Нитроглицерин*
— Глицерин C3H5 (НО) 3, при действии азотной кислоты или смеси азотной и серной кислот, может образовать азотно-кислые эфиры: С 3H5 (HО) 2(NO3), С 3H5 (HО)(NO 3)2 и С 3H5 (NО 3)3.
Из них в настоящее время известны только два — одноазотный и трехазотный. Первый, получаемый при смешении глицерина с умеренно разведенной азотной кислотой (1ч. HNO 3 на 3 ч. Н 2 O) представляет жидкость, легко растворимую в воде и спирте, почти не растворимую в эфире и не взрывающуюся от удара. Трехазотный эфир получается при действии на глицерин смеси наиболее крепких кислот азотной и серной и отличается от предыдущего по своему отношению к растворителям, и в особенности по чрезвычайно сильной взрывчатости при быстром нагревании и ударе. Этот последний эфир и есть то могущественное взрывчатое вещество, которое впервые было приготовлено Собреро в лаборатории Пелуза в 1847 г. и с тех пор во взрывчатой технике называется Н. В числе первых лиц, давших толчок к применению его в практике, следует назвать профессора Зинина (1854 г.) и поручика артиллерии (впоследствии ген.-лейтенанта) В. Ф. Петрушевского, но главная заслуга в этом отношении бесспорно принадлежит шведскому инж. Альфреду Нобелю, который изобрел способ (превращением в динамиты) делать его достаточно безопасным при перевозке и обращении. В настоящее время производство Н. представляет одну из видных отраслей обрабатывающей промышленности.
1) Для приготовления нитроглицерина применяется общая реакция получения азотно-кислых эфиров алкогольных веществ, т. е. действие на глицерин (1 часть) крепкой азотной кислотой (3 части) в присутствии концентрированной серной кислоты (6 частей):
С 3H5 (HО) 3 + 3HNO3 = С 3H5 (NО 3)3 + 3H2O.
Приcутствие серной кислоты необходимо при этом, с одной стороны, для поглощения выделяющейся при реакции воды, которая, в противном случае, разжижая азотную кислоту, тем самым препятствовала бы полноте нитрации (стали бы получаться неполные азотные эфиры глицерина), с другой — для выделения образующегося Н. из раствора в азотной кислоте, так как он, будучи хорошо растворим в этой кислоте, не растворяется в смеси ее с серной. Эта реакция образования Н. сопровождается значительным самонагреванием, потому что, как самая этерификация глицерина азотной кислотой, так и соединение образующейся воды с серной кислотой отделяют тепло. Если бы вследствие самонагревания температура смеси повысилась до 50°, то действие кислот легко направилось бы в другую сторону: началось бы окисление глицерина и Н., сопровождающееся бурным выделением окислов азота (красно-бурых паров) и еще большим самонагреванием, которое могло бы окончательно привести к взрыву образовавшегося нитроглицерина. Поэтому реакцию должно вести при постоянном охлаждении смеси кислот и глицерин прибавлять к последней понемногу, размешивая каждую прилитую порцию. Образующийся непосредственно при соприкосновении с кислотами Н., обладая меньшим уд. весом (1,6) сравнительно с кислотной смесью (не менее 1,7), всплывает на поверхность, откуда и может быть собран по окончании реакции. Но самонагреванию при приготовлении Н. можно противодействовать и другим способом, именно — заставляя часть тепла выделиться ранее самого образования Н. и в особенности — замедляя реакцию этого образования предварительным изменением химического состояния реагирующих веществ. Бутми и Фоше достигли этого, приготовляя предварительно две отдельные смеси — серно-глицериновую и серно-азотную. Последняя составляется из равных частей Н 2 SО 4 н HNO 3, а первая из одной части С 3H5 (НО) 3 с тройным количеством H 2SO4, при чем образуется серно-глицериновый эфир C 3H5(HO)2HSO4 со значительным отделением тепла. Если обе смеси, после охлаждения, смешать между собой в такой пропорции, чтобы отношение количеств C 3H5 (НО) 3, Н 2 SО 4 и HNO 3 было приблизительно такое же, как в предыдущем способе, то: а) превращение серно-глицеринового эфира в Н. идет постепенно и медленно, так что оканчивается только через 12 и даже 24 часа, б) количество отделяемого тепла в течение всего этого процесса значительно понижается, так как та часть теплоты, которая происходит вследствие