Нитроглицерин был впервые получен Асканио Собреро в 1847 году в Турине. Автор назвал новое вещество «пироглицерин». Перед открытием нитроглицерина ученый получил ряд взрывчатых эфиров азотной кислоты из сахара (сахарозы), молочного сахара (лактозы), декстринов, маннита и других веществ.
Собреро установил, что если смесь двух объемов концентрированной серной кислоты и одного объема концентрированной азотной кислоты вылить в глицерин, начнется бурная реакция. Однако в данном случае это реакция окисления: азотная кислота просто разрушает глицерин.
Если смесь азотной и серной кислоты хорошо охлаждать и добавлять к ней небольшими порциями глицерин при перемешивании (чтобы избежать повышения температуры), происходит совсем другой процесс. Глицерин и азотная кислота вступают в реакцию этерификации. После окончания реакции ученый выливал смесь в воду, в результате кислоты растворились, а нитроглицерин собирался на дне в виде тяжелой желтой жидкости (похожей на оливковое масло).
Вскоре выяснилось, что нитроглицерин не обладает запахом и обладает жгучим вкусом, однако пробовать нитроглицерин очень не рекомендуется: в результате сильного физиологического действия он вызывает продолжительную головную боль.
Нитроглицерин (разные формы лекарства)
Дальнейшая история нитроглицерина неразрывно связана с именем ученого и инженера Альфреда Нобеля. Отец Нобеля занимался конструированием мин, по его стопам пошел и сын. Однако, военная техника того времени сильно сдерживалась весьма ограниченным набором взрывчатых веществ. Новые взрывчатые вещества требовались не только военным, но и промышленности. В частности, упомянутые недостатки дымного пороха сильно сдерживали развитие горного дела.
Несмотря на семейную трагедию, Альфред Нобель не отступил и смог вновь наладить производство нитроглицерина. Как уже отмечалось, данное вещество имело большие преимущества перед черным порохом и представляло большой интерес для горного дела, однако проблема опасности нитроглицерина оставалась нерешенной.
Первоначально А. Нобель разводил нитроглицерин метиловым спиртом, что резко уменьшало опасность взрыва при транспортировке. В пункте назначения к смеси нитроглицерина и метанола добавляли воду, в результате метанол растворялся, а нитроглицерин оседал на дно. Процедура была неудобной, возникала опасность пожара.
Альфред Нобель в лаборатории (художник Эмиль Остерман)
Альфред Нобель (почтовая марка)
A. Динамит. B. Защитная оболочка. C. Подрывной капсюль. D. Кабель, связанный с подрывным капсюлем. E. Крепежная лента
Кизельгур (диатомит или инфузорная земля)
Кизельгур под микроскопом. Видно останки диатомовых водорослей
Живые диатомовые водоросли (диатомеи) под микроскопом
Смешав коллодий и нитроглицерин, и дождавшись испарения растворителей, Нобель получил твердую эластичную массу. Позднее он приготовил эту массу, растворяя 7-8 частей коллоксилина в 92-93 частях нитроглицерина. Сначала образовывалась вязкая жидкость, которая при осторожном нагреве до 60-70°С на протяжении 15-20 минут превращалась в твердую эластичную массу коричневого цвета. Эта масса получила название «гремучий студень». В гремучем студне в качестве наполнителя использовали нитроцеллюлозу, что дало ряд преимуществ: такое взрывчатое вещество разлагалось без остатка и совсем не боялось воды. Положительный кислородный баланс нитроглицерина компенсировался отрицательным кислородным балансом частично нитрованной целлюлозы.
Для уменьшения стоимости к гремучему студню стали добавлять древесную муку и селитру. Подобные динамиты слабее гремучего студня, но имеют ряд преимуществ перед динамитами на основе кизельгура. Приведем пример состава такого динамита: 62.5% нитроглицерина, 2.5% нитрованного хлопка, 8% древесной муки и 27% натриевой селитры.
Позднее Нобель ввел в состав динамитов аммиачную селитру, в результате был получен новый класс взрывчатых веществ, родственный современному аммониту (смесь аммиачной селитры с тротилом) и аммоналу (аммонит с добавкой порошкообразного алюминия.)
