История создания нитроглицерина и его интересные свойства. Нитроглицерин. История открытия Физические и химические свойства

История создания одного из самых популярных лекарств связана с Санкт-Петербургом. Вернее, с именем знаменитого ученого Альфреда Нобеля. А учителем его был русский ученый профессор Зинин. В Париже Нобель познакомился с итальянским ученым, впервые получившим нитроглицерин – Асканио Собреро и начал практические эксперименты с веществом. Однако Нобеля интересовали, прежде всего, взрывчатые свойства вещества, и результатом его работы стал вовсе не полезный медикамент, а опасный динамит… Не многие знают, что за это открытие ученый дорого заплатил – при одном из взрывов погиб его младший брат Эмиль. Однако кое-что из разработок Нобеля пошло на пользу медицине и фармакологии: в 1863 году он изобрел специальный инжектор-смеситель, позволяющий обезопасить промышленное производство нитроглицерина.

Еще при открытии нитроглицерина и сам Собреро, и другие энтузиасты пытались испробовать на себе его действие. Но при приеме вещества у испытателей возникала сильная головная боль, поэтому разработки вещества в фармакологическом направлении затянулись надолго. Только через 33 года англичанин Мюррел, работник Вестминстерского и Королевского госпиталей сумел подобрать нужную концентрацию препарата и подходящий растворитель. В конце XIX века список заболеваний, в лечении которых применялся нитроглицерин, был очень широк: сюда входили как традиционная стенокардия, так и астма, мигрень, даже эпилепсия.

Нитроглицерин до сих пор остается самым популярным средством для купирования приступов стенокардии. Но его заслуги в развитии фармакологии этим не ограничиваются. На примере нитроглицерина впервые был описан так называемый "синдром отмены", заключающийся в том, что при частом применении препарата он включается в естественный обменный процесс организма, а прекращение приема приводит к физиологическим проблемам, подчас очень опасным. Наиболее сильно синдром отмены наблюдается у заядлых курильщиков, алкоголиков, наркоманов. В случае с нитроглицерином синдром отмены ярко проявился у рабочих заводов по изготовлению динамита. Ежедневно вдыхая пары нитроглицерина, рабочие привыкали к нему, а в нерабочее время явно чувствовали его нехватку: кружилась и болела голова, болело сердце. Многие становились настоящими нитроглицериновыми наркоманами: уходя с работы, они прихватывали с собой пузырек вещества, чтобы по выходным "для профилактики" втирать его в виски.

Почти всегда синдром отмены идет рука об руку с другой опасностью – развитием толерантности к препарату. Суть проблемы в том, что при длительном применении больному приходится сильно повышать дозу – иначе терапевтического эффекта уже не достичь. В борьбе с возникшими проблемами ученые пошли путем изобретения новых форм препарата. Сегодня их множество: сублингвальные капсулы, таблетки, растворы и пластыри. Однако самой популярной лекарственной формой, настоящей "скорой помощью" остаются именно привычные капсулы. Их начали применять еще в 1925 году и до сих пор в экстренных случаях предпочитают именно эту форму. Таблетки же используют все больше для профилактики приступов.

Последнее значительное событие, связанное с нитроглицерином, произошло в 1998 году. Трое ученых – Фурготт, Игнарро и Мурад – получили Нобелевскую премию за подробное описание физиологического действия нитроглицерина. Ведь до тех пор механизм действия препарата был непонятен: прописывая его, врачи полагались лишь на эмпирические сведения. Оказалось, что, попадая в гладкомышечную клетку сосудов, нитроглицерин превращается в оксид азота, который, в свою очередь, активирует фермент, способный расслаблять гладкомышечную клетку и расширять сосуд. В результате уменьшается потребность миокарда в кислороде и увеличивается насыщение кислородом сердечной мышцы.