соединения воды с серной кислотой, уже выделилась ранее при образовании серно-глицериновой смеси, и с другой стороны, сам глицерин, превратившись в серно-глицериновый эфир, потерял тогда же часть своей энергии в виде тепла. Вследствие обеих приведенных причин приготовление Н. по этому способу и не может сопровождаться значительным разогреванием, так как пониженное количество теплоты при замедленном течении реакции успевает передаваться окружающей среде. Причина, почему система трех тел С 3H5 (НО) 3, H2SO4 и HNO 3, независимо от начального состояния, превращается так, что глицерин предпочтительно соединяется с азотной кислотой, а серная кислота — с выделяющейся водой, по толковании Бертело, заключается в том, что именно такая окончательная система тел отвечает наибольшему отделению тепла, т. е. принимаемому этим ученым принципу максимума работы, как общему правилу хода химических реакций. В действительности же вопрос сложнее, ибо и в реакции образования Н., как и в громадном большинстве других реакций, наблюдается обычное действие общего закона химических масс. В самом деле, опыты показывают, что из данного количества глицерина, при обыкновенных условиях приготовления, никогда не получается теоретического выхода трехазотного его эфира, а именно: из 100 ч. С 3H5 (НО) 3 не более 234, а обыкновенно около 210 ч. вместо 247. Это объясняется тем, что, по мере прибавления данного количества глицерина, в кислотной смеси остается все меньше и меньше HNO 3, между тем как масса H 2SO4 остается одной и той же, пока не наступает, наконец, такое отношение между количествами той и другой кислоты, при котором, в присутствии выделенной ранее воды, глицерин превращается в неполные азотные эфиры или даже совсем перестает нитроваться, образуя только серно-кислый эфир.
Заводское приготовление Н. может производиться по обоим указанным способам. Но способ Бутми и Фоше, примененный вскоре после его появления на нескольких заводах (франц. — в Вонже; бельг. — в Намюре, англ. — в Памберее), ныне совсем оставлен, как менее выгодный (выход продукта только 190 ч. из 100 ч. глицерина) и притом (судя по несчаст. случаям на этих заводах) не более безопасный сравнительно с обыкновенным способом, тем более, что при таком продолжительном соприкосновении Н. с кислотами (12 — 24 час.), какое имеет место при нитровании по этому способу, все-таки не предотвращается возможность развития реакции окисления с бурным выделением окислов азота. Что же касается обыкновенного способа, то, будучи вообще более выгодным в экономическом отношении, он, в то же время, теперь считается и более безопасным при надлежащей чистоте исходных материалов. Форма, в какой он применяется на заводах, может быть очень различна в своих подробностях. Сначала приготовляли Н. обыкновенно малыми порциями подобно тому, как это делается в лабораториях. Так, по Коппу, к 2 8 00 г кислотной смеси в глиняном или чугунном горшке, помещенном в сосуд с водой (5 — 6 литров), приливают 350 г глицерина из кружки при постоянном размешивании стеклянной или железной палочкой; получившуюся смесь переливают в разделительную воронку и выпускают отстоявшиеся кислоты, а Н. выливают в вышеозначенный сосуд с водой для промывания. Позднее стали, с одной стороны, увеличивать порции обрабатываемого за один раз глицерина, с другой — применять для размешивания при нитровании различные механические приспособления. Важным усовершенствованием в последнем отношении явилось применение (в первый раз на фабрики Мовбрея в Массачусетсе) продувания смеси сжатым воздухом, который производит не только перебалтывание, но и охлаждение вследствие своего расширения: в глиняные горшки, помещенные в общей водяной ванне кругом вытяжной трубы, наливается по 7 — 8 кг кислотной смеси обыкновенного состава, см. выше), и к этой смеси приливается по 0,8 кг глицерина с помощью сифонов из бутылей, поставленных на полке; при этом в каждый горшок по особой трубки проводится струя сжатого воздуха. С 1880 г. начали переходить к способам, в которых подвергаются обработке зараз большие количества глицерина, как это делается на заводах Нобеля, что опишем подробнее.
