Введение
Один из четырех стабильных изомеров бутандиола.
Бутан-1,4-диол, также называемый бутан-1,4-диолом (другие названия включают 1,4 B, BD, BDO и 1,4 BD), является первичным спиртом и органическим соединением с формулой HOCH2CH2CH2CH2OH. Это бесцветная вязкая жидкость, впервые синтезированная в 1890 году путем кислотного гидролиза N,N'-динитро-1,4-бутандиамина голландским химиком Питером Йоханнесом Деккерсом, который назвал его "тетраметиленгликолем".
Синтез
В промышленном химическом синтезе ацетилен реагирует с двумя эквивалентами формальдегида с образованием бутин-1,4-диола. Гидрирование бутин-1,4-диола дает бутан-1,4-диол. Его также получают в промышленных масштабах из малеинового ангидрида в процессе Дэви, который сначала превращают в метилмалеат, а затем гидрируют. Другие способы получения – из бутадиена, аллилацетата и янтарной кислоты. Коммерциализирован биологический путь получения бутандиола с использованием генетически модифицированного организма. Биосинтез протекает через 4-гидроксибутират.
Промышленное использование
Бутан-1,4-диол используется в промышленности в качестве растворителя и в производстве некоторых видов пластмасс, эластичных волокон и полиуретанов. В органической химии 1,4-бутандиол используется для синтеза γ-бутиролактона (GBL). В присутствии фосфорной кислоты и при высокой температуре он обезвоживается до важного растворителя – тетрагидрофурана. При температуре около 200 °C в присутствии растворимых рутениевых катализаторов диол подвергается дегидрированию с образованием бутиролактона. Он используется для синтеза 1,4-бутандиолдиглицидилового эфира, который затем применяется в качестве реактивного разбавителя для эпоксидных смол. 1,4-Бутандиол используется в производстве полибутилентерефталата (ПБТ). Мировое производство бутан-1,4-диола оценивалось примерно в один миллион метрических тонн в год, а рыночная цена составляла около 2000 (1600 евро) за тонну (2005). В 2013 году мировое производство, по заявлению производителей, составило миллиарды фунтов (что соответствует примерно одному миллиону метрических тонн). Почти половина его объема обезвоживается до тетрагидрофурана для производства волокон, таких как спандекс. Крупнейшим производителем является BASF.
Использование в качестве наркотиков для развлечения
Бутан-1,4-диол также используется в качестве рекреационного наркотика, известного некоторым пользователям как "Один-запятая-четыре", "Жидкая фантазия", "Одна-четыре-пчела" или "Одна-четыре-BDO". Некоторые федеральные суды в США заявили, что 1,4-бутандиол оказывает эффект, аналогичный его метаболиту гамма-гидроксибутирату (GHB), однако другие федеральные суды вынесли решение о том, что это не соответствует действительности.
Фармакокинетика
Бутан-1,4-диол быстро превращается в гамма-гидроксибутировую кислоту ферментами алкогольдегидрогеназой и альдегиддегидрогеназой, и различия в уровнях этих ферментов могут объяснять различия в эффектах и побочных эффектах у разных людей. В то время как совместное применение этанола и ГХБ уже сопряжено с серьезными рисками, совместное применение этанола с 1,4-бутандиолом будет взаимодействовать в значительной степени и несет множество других потенциальных опасностей. Это связано с тем, что те же ферменты, которые отвечают за метаболизм алкоголя, также метаболизируют 1,4-бутандиол, что создает высокую вероятность опасного лекарственного взаимодействия. Пациенты отделений неотложной помощи, передозировавшие как этанолом, так и 1,4-бутандиолом, часто первоначально проявляют симптомы алкогольного опьянения, и по мере метаболизма этанола 1,4-бутандиол получает возможность лучше конкурировать за фермент, и возникает второй период опьянения, когда 1,4-бутандиол превращается в ГХБ. Это опровергает гипотезу о том, что бутан-1,4-диол обладает изначально присущими алкоголю фармакологическими эффектами. Как и гамма-гидроксибутировая кислота, бутан-1,4-диол безопасен только в небольших дозах. Неблагоприятные эффекты при более высоких дозах включают тошноту, рвоту, головокружение, седацию, вертиго и потенциально смерть при употреблении в больших количествах. Анксиолитический эффект ослабевает, а побочные эффекты усиливаются при совместном применении с алкоголем.
Законность
Хотя бутан-1,4-диол в настоящее время не включен в федеральный список контролируемых веществ в Соединенных Штатах, ряд штатов классифицировали 1,4-бутандиол как контролируемое вещество. Отдельные лица были привлечены к ответственности за хранение 1,4-бутандиола в соответствии с Федеральным законом об аналогах, поскольку он считается по существу схожим с GHB. Федеральный суд в Нью-Йорке в 2002 году постановил, что 1,4-бутандиол не может считаться аналогом GHB по федеральному законодательству, но это решение впоследствии было отменено Вторым апелляционным округом. Присяжные в Федеральном окружном суде в Чикаго установили, что 1,4-бутандиол не является аналогом GHB по федеральному законодательству, что не оспаривалось при апелляции дела в Седьмой апелляционный округ, однако этот вывод не повлиял на исход дела. В Соединенном Королевстве 1,4-бутандиол был включен в список в декабре 2009 года (вместе с другим прекурсором GHB, гамма-бутиролактоном) как контролируемое вещество класса C. В Германии препарат не является явно незаконным, но может также рассматриваться как незаконный при использовании в качестве наркотика. В Канаде он контролируется как прекурсор списка VI.
Загрязнение игрушки Bindeez в 2007 году
В ноябре 2007 года дистрибьютор отозвал игрушку под названием "Bindeez" ("Aqua Dots" в Северной Америке) из-за обнаружения в ней бутана 1,4-диола. Игрушка состоит из маленьких бусин, которые склеиваются между собой при помощи воды. Бутан 1,4-диол был обнаружен методом GC-MS. По-видимому, производственный завод попытался снизить затраты, заменив менее токсичный пентан-1,5-диол на бутан-1,4-диол. По данным ChemNet China, цена бутана 1,4-диола составляла от примерно 1350 до 2800 долларов США за метрическую тонну, в то время как цена пентан-1,5-диола – около 9700 долларов США за метрическую тонну.
2021 отравление в Техническом университете Дармштадта
В августе 2021 года несколько человек серьезно заболели после употребления напитков в здании L2.01 кампуса Lichtwiese Дармштадтского технического университета, Германия. У семи проявились тяжелые симптомы, двоих госпитализировали во Франкфурте-на-Майне, а 30-летний человек некоторое время находился в критическом состоянии. Бутан-1,4-диол был обнаружен в упаковках молока, а также в водяных фильтрах. На месте происшествия детективы также обнаружили бромофенолы и дициклогексиламин.