Кіріспе

Бутандиол 1,4 – бутандиолдың төрт тұрақты изомерінің бірі, сондай-ақ Бутан 1,4-диол деп аталады (басқа атаулары 1,4 B, BD, BDO және 1,4 BD). Бұл HOCH2CH2CH2CH2OH формуласы бар бастапқы спирт және органикалық қосылыс. Ол түссіз, тұтқыр сұйықтық, алғаш рет 1890 жылы голланд химигі Питер Йоханнес Деккерс N,N'-динитро-1,4-бутандиаминнің қышқылдық гидролизі арқылы синтездеген, және оны "тетраметилен гликоль" деп атаған.

Синтез

Өнеркәсіптік химиялық синтезде ацетилен формальдегидтің екі эквивалентімен реакцияласып, бутин-1,4-диолды түзетін болады. Бутин-1,4-диолды сутектендіру арқылы бутан-1,4-диол алынады. Бұл зат Дави процесінде малейлік ангидридтен де өнеркәсіптік көлемде өндіріледі, онда ол алдымен метилмалеат эфиріне айналдырылып, содан кейін сутектендіріледі. Басқа да жолдар бар, олар бутадиен, аллил ацетаты және сукцин қышқылынан басталады. Генетикалық өзгертілген организмді қолданатын биологиялық әдіс коммерциялық деңгейде қолданылады. Биосинтез 4-гидроксибутират арқылы жүзеге асырылады.

Өнеркәсіптік пайдалану

Бутан 1,4 диол өнеркәсіпте еріткіш ретінде және кейбір түрлері пластик, серпімді талшықтар мен полиуретандарды өндіруде қолданылады. Органикалық химияда 1,4 бутандиол γ-бутиролактон (GBL) синтезі үшін пайдаланылады. Фосфор қышқылы және жоғары температураның қатысуымен ол маңызды еріткіш – тетрагидрофуранға дейін сусызданады. Шамамен 200 °C температурада, ерігіш рутений катализаторларының қатысуымен диол сусыздануға ұшырап, бутиролактон түзеді. Ол 1,4 бутандиол диглицидил эфирін синтездеу үшін қолданылады, ол кейін эпоксидті шайырлар үшін реактивті сұйытқыш ретінде қолданылады. 1,4 Бутандиол полибутилентерефталат (PBT) пластигін өндіруде қолданылады. Бутан 1,4 диолдың әлемдік өндірісі жылына шамамен бір миллион метрикалық тоннаға жетеді және нарықтық бағасы тоннасына шамамен 2000 (€1600) құрайды (2005 жылғы деректер). 2013 жылы әлемдік өндіріс миллиардтаған фунтқа (шамамен бір миллион метрикалық тоннаға тең) жетеді деп хабарланды. Оның шамамен жартысы тетрагидрофуранға сусызданып, Спандекс сияқты талшықтар жасауға қолданылады. Ең ірі өндіруші – BASF.

Есірткі ретінде пайдалану

Бутан 1,4 диол сонымен қатар кейбір қолданушылар "Бір комма төрт", "Сұйық фантазия", "Бір төрт ара" немесе "Бір төрт B D O" деп аталатын ойын-сауық есірткісі ретінде де қолданылады. АҚШ-тың кейбір федералдық соттары 1,4 бутандиолдың метаболиті гамма-гидроксибутират (GHB) сияқты әсер ететінін айтты, бірақ басқа бірнеше федералдық соттар олай емес деп шешім қабылдады.