Исходные материалы, т. е. кислоты азотная, серная и глицерин, должны быть возможно чистые и безводные, именно: серная кислота уд. в. 1,84 с содержанием не менее 95 — 96% H 2SO4, азотная — уд. веса 1,50 с содержанием не мене 93% НNO 3 и глицерин уд. в. 1,26 с содержанием не более 3% воды. Такие примеси, как значительные количества азотноватой окиси в азотной кислоте или присутствие жирных кислот в глицерине, особенно вредны, так как они способствуют возбуждению опасных реакций окисления и препятствуют чистоте промывки приготовляемого Н. Приготовление кислотной смеси производится в больших цилиндрических чугунных сосудах с мешалками внутри или без мешалок. В последнем случае сначала вливается все отвешенное количество азотной кислоты, серная же кислота в соответственном количестве прибавляется после, причем вследствие разницы уд. весов обеих кислот местных разогреваний, однородность смешения достигается сама собой. Пропорция смешения, применяемая в настоящее время — на 1 ч. азотной кислоты ок. 1,666 ч. (большей частью) или 2 ч. (реже) серной кислоты. Из сосудов для смешивания смесь переводится в нитрационные аппараты или самотеком, или же с помощью толстостенных чугунных пневматических подъемников (montejus). Относительные количества при нитровании — на 1 ч. глицерина от 8 до 8,5 ч. кислотной смеси. Это количество смеси — значительно больше требуемого теорией, так как в 8 — 8,5 частях ее содержится около 3 ч. HNO 3, между тем как по теории для превращения 1 ч. глицерина в Н. требуется этой кислоты только 2,05 частей. При большом производстве азотная кислота обыкновенно приготовляется на том же заводе из чилийской селитры с помощью отработанной кислотной смеси. Самое нитрование глицерина производится в нитрационном аппарате (фиг. 1).
Фиг. 1.
Он состоит из свинцового сосуда А
, помещенного в деревянном чане
В
и закрывающегося съемной свинцовой крышкою
I
, которая при работе замазывается цементом. Через крышку проходят: концы двух свинцовых змеевиков
D
, находящихся внутри аппарата и назначаемых для охлаждения смеси посредством протекающей через них холодной воды; трубки
С
, приводящей в аппарат сжатый холодный воздух для размешивания при работе; труба
F
, отводящая из аппарата пары азотной кислоты; термометры
Е
, из которых один доходит почти до дна, а другой погружен только в верхний слой жидкости; трубка
G
для наливания отмеренного количества кислотной смеси; трубка
Н
для приливания глицерина, согнутая у дна аппарата в кольцо, с мелкими отверстиями. Кроме того, в крышке несколько стеклянных оконцев
L
для наблюдения за явлениями, происходящими в аппарате. Подобное же оконце
J
устроено и в вытяжной трубе для наблюдения бурых паров окислов азота, образующихся в случаях развития в аппарате опасных реакций окисления или так наз. разложения Н. Сосуд
M
служит для отмеривания количества глицерина, определяемого по указательной трубке
N
, а также для впрыскивания его в кислотную смесь посредством сжатого (до 2 атмосф.) воздуха, впускаемого по трубки
О.
Через кран
К
жидкость выпускается из аппарата. Холодная вода при работе проводится не только через внутренний змеевик, но и через кольцеобразное пространство между свинцовыми и деревянными наружными станками. За один раз обрабатывают 150 кг глицерина. Впустив требуемое количество кислотной смеси и охладив ее (пропусканием холодного сжатого воздуха и током воды) до 15 — 20°, начинают вбрызгивание глицерина (с температурой не ниже 20°), регулируя приток его таким образом, чтобы нагревание в аппарате не поднималось выше 25 — 30°. Если температура продолжает повышаться, приближаясь к означенному пределу даже по прекращении притока глицерина, то усиливают пропускание холодного воздуха, а если и после того поднятие не останавливается, то содержимое аппарата быстро выпускается в большой чан с водой; в противном случае легко может начаться разложение H., могущее окончиться взрывом. Вся операция обработки глицерина кислотами, считая наполнение смесью и опоражнивание, требует не более 1 — 1 1/2 часа времени. Отделение Н. от кислот производится отстаиванием их смеси в так наз. сепараторе (фиг. 2).
