrogenázou; 5-10% etylalkoholu sa vylučuje v nezmenenej forme pľúcami, obličkami a sekrétmi potných, slzných a slinných žliaz.
V lekárskej praxi sa môže použiť štádium I narkotického účinku etylalkoholu - štádium analgézie. Etylalkohol sa používa najmä na prevenciu šoku bolesti pri poraneniach a ranách (možné je intravenózne podanie 5 % etylalkoholu).
Pri lokálnej aplikácii má etylalkohol dráždivý účinok. V koncentrácii 40% (20% pre deti) sa etylalkohol používa na obklady pri zápalových ochoreniach vnútorných orgánov, svalov a kĺbov. Alkoholové obklady sa aplikujú na zdravé oblasti kože, ktoré majú konjugovanú inerváciu s postihnutými orgánmi a tkanivami. Podobne ako iné dráždivé látky (napríklad horčičné náplasti), takéto obklady znižujú bolesť a zlepšujú trofizmus postihnutých orgánov a tkanív.
Pri koncentrácii 95% má etylalkohol adstringentné pôsobenie,čo je spôsobené jeho schopnosťou denaturovať proteíny.
Používa sa na pľúcny edém protipenivý účinok pary etylalkoholu. Pacient dýcha vzduch, ktorý prechádza cez etylalkohol. Para etylalkoholu znižuje povrchové napätie exsudátu a zabraňuje jeho peneniu.
Etylalkohol sa obzvlášť často používa v praktickej medicíne ako antiseptické (antimikrobiálne) činidlo. Antimikrobiálne pôsobenie etylalkohol je vďaka svojej schopnosti spôsobovať denaturáciu (koaguláciu) proteínov mikroorganizmov a zvyšuje sa so zvyšujúcou sa koncentráciou. Najväčšiu antimikrobiálnu účinnosť má teda 95% etylalkohol. V tejto koncentrácii sa liek používa na liečbu chirurgických nástrojov, katétrov atď. Na čistenie rúk chirurga a operačného poľa sa často používa 70% etylalkohol. Pri vyšších koncentráciách etylalkohol intenzívne koaguluje bielkovinové látky a nepreniká dobre do hlbokých vrstiev pokožky.
Používa sa etylalkohol pri otrave metylalkoholom. Metylalkohol (metanol), podobne ako etylalkohol, podlieha pôsobeniu alkoholdehydrogenázy. Vzniká formaldehyd (toxickejší ako acetaldehyd), ktorý sa mení na ďalší toxický produkt – kyselinu mravčiu. Akumulácia kyseliny mravčej (nevyužitá v cykle trikarboxylových kyselín) vedie k rozvoju acidózy. Pri vnútornom užívaní metylalkoholu je opojný účinok menej výrazný ako pri užívaní etylalkoholu. Toxický účinok sa vyvíja postupne počas 8-10 hodín.Charakteristické je ireverzibilné poškodenie zraku. V závažných prípadoch sa vyvinú kŕče, kóma a útlm dýchania.
Alkoholdehydrogenáza vykazuje výrazne väčšiu afinitu k etylalkoholu v porovnaní s metylalkoholom. V prípade otravy metylalkoholom sa perorálne predpisuje 200-400 ml 20% etylalkoholu alebo sa intravenózne podáva 5% etylalkohol v 5% roztoku glukózy. Metabolizmus metylalkoholu sa spomaľuje, čo zabraňuje rozvoju toxických účinkov.
Pri každodennom používaní etylalkoholu ako súčasti alkoholických nápojov sa rýchlo rozvíja štádium vzrušenia (intoxikácie), ktoré je charakterizované znížením kritického postoja k vlastným činom, poruchami myslenia a pamäti.
Etylalkohol má výrazný vplyv na termoreguláciu. V dôsledku rozšírenia krvných ciev kože pri intoxikácii sa zvyšuje prenos tepla (subjektívne je to vnímané ako pocit tepla) a klesá telesná teplota. Intoxikovaní ľudia zamrznú pri nízkych teplotách rýchlejšie ako triezvi.
So zvýšením dávky etylalkoholu je štádium excitácie nahradené javmi depresie centrálneho nervového systému, zhoršenou koordináciou pohybov, zmätenosťou a potom stratou vedomia. Prejavujú sa príznaky útlmu dýchacieho a vazomotorického centra, oslabenie dýchania a pokles krvného tlaku. Ťažká otrava etylalkoholom môže viesť k smrti v dôsledku paralýzy životne dôležitých centier.
Akútna otrava etylalkoholom (alkohol) sa vyznačuje príznakmi hlbokej depresie funkcií centrálneho nervového systému. Pri ťažkej otrave alkoholom dochádza k úplnej strate vedomia a rôznym druhom citlivosti, svalovej relaxácii a potlačeniu reflexov. Objavujú sa príznaky útlmu vitálnych funkcií – dýchania a činnosti srdca, znížený krvný tlak.