Ученые положили немало сил на разработку других форм нитратов, которые отличались бы от нитроглицерина особенностями фармакокинетики. Однако пока нитроглицерин остается основным средством. До сих пор не удается справиться с побочными эффектами, возникающими при его приеме: у многих пациентов препарат вызывает сильную головную боль, головокружение. Некоторые пациенты считают это показателями того, что лекарство им не подходит. Врачи опровергают это мнение: изменение самочувствия после приема нитроглицерина, наоборот, говорит о том, что лекарство действует эффективно. Медики напоминают также, что, приняв лекарство, следует ненадолго прилечь: горизонтальное положение повысит эффективность препарата, а побочные эффекты минимализирует.

Бывает так, что ученый сам не может оценить все аспекты своего открытия. Химик Асканио Собреро, получивший нитроглицерин, и промышленник Альфред Нобель, разработавший способ его производства, так и не поняли, что это вещество может не только взрывать скалы, но и лечить стенокардию. Парадокс заключается в том, что оба они страдали от этой болезни.

В 1847 году талантливый итальянский химик Асканио Собреро смог синтезировать вещество, которое он назвал "пироглицерин". Оно представляло собой тринитрат многоатомного спирта глицерина и поэтому позже его стали называть нитроглицерином. Сам Собреро считал, что оно может пригодиться в военном деле — ученый сам когда-то служил в армии, воевал в артиллерии и даже после окончания боевых действий продолжал работать в Артиллерийской академии. Поэтому основные его исследования были направлены на удовлетворение нужд и запросов быстро растущей военной промышленности.

Собреро сразу же оценил "взрывной" характер вещества, которое он открыл — во время одного из опытов он даже получил ожоги рук и лица. Однако в своей статье он упомянул и еще один интересный эффект нитроглицерина. Ученый писал, что "что если капнуть "пироглицерин" на язык, то сразу голова начинает сильно болеть". Так, сам того не желая, Собреро описал одно из фармакологических свойств нитроглицерина, а именно — его способность сокращать гладкую мускулатуру кровеносных сосудов.

Удивительно, но если бы гениальный химик обратил больше внимания на данное свойство, то обнаруженный им препарат мог бы помочь ему самому — ведь Собреро страдал стенокардией, и у него часто бывали спазмы коронарных сосудов. Сейчас врачи прописали бы ему препараты на основе того самого нитроглицерина, который весьма эффективно их снимает. Однако ученому и в голову не пришло, что его "взрывное детище" можно использовать в мирных целях. Он так и умер в 1888 году от сердечной недостаточности, не имея представление о том, что мог бы помочь себе с помощью нитроглицерина.

Тем не менее, среди европейских медиков нашелся один, которого в статье Собреро, посвященной нитроглицерину, заинтересовало именно то, что он вызывает головную боль. Константин Геринг, прочитав о нитроглицерине, начал испытывать этот препарат на добровольцах и после предложил использовать его для лечения… головной боли. Вас может удивить такой подход, однако Геринг был приверженцем гомеопатии и считал, что клин нужно вышибать клином — раз это вещество вызывает головную боль, то оно может и исцелить ее.

Тем не менее, врачи долго не верили этому странному саксонцу, который к тому же носил "говорящую фамилию" (одно из значений слова "hering" — чудак), чьи идеи всегда находились на грани абсурда и гениальности (так, он, например, предлагал лечить отравления с помощью змеиного яда). Однако, как это ни странно, на помощь врачу-оригиналу пришел другой человек, который также не верил в то, что нитроглицерин является лекарством, зато был убежден, что его ожидает большое будущее в горной промышленности. Звали его Альфред Нобель.

Будущий учредитель самой престижной в мире премии познакомился с Собреро еще в 1850 году, когда тот был на семинаре в Париже. Открытие гениального итальянца заинтересовало Нобеля и он, запатентовав в 1863 году способ производства нитроглицерина, приступил к строительству своей "динамитной империи". Кстати, вопреки бытующему заблуждению, продукция заводов Нобеля шла главным образом не на военные нужды, а на задачи созидания: без его динамита в XIX веке не были бы проложены знаменитые тоннели и каналы, железнодорожные линии через Альпы и Кордильеры, не стало бы судоходным русло Дуная у Железных ворот и т. д.