Фиг. 2.
Это — свинцовый четырехугольный ящик с коническим дном, вставленный в такой же деревянный ящик А.
В крышке находятся: вытяжная труба
D
с оконцем
Е
; трубка
К
для введения смеси из нитрационного аппарата; отверстие для вставления термометра и несколько оконцев. Такое же оконце
J
с плотно заделанным стеклом находится и на боковой стенке для наблюдения уровней кислоты и всплывающего Н. От конического дна сосуда идет трубка
G
с оконцем
F
и кранами
Н.
Всплывание Н. на поверхность кислот происходит легче, если по мере выделения спускать его через кран
J
в рядом стоящий промывочный чан
L.
Присутствие посторонних примесей, напр. жиров в глицерине, серно-кислого свинца и т. п., затрудняет выделение. При нормальных условиях, с чистыми материалами, операция продолжается около 30 мин. По окончании сливания почти всей массы Н. выпускают кислотную смесь через один из нижних кранов, пока в оконце
F
не появятся слой мутной смеси, состоящей из примесей и различных низших нитропродуктов. В этот момент закрывают кран и выпускают остаток смеси в подходящий сосуд для переноса в чан
L.
Низшие нитропродукты, образующиеся из самого глицерина или посторонних примесей, обладают меньшим уд. весом сравнительно с Н., всплывают на нем в виде пены и являются особенно склонными к разложению со значительным отделением тепла при действии воздуха. Это нужно иметь в виду при производстве отделения Н., так как присутствие означенной пены может вызвать разложение и внутри сепаратора; тогда в оконце
Е
появляются красно-бурые пары и температура начинает сама собой подниматься. В таких случаях содержимое выпускается через третий нижний кран в большой чан с водой, как при разложениях в нитрационном аппарате.
Промывание Н., отделенного от избытка кислот, производится в два приема. Сначала подвергают его предварительной промывке в вышеупомянутом чане L.
Это — цилиндрический свинцовый сосуд с наклонным дном и двумя кранами
М
, из которых нижний назначен для выпуска Н., а верхний для выливания воды. Перебалтывание производится помощью сжатого (до 2 атмосф.) воздуха, впускаемого по трубе
N
, которая внизу загнута и снабжена рядом мелких отверстий. Отстаивание, вследствие большой разницы уд. весов воды и Н., происходит быстро. Начальная температура воды должна быть ок. 15°, а во время приливания Н. не должна подниматься выше 30°. После первой промывки таким же образом производят вторую и третью; в последний раз промывают еще в 2,5% растворе соды, наливая этот раствор слоем в несколько сантиметров толщиной. Для окончательного удаления кислоты, Н. спускается в деревянные чаны, выложенные внутри свинцом и по своему устройству подобные предыдущему чану. Употребляя тройной объем воды, здесь производят от 10 до 18 промывок по 15 мин. каждую с перебалтыванием смеси с помощью сжатого воздуха (или механических мешалок); при 3-й и 5-й промывках вместо воды берется 1% раствор соды. Наиболее благоприятная температура воды 25 — 33°; на некоторых заводах первая промывка ведется при 50°. Продукт считается хорошо промытым, если он выдерживает нижеописанное испытание на стойкость при нагревании. Последняя операция при фабрикации состоит в фильтровании Н. для обезвоживания и удаления случайных твердых примесей. С этою целью его пропускают через специальные фильтры (фиг. 3).
Фиг. 3.