Фармакокинетика

Бутан 1,4-диол алкоголь дегидрогеназасы және альдегид дегидрогеназасы ферменттері арқылы гамма-гидроксимаслян қышқылына жылдам түрленеді, ал осы ферменттердің деңгейінің өзгешелігі қолданушылар арасындағы әсерлер мен қосымша әсерлердің айырмашылығын түсіндіруі мүмкін. Этанол мен GHB-ны бірге қабылдау қауіпті болса, этанолды 1,4-бутандиолмен бірге қабылдау айтарлықтай өзара әрекеттеседі және көптеген қосымша қауіптер тудырады. Себебі алкогольді метаболизмге жауапты ферменттер 1,4-бутандиолды да метаболизмдейді, сондықтан қауіпті дәрілік өзара әрекеттесудің ықтималдығы жоғары. Жедел жәрдем бөліміне түскен, этанол мен 1,4-бутандиолды бірге шамадан тыс қабылдаған пациенттерде бастапқыда алкогольдік уыттану белгілері байқалады, ал этанол метаболизмделгеннен кейін 1,4-бутандиол фермент үшін жақсырақ бәсекелесе алады және 1,4-бутандиол гамма-гидроксимаслян қышқылына түрленгенде уыттанудың екінші кезеңі басталады. Бұл бутан 1,4-диолдың алкоголь сияқты фармакологиялық әсерлері бар деген гипотезаға қайшы келеді. Гамма-гидроксимаслян қышқылы сияқты, бутан 1,4-диол да тек шағын мөлшерде ғана қауіпсіз. Жоғары дозаларда іш ауруы, құсу, бас қызылу, седация, есілдік және үлкен мөлшерде қабылдаған жағдайда өлімге әкелуі мүмкін қосымша әсерлер пайда болады. Алкогольмен бірге қолданғанда тыныштандыру әсері төмендеп, қосымша әсерлер күшейеді.

Заңдық

Бутан 1,4 диол АҚШ-та федералдық деңгейде тізімге алынбаған, бірақ бірқатар штаттар 1,4 бутандиолды бақыланатын зат ретінде жіктеді. Жеке адамдар 1,4 бутандиолды иеленгені үшін сотқа тартылды, және ол Федералдық аналогтар заңы бойынша ГХБ-ға ұқсас зат ретінде қарастырылды. 2002 жылы Нью-Йорктегі федералды сот 1,4 бутандиолды федералды заң бойынша ГХБ аналогы деп санауға болмайтыны туралы шешім шығарды, бірақ бұл шешім кейін Екінші апелляциялық округтік сот тарапынан жойылды. Чикагодағы федералды округ сотының қазылар алқасы 1,4 бутандиолды федералды заң бойынша ГХБ-ның аналогы емес деп тапты, бұл шешім Жетінші апелляциялық сотқа шағымдану кезінде дау тудырмады, алайда бұл қорытынды істің нәтижесіне әсер етпеді. Ұлыбританияда 1,4 бутандиол 2009 жылдың желтоқсанында (басқа бір ГХБ прекурсоры – гамма-бутиролактонмен бірге) C класты бақыланатын зат ретінде тізімге алынды. Германияда бұл препарат тікелей заңсыз емес, бірақ егер оны есірткі ретінде қолданса, заңсыз деп танылуы мүмкін. Канадада ол VI тізімдегі прекурсор ретінде бақыланады.

2007 жылы Bindeez ойыншығының ластануы

2007 жылдың қараша айында "Bindeez" ("Солтүстік Америкада "Aqua Dots" деп аталады) ойыншығы таратушы тарапынан бутан 1,4 диолдың құрамында болуына байланысты қайтарылып алынды. Ойыншық су себілген кезде бір-біріне жабысатын шағын дөңгелектерден тұрады. Бутан 1,4 диол газ-масса спектрометриясы (GC MS) арқылы анықталды. Өндіріс орны шығындарды төмендету мақсатында аз зиянды 1,5 пентандиолды бутан 1,4 диолмен алмастыруға тырысқан болуы мүмкін. ChemNet China бойынша бутан 1,4 диолының бағасы 1 тоннасына шамамен 1350-2800 АҚШ доллары алдында, ал 1,5 пентандиолдың бағасы 1 тоннасына шамамен 9700 АҚШ доллары шамасында көрсетілген.

2021 жылы Дармштадт техникалық университетінде улану

2021 жылдың тамызында Германияның Дармштадт техникалық университетінің Лихтвизе кампусындағы L2.01 ғимаратында сусын ішкеннен кейін бірнеше адам ауыр сырқаттанды. Жеті адамда ауыр белгілер байқалды, екеуі Франкфурт-на-Майндағы ауруханаға жатқызылды, ал 30 жастағы адам қысқа мерзімге өте ауыр жағдайда болды. Сүт қаптамаларында және су сүзгілерінде бутан-1,4-диол табылды. Оқиға орнында тергеушілер бромфенолдар мен дициклогексиламин де тапты.