Увеличив содержание нитроцеллюлозы в гремучем студне, Нобель получил баллистит, который оказался хорошим метательным взрывчатым веществом. Запатентованный им состав пороха имел следующий вид: 40% нитроглицерина, 60% коллоксилина и пироксилина (соответственно частично и полностью нитрованная целлюлоза).
Заявка на патент, выданный Альфреду Нобелю (1864 г)
Но применение нитроглицерина не ограничивается взрывным и военным делом. Как уже отмечалось, нитроглицерин служит сердечным лекарством. Благодаря сильному сосудорасширяющему действию он эффективен при сердечных приступах. Разумеется, в медицине используют нитроглицерин не в чистом виде, а в форме таблеток, основную массу которых составляет наполнитель или в виде очень разбавленного раствора в спирте.
Несмотря на разбавление, далеко не все люди хорошо переносят такое лекарство. Например, когда я выпил одну таблетку, поплатился за это сильной головной болью. Но при сердечных приступах переживать про головную боль не приходится: такой приступ может стоить человеку жизни. С близким родственником произошел характерный случай. Имея больное сердце, он носил бутылочку с нитроглицерином и в случае проблем принимал таблетки. Когда он забыл (или потерял) бутылочку, с ним случился приступ, он поспешил домой за таблетками нитроглицерина, но не успел.
Нитроглицерин (таблетки)
Нитроглицерин (таблетки)
Нитроглицерин (раствор)
Более того, нитроглицерин был далеко не единственным источником дохода Альфреда Нобеля (львиную долю прибыли приносили нефтяные промыслы Баку), поэтому он мог бы и не заниматься столь опасным делом, постоянно рискуя жизнью.
Возможно, потомки запомнили бы Нобеля только как нефтяного и динамитного короля, но в его жизнь опять вмешался случай. В 1888 году одна французская газета ошибочно напечатала некролог о смерти Альфреда Нобеля. Инцидент не получил серьезной огласки, но информация дошла до самого Нобеля. Это заставило его задуматься о том, что он оставит потомкам после смерти. 27 ноября 1895 года Нобель подписал завещание, согласно которому большая часть его состояния должна была пойти на учреждение премии, которая будет ежегодно присуждаться за выдающиеся достижения в области науки, культуры и дела укрепления мира.
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 O2NOCH2CH(ONO2)CH2ONO2. Впервые синтезирован итальянским химиком Асканьо Собреро в 1847 году, первоначально был назван «пироглицерин» (итал. pyroglycerina ).
Согласно номенклатуре IUPAC именуется 1,2,3-тринитроксипропан.
Содержание
Получение
В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для этерификации предварительно при постоянном перемешивании и охлаждении смешивают кислоты, изготавливая таким образом нитрующую смесь, и добавляют по каплям глицерин при постоянном охлаждении колбы льдом и контроле температуры.
Описание реакции: 2H2SO4 + HNO3 ↔ H2SO4 · H2O + NO2 HSO4 Реакция равновесна с сильным смещением равновесия влево.
Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время, при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя.
Физико-химические свойства
Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде [1] (0.13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C, по другим данным [источник не указан 1317 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
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 [3] :
Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.
В романе Чака Паланика «Бойцовский клуб» (1996) и одноимённом фильме (1999) главный герой получает нитроглицерин путём плавления мыла и добавления глицерина в азотную кислоту.
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.
Таблетки белого или белого с желтоватым оттенком цвета, с плоской поверхностью. Возможна шероховатая поверхность таблетки;
Состав
1 таблетка содержит 0,5 мг нитроглицерина (в виде нитроглицерина разбавленного);
Фармакотерапевтическая группа
Периферические вазодилататоры, применяемые при лечении заболеваний сердца, органические нитраты. Код АТС C01D А02.