Prvá pomoc pri akútnej otrave alkoholom spočíva predovšetkým v výplachu žalúdka cez hadičku, aby sa zabránilo vstrebávaniu alkoholu. Na urýchlenie inaktivácie alkoholu sa intravenózne podáva 20% roztok glukózy a na úpravu metabolickej acidózy 4% roztok hydrogénuhličitanu sodného. V prípadoch hlbokej kómy sa na urýchlenie odstraňovania etylalkoholu z tela používa hemodialýza, metóda nútenej diurézy.
Chronická otrava alkoholom (alkoholizmus) sa vyvíja pri systematickej konzumácii alkoholických nápojov. Prejavuje sa rôznymi poruchami činnosti CNS, funkcie obehových, dýchacích a tráviacich orgánov. Pri alkoholizme teda dochádza k poklesu pamäti, inteligencie, duševnej a fyzickej výkonnosti a k nestabilite nálady. Alkoholizmus často spôsobuje vážne duševné poruchy (alkoholické psychózy). Pitie alkoholu v tehotenstve môže viesť k rozvoju „fetálneho alkoholového syndrómu“, ktorý je charakterizovaný vonkajšími prejavmi (nízke čelo, doširoka posadené oči, zmenšený obvod lebky), neskôr u takýchto detí dochádza k oneskorenému psychickému a fyzickému vývinu a antisociálnemu správaniu.
Pri náhlom vysadení systematického príjmu alkoholu sa asi po 8 hodinách rozvinú abstinenčné príznaky – triaška, nevoľnosť, potenie, neskôr sa môžu objaviť klonické kŕče a halucinácie. V závažných prípadoch sa rozvinie stav nazývaný delírium tremens („delírium tremens“): zmätenosť, nepokoj, agresivita, ťažké halucinácie. Na zmiernenie abstinenčných príznakov sa odporúča užívať benzodiazepíny (diazepam), na zníženie príznakov aktivácie sympatiku - propranolol.
Alkoholizmus spravidla vedie k morálnej a fyzickej degradácii jednotlivca. To je uľahčené poškodením centrálneho nervového systému a ochoreniami vnútorných orgánov počas chronickej otravy alkoholom. Rozvíja sa dystrofia myokardu, chronické poškodenie žalúdka (gastritída) a čriev (kolitída), ochorenia pečene a obličiek. Alkoholizmus je často sprevádzaný poklesom výživy, vyčerpaním a zníženou odolnosťou voči infekčným chorobám. Pri alkoholizme u mužov a žien sú funkcie reprodukčného systému výrazne narušené. Bola preukázaná súvislosť medzi alkoholizmom rodičov a niektorými vrodenými chybami duševného a fyzického vývoja potomstva (vrodená demencia, retardácia rastu a pod.).
Pacienti s alkoholizmom sa liečia na špecializovaných protidrogových oddeleniach liečebných ústavov. Väčšina moderných metód liečby alkoholizmu je zameraná na vyvolanie averzie k alkoholu u pacienta. Liečebné metódy sú založené na rozvoji negatívnych podmienených reflexov na alkohol. Napríklad kombinujú príjem malého množstva alkoholu s podávaním apomorfínu (dávka). V dôsledku toho samotný pohľad alebo vôňa alkoholu spôsobuje u pacientov nevoľnosť a zvracanie.
Podobný princíp sa používa pri liečbe alkoholizmu, pomocou disulfiram(teturam, antabus). Etylalkohol sa vplyvom alkoholdehydrogenázy mení na acetaldehyd, ktorý je výrazne toxickejší ako etylalkohol. Typicky sa acetaldehyd rýchlo oxiduje acetaldehyddehydrogenázou. Disulfiram inhibuje acetaldehyddehydrogenázu a oneskoruje oxidáciu etylalkoholu v štádiu acetaldehydu.
V špecializovanej nemocnici sú pacientom s alkoholizmom systematicky predpísané tablety disulfiram. V určitých dňoch liečby pacienti dostávajú malé množstvá alkoholu (40-50 ml vodky). Výsledný acetaldehyd spôsobuje „antabusovú reakciu“ – sčervenanie tváre, pulzujúca bolesť hlavy, arteriálna hypotenzia, závraty, búšenie srdca, ťažkosti s dýchaním, tras svalov, úzkosť, potenie, smäd, nevoľnosť, vracanie. Takto sa u pacientov postupne vytvára negatívny podmienený reflex (averzia) voči alkoholickým nápojom.
Treba mať na pamäti, že počas liečby disulfiramom môže byť intoxikácia pri pití alkoholu veľmi závažná a môže byť sprevádzaná vaskulárnym kolapsom, útlmom dýchania, stratou vedomia a kŕčmi. Preto sa liečba disulfiramom môže vykonávať len pod prísnym lekárskym dohľadom.
Predĺžená lieková forma disulfiramu vo forme implantačných tabliet je dostupná pod názvom Esperal.
Tablety sú šité do podkožného tkaniva; ich postupná resorpcia zabezpečuje dlhodobú cirkuláciu disulfiramu v krvi. Pacienti sú prísne upozornení na neprípustnosť a nebezpečenstvo pitia alkoholu počas trvania drogy.
Akamprosát je agonista receptora GABA; znižuje túžbu po etylalkohole. Predpísané dlhodobo po liečbe alkoholizmu.