Альфред Нобель

Однако интересно другое — Нобель, сам того не подозревая, поставил на своих заводах крупномасштабный фармакологический эксперимент. Дело в том, что в цехах с нитроглицерином работали сотни людей, и они постоянно подвергаясь действию его паров — ведь респираторов тогда еще не было. Не удивительно, что сразу же к окрестным врачам стали поступать жалобы на головную боль и плохое самочувствие, похожее на сильное отравление. Именно тут медики и вспомнили про исследования Геринга, после чего стали проводить свои собственные изыскания в том же ключе.

В результате выяснилась одна интересная вещь — рабочие рассказывали, что голова болит не только у новичков, впервые пришедших в цех — у них головная боль через неделю-другую исчезала (то есть наступало привыкание). Эту же боль испытывали и ветераны производства, причем даже в выходные дни — кроме того, были даже случаи внезапной смерти от спазма коронарных сосудов. Впрочем, причину "воскресных" болей выяснили быстро — оказывается, в день отдыха многие для того, чтобы сделать себе модную прическу, втирали нитроглицерин в кожу головы или надевали на голову пропитанную им повязку.

Этими данными заинтересовался врач Томас Лодер Брентон — особенно тем, что говорили о спазмах коронарных сосудов. Он понял, что нитроглицерин может как-то на них влиять. И вот, сделав несколько экспериментов в своей клинике, Брентон понял, что нитроглицерин в небольших дозах может снимать боли, возникающие при стенокардии. Правда, побочный эффект в виде "больной головы" при этом оставался. Поэтому врачи не рисковали использовать новое лекарство до тех пор, пока в 1887 году доктор Уильям Меррелл не рассчитал точную дозу нитроглицерина, при которой побочные эффекты были минимальны.

Увы, внедрение нового лекарства шло чрезвычайно медленно, поэтому умерший через год после рассчета Меррелла Собреро не успел им воспользоваться (кстати, до конца своих дней он не верил в то, что открытые им вещество может лечить). И этот скепсис великий химик передал своему другу и партнеру Альфреду Нобелю. Тот, пребывая в уверенности, что, кроме как для взрывов, нитроглицерин ни на что не годится, не воспользовался им даже тогда, когда у него самого началась стенокардия. Врачи несколько раз назначали этот препарат упрямому "динамитному королю", однако он со словами: "Разве не ирония судьбы, что врачи прописали мне нитроглицерин для приема внутрь!", отказывался от такого лечения.

CHONO 2 (CH 2 ONO 2) 2 Физические свойства Молярная масса 227.0865 г/моль Плотность 1.595 г/см³ Термические свойства Температура плавления 13 °C Классификация SMILES C(C(CO(=O)O

(=O))O(=O)

Нитроглицерин (глицеринтринитрат , тринитроглицерин , тринитрин , НГЦ ) - сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Исторически сложившееся название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является несколько некорректным, поскольку нитроглицерин является нитроэфиром, а не «классическим» нитросоединением. Широко известен благодаря своим взрывчатым (и в некоторой степени лекарственным) свойствам. Химическая формула O 2 NOCH 2 CH(ONO 2)CH 2 ONO 2 . Впервые синтезирован итальянским химиком Асканьо Собреро в 1847 году , первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina ).

Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг - 4 см ( - 2 см, тротил - 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки около 200 °C. Теплота взрыва 6,535 МДж /кг. Температура взрыва 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка - для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации 7650 м/с. 8000-8200 м/c - в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100-2000 м/с. Плотность 1,595 г/см³, в твёрдом виде - 1,735 г/см³. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более к трению, поэтому очень опасен. Объем продуктов взрыва 715 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке - 390 мл, в воде - 590 мл (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе 550 см³. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ , динамитов и главным образом бездымных порохов (пластификатор - нитроцеллюлоза). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Применение

Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.

Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.

И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.

Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.

В фармакологии

Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами - средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов , желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта . Основное применение имеет при стенокардии , главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холицистопатиях.

Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1 % спиртовом растворе.

Во взрывотехнике

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 г. русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 г. Альфред Нобель в 1863 г. изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 г. - динамит , получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

В литературе и кино

Герои приключенческого романа «Таинственный остров » (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом :

Действительно, это был нитроглицерин - ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом - например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.