В крышку деревянного, выложенного внутри свинцом, цилиндрического сосуда А
с наклоненным дном вставлен фильтрационный свинцовый цилиндр
G
; на нижнем крае его
К
лежит бронзовое кольцо
L
с сеткой
M
и войлоком; на них насыпается слой прокаленной поваренной соли
О
и сверху кладется еще войлок
P
со свинцовым кольцом
Q
; на верхний войлок надавливает груз
R
. С помощью ручек
J
фильтрационный цилиндр может легко выниматься для чистки его или осмотра внутренности сосуда. Такой фильтр, смоченный безводным H., не пропускает сквозь себя механически примешанную (эмульсированную) воду, последние же следы влаги (растворенной в Н.) поглощаются поваренной солью; с целью лучшего высушивания — к последней иногда прибавляют высушенный хлористый магний. В кислотной жидкости, отделенной от продукта, с течением времени может образоваться еще небольшое количество Н.; поэтому эта жидкость, прежде чем пустить ее на переработку для извлечения HNO 3 и Н 2 SО 4, подвергается предварительному отстаиванию (около недели) в больших сепараторах, устроенных подобно вышеописанному; всплывающий Н. время от времени сливается и подвергается обычному промыванию. С другой стороны, спускаемые промывные воды также уносят c собой некоторое количество продукта механически; для отделения и улавливания мелко раздробленного в этих водах Н., их пропускают через длинный свинцовый ящик с поперечными перегородками, снабженными вырезами попеременно, то внизу, то вверху (фиг. 4).
Фиг. 4.
Относительно извлекаемого при этих обеих операциях Н. нужно заметить, что он требует особенно тщательной промывки, так как в нем именно накопляются вышеупомянутые вредные низшие нитропродукты.
2) Чистый Н., приготовленный из совершенно бесцветного глицерина с помощью чистых кислот, представляет маслянистую, бесцветную, как вода, жидкость, без запаха при обыкновенной температуре, со сладковатым, несколько жгучими вкусом; но полная, бесцветность редко получается, и обыкновенные его образчики бывают желтоватого или буроватого цвета. Очень ядовит; отравление может происходить не только при принятии внутрь и вдыхании паров, но и через кожу при простом прикосновении, и проявляется обыкновенно сильными головокружениями, головными болями, рвотой и т. п.; смертные случаи возможны при принятии внутрь значительных количеств (до 10 г). При легком отравлении страдания облегчаются посредством крепкого черного кофе и уксусно-кислого морфия (в очень малых дозах), но к такому отравлению рабочие на заводах привыкают и без видимого влияния на здоровье вскоре перестают ощущать болезненные припадки. На холоде Н. застывает в белую кристаллическую массу. Температура его плавления возрастает по мере увеличения чистоты: продукт обыкновенной очистки плавится при + 9° или + 10°, а перекристаллизованный несколько раз — при + 13,3°. Уд. вес в жидком состоянии 1,599, в твердом 1,735. Вода растворяет Н. в чрезвычайно малом количестве (около 0,003%), но он растворим во многих органических растворителях, напр. в спиртах метильном, этильном и амильном, ацетоне, в обыкновенном и уксусном эфире, уксусной кислоте, хлороформе, бензоле и т. п. Из очень крепких растворов в метиловом спирте, при охлаждении, можно кристаллизовать Н. и тем самым достигать наибольшего его очищения; кристаллизация происходит особенно легко, если в охлажденный до 0° раствор бросить готовый кристаллик его. Сам Н. растворяет в себе камфару, растворимый пироксилин (коллодий) и другие подобные вещества. В виде растворов в метиловом спирте Нобель, до открытия динамитов, предлагал перевозить и хранить Н., так как в таком состоянии он не чувствителен к случайным ударам, но прибавлением воды тотчас выделяется в осадок со всеми своими свойствами. Упругость паров Н. в пустоте: при 15° — 5 мм, при 87° — 27 мм, при 100° — 30 мм. Двухчасовая промывка в воде, нагретой до 50°, при пропускании сжатого воздуха, производит потерю 0,15% через испарение. Эти потери могут быть значительны, если в нагреваемых препаратах Н. находится в мелко раздробленном состоянии, напр. динамит, нагреваемый при 