Происходит перераспределение кровообращения в миокарде в пользу очага ишемии, усиливается ионотропная функция миокарда. Снижается конечно-диастолическое давление в левом желудочке и размеры сердца, что улучшает кровоснабжение наиболее уязвимого к ишемии субэндокардиального участка миокарда. Ослабление периферического венозного и артериального сопротивления и давления наполнения сердца кровью способствует уменьшению затрат энергии левым желудочком и потребности миокарда в кислороде. Давление в легочных капиллярах снижается, что обуславливает назначение нитроглицерина при инфаркте миокарда с отеком легких, а также при сердечной недостаточности. При ишемической гипокинезии отдельных участков миокарда восстанавливается его сократимость. Менингеальные сосуды расширяются, сосуды внутренних органов суживаются, снижается давление в системе легочной артерии вследствие вазодилатации и системного эффекта нитроглицерина. Нитроглицерин расслабляет гладкие мышцы бронхов, желчевыводящих путей, пищеварительного тракта и мочевыводящих путей. При экспериментальном исследовании не было выявлено тератогенного или токсического действия на эмбрион.
При сублингвальном применении эффект развивается через 1-5 минут, длится от 8-15 до 30 минут.
Показания к применению
Купирование и кратковременная профилактика приступов стенокардии.
Периферические вазодилататоры, применяемые при лечении заболеваний сердца. Органические нитраты.
Показания к применению
Купирование и кратковременная профилактика приступов стенокардии.
Способ применения и дозы
Дозу и схему лечения устанавливает лечащий врач индивидуально в зависимости от чувствительности больного к препаратам нитроглицерина, показаний, конкретной клинической ситуации. С осторожностью следует применять препарат при выраженных нарушениях функции печени и/или почек.
Толерантность к сублингвальным формам нитроглицерина развивается редко, тем не менее, при ее возникновении у некоторых больных дозу препарата приходится постепенно увеличивать, доводя ее до 2-3 таблеток.
Побочное действие
Со стороны ЦНС: нечеткость зрения, головная боль (особенно в начале курса лечения, при длительной терапии уменьшается), головокружение и чувство слабости, двигательное беспокойство, обморок, сонливость, церебральная ишемия.
Со сторонысердечно-сосудистойсистемы: артериальная гипотензия, покраснение кожи лица, тахикардия, брадикардия, сосудистый коллапс. Иногда при внезапном снижении артериального давления может наблюдаться усиление симптомов стенокардии (парадоксальные «нитратные реакции»).
Противопоказания
Повышенная чувствительность к активному веществу, другим нитратам, или к любому из вспомогательных веществ; артериальная гипотензия (систолическое давление менее 90 мм рт. ст.); сосудистый коллапс; закрытоугольная форма глаукомы; шок; острый инфаркт миокарда с низким давлением заполнения левого желудочка; токсический отек легких; геморрагический инсульт; состояния, сопровождающиеся снижением давления заполнения левого желудочка (изолированный митральный стеноз, констриктивный перикардит); гипертрофическая кардиомиопатия; одновременный прием с ингибиторами фосфодиэстеразы (например, силденафил, варденафил, тадалафил); анемия, повышение внутричерепного давления (в том числе после перенесенной черепно-мозговой травмы), брадикардия, тампонада сердца, аортальный стеноз».
Беременность, период кормления грудью, детский возраст.
Лечение: при коллапсе следует принять больному горизонтальное положение с приподнятыми вверх ногами. При метгемоглобинемии показано внутривенное введение метиленового синего (в среднем 0,1-0,15 мл 1 % раствора на 1 кг массы тела). В тяжелых случаях назначают плазмозаменители, симпатомиметики, кислород.
Меры предосторожности и особенности применения
Перед применением препарата впервые следует проконсультироваться с врачом!
На фоне приема препарата возможно значительное снижение артериального давления, появление головокружения при резком переходе в вертикальное положение из положения «лежа» или «сидя», при употреблении алкоголя, выполнении физических упражнений и жаркой погоде.
К нитроглицерину при частом применении может развиваться привыкание, требующее повышения дозировки.
Выраженность головной боли на фоне приема препарата может быть уменьшена снижением его дозы и/или одновременным приемом валидола.
В период лечения не допускается употребление алкоголя.
С осторожностью применять при цереброваскулярной патологии, тяжелых заболеваниях печени или почек, гипотиреозе, гипоксемии, недавно перенесенном инфаркте миокарда, первичной легочной гипертензии, мигрени, склонности к развитию ортостатической гипотензии, недостаточности питания, дефиците метгемоглобинредуктазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.
Для предупреждения гипотензии рекомендуется принимать нитроглицерин в положении лежа или сидя. Прием нитроглицерина в положении стоя может не только способствовать обморочному состоянию, но и ослаблению антиангинального действия, развитию синдрома «обкрадывания» (усиление ишемии миокарда), особенно у пациентов с распространенным атеросклерозом коронарных сосудов.
Если симптомы стенокардии не прошли после приема трех доз препарата, пациенту следует немедленно обратиться к врачу.
С целью предотвращения развития толерантности рекомендуется ежедневно выдерживать интервал между приемом нитратов (8-12 часов). В случае развития толерантности следует временно прекратить прием препарата (на несколько дней) и заменить его антиангинальными средствами других фармакотерапевтических групп.
Следует строго соблюдать условия хранения препарата. При нарушении целостности упаковки или условий хранения эффективность препарата может снижаться.
Из-за содержания лактозы, препарат противопоказан пациентам с редкой врожденной непереносимостью галактозы, дефицитом лактазы Лаппа или глюкозо-галактозной мальабсорбцией.
Особенности применения у пациентов пожилого возраста
При использовании нитратов у пожилых людей увеличивается риск развития таких побочных реакций как гипотония и обмороки. Данной категории пациентов препарат рекомендуется принимать с осторожностью, по возможности, в положении сидя или лежа».
Применение у детей
Препарат противопоказан детям в связи с отсутствием данных об эффективности и безопасности.
Применение в период беременности и грудного вскармливания
Безопасность применения в период беременности и лактации не доказана. Во время беременности и грудного вскармливания прием препарата возможен только в случае, если ожидаемая польза для матери превышает возможный риск для плода или ребенка.
Влияние лекарственного средства на способностьуправлять автомобилем и механизмами
При управлении транспортным средством или при управлении механизмами, которые требуют повышенного внимания, следует помнить, что прием препарата может привести к снижению скорости реакции.
Взаимодействие с другими лекарственными средствами
Гипотензивное действие препарата может быть чрезмерным в случае неконтролируемого одновременного приема гипотензивных средств, трициклических антидепрессантов, алкоголя, диуретиков, бета-адреноблокаторов, ингибиторов моноаминоксидазы (МАО). С осторожностью следует принимать нитроглицерин с прокаинамидом, так как возможно усиление гипотензивного эффекта и развитие коллапса.
Совместное применение нитроглицерина с ингибиторами фосфодиэстеразы типа 5, которые используются для лечения нарушений эрекции или легочной гипертензии, строго противопоказано из-за риска развития тяжелой гипотензии. Применение нитроглицерина возможно не ранее чем через 24 часа после приема препаратов, содержащих силденафил и варденафил, не ранее чем через 48 часов после приема препаратов, содержащих тадалафил.
N-ацетилцистеин может усиливать сосудорасширяющее действие нитроглицерина.
Вероятность развития толерантности возрастает при использовании в сочетании с препаратами нитратов пролонгированного действия.
Препараты, которые вызывают сухость во рту (например, антихолинергические, антимускариновые), могут уменьшить эффективность нитратов, применяемых сублингвально в результате снижения всасывания.
Антикоагулянтный эффект гепарина может снижаться при одновременном применении с нитратами. Ранний и частый мониторинг эффективности антикоагулянтной терапии рекомендуется при сочетанной терапии нитратами и гепарином.
Усиление гипотензивного эффекта апоморфина может происходить в результате сопутствующего применения нитроглицерина.
Алкалоиды спорыньи, препятствуя коронарной вазодилатации, вызываемой нитратами, могут усиливать стенокардию. Нитроглицерин может уменьшить эффект первого прохождения и метаболизм дигидроэрготамина.
Условия хранения
В защищенном от влаги и света месте при температуре не выше 25 °C.