Основная часть сюжета фильма «Плата за страх » (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.

Возьмите одну часть 98%-ной дымящей азотной кислоты, и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты. Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.

В фильме «Вертикальный предел » (2000) есть эпизод с самопроизвольной детонацией жидкого нитроглицерина от прямого воздействия солнечных лучей.

В сериале Побег сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.

В фильме «Легенда Зорро » (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.

В многосерийном фильме «Террористка Иванова » Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.

В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита » один из главных персонажей - ирландский террорист (исполняемый Кобурном) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.

Примечания

См. также

Ссылки

Шаблон:АТХ код C01


Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Нитроглицерин" в других словарях:

    Нитроглицерин … Орфографический словарь-справочник

    Действующее вещество ›› Нитроглицерин (Nitroglycerin) Латинское название Nitroglycerin АТХ: ›› C01DA02 Нитроглицерин Фармакологическая группа: Нитраты и нитратоподобные средства Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› I20 Стенокардия [грудная… … Словарь медицинских препаратов

    Маслянистая жидкость, получаемая посредством обработки глицерина серною и азотною кислотами и действующая, как сильное взрывчатое вещество. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней.… … Словарь иностранных слов русского языка

Нитроглицерин (глицеринтринитрат, тринитроглицерин, тринитрин, НГЦ) - сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Исторически сложившееся название «нитроглицерин» с точки зрения современной номенклатуры является несколько некорректным, поскольку нитроглицерин является нитроэфиром, а не «классическим» нитросоединением. Широко известен благодаря своим взрывчатым (и в некоторой степени лекарственным) свойствам. Химическая формула CHONO2(CH2ONO2)2. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканьо Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina).

Согласно номенклатуре IUPAC именуется 1,2,3-тринитроксипропан.

Получение

В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот (1:1 по мольному соотношению). Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для этого предварительно по каплям при постоянном перемешивании смешивают кислоты, изготавливая таким образом нитрующую смесь, и добавляют к глицерину.

Описание реакции: −HSO4+−NO3↔−2HS[O]O4+NO·2

В концентрированном состоянии серная кислота диссоциирует только на один протон на молекулу. Атом серы VI является сильным акцептором электронных пар и «отнимает» у нитратного иона атом кислорода с электронной парой. Образуется свободный радикал ·NO2. Реакция равновесна с сильным смещением равновесия влево.

Затем эту смесь кислот и глицерина выдерживают 8 часов при температуре 40 °C на водяной бане(чем дольше идёт нитрование - тем выше выход нитроглицерина). Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин тяжелее глицерина и опускается на дно - это нижний слегка желтоватый слой.

Описание реакции: CH2OH-CHOH-CH2OH+3NO·2+3−2HS[O]O4+3+H→CHONO2(CH2ONO2)2+3−HSO4+3H2O

Нитроглицерин отделяют от непрореагировавшего глицерина и кислоты и промывают содовым раствором до полной нейтрализации кислот. При добавлении спирта чувствительность резко падает. В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. В связи с возможной опасностью взрыва, НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества.

Физикохимические свойства

Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде (0.13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C, по другим данным[источник не указан 849 дней] 1,8 % при 20 °C и 2,5 % при 50 °C). При нагревании с водой до 80 °C гидролизуется. Быстро разлагается щёлочами.

Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг - 4 см (гремучая ртуть - 2 см, тротил - 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки около 200 °C. Теплота взрыва 6,535 МДж/кг. Температура взрыва 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка - для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации 7650 м/с. 8000-8200 м/c - в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100-2000 м/с. Плотность 1,595 г/см³, в твёрдом виде - 1,735 г/см³. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более к трению, поэтому очень опасен. Объем продуктов взрыва 715 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке - 390 мл, в воде - 590 мл (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе 550 см³. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ, динамитов и главным образом бездымных порохов (пластификатор - нитроцеллюлоза). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.

Применение во взрывотехнике

Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 г. русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 г. Альфред Нобель в 1863 г. изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 г. - динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).

Понравилось? Лайкни нас на Facebook