40° — 50° в. течение нескольких дней, иногда теряет до 10%. Хорошо промытый и высушенный Н. есть вещество постоянное, в течение неопределенно долгого времени — при температурах до 50°, а на более короткие промежутки времени — и при температурах до 100°. Но если он недостаточно чист (содержит кислоты), то может медленно разлагаться и при обыкновенной температуре: появляются бурые пары окислов азота, жидкость окрашивается в зеленоватый цвет и получает сильно кислую реакцию, образуются щавелевая и другие органические кислоты и т. п. В состоянии такого медленного разложения Н. легко взрывается от действия сравнительно слабых импульсов, и даже сам собой — вследствие местных самонагреваний. Новым промыванием такой начавший разлагаться продукт не всегда удается возвратить к первоначальному нормальному состоянию. Поэтому полнота очистки Н. при фабрикации имеет большое значение и должна быть всякий раз испытана. С этою целью обыкновенно производят два испытания — на нейтральность и стойкость при 65°. Первое осуществляется таким образом, что около 2 куб. см продукта взбалтывают в течение некоторого времени с 10 куб. см воды и, по отделении, определяют реакцию последней в присутствии фенолфталеина. Испытание стойкости при 65° производится, помещая около 3 г продукта в стеклянную трубочку с подвешенной на пробке и смоченной до половины полоской йодокрахмальной бумаги и определяя промежуток времени от начала вставления снаряженной трубочки в ванну с температурой 65° до момента появления бурого окрашивания на границе смоченной и несмоченной части полоски; такое окрашивание, появляющееся вследствие выделения йода из йодистого калия под влиянием образующихся окислов азота, не должно получаться ранее 10 или даже 30 минут. Чем чище продукт, тем продолжительнее его сопротивление нагреванию при этом испытании [Испытание на стойкость при 65° первоначально было применено Абелем к пироксилину и с тех пор известно под именем пробы Абеля. Показания этой пробы зависят от условий, а именно: а) йодокрахмальная бумага должна быть приготовлена из чисто промытой шведской фильтровальной бумаги, напитывая последнюю смесью растворов 3 г крахмала в 250 куб. см воды и 1 г йодистого калия в 250 куб. см воды; после высушивания при обыкновенной температуре листы разрезаются на полоска 12 ×15 мм и сохраняются в герметических банках из темного стекла, б) пробирные трубочки, длиной 14 см и шириной 16 мм, должны плотно закрываться пробками, снабженными снизу крючочками для подвешивания йодокрахмальных бумажек; в) смачивание верхней половины бумажных полосок производится 10% раствором чистого глицерина; г) при испытаниях снаряженные трубочки настолько вдвигаются в ванну, чтобы йодокрахмальные бумажки приходились тотчас над крышкой ванны]. Но для полного суждения о чистоте Н. требуется еще испытать его в отношении состава. Последнее на практике сводится собственно к определению в нем влажности и азота. Определение влажности производится оставлением навески Н. надолго при обыкновенной темп. в пустоте над хлористым кальцием, а азот определяется обыкновенно помощью нитрометра (см.); в совершенно чистом и сухом продукте должно содержаться около 18,5% азота, т. е. такое количество, которое требуется самой формулой Н. Производя нагревание весьма малых количеств осторожно, можно перегнать Н. без разложения, напр. помещая каплю его на умеренно нагретую металлическую пластинку. Но если пластинка будет нагрета настолько, что Н. тотчас же приходит в кипение, то капля взрывается. По опытам Шампиона весьма малые количества Н. при высоких температурах вообще содержатся следующим образом: при 185° — кипение с выделением бурых паров; при 194° — медленное улетучивание; при 200° — быстрое улетучивание; при 218° — быстрое сгорание; при 241° — взрыв (трудный); 257° — сильный взрыв; при 267° — слабый взрыв; при 287° — еще более слабый взрыв с пламенем. При красном калении капля Н. принимает сфероидальное состояние и улетучивается без взрыва. По Коппу, на накаленной докрасна металлической пластинке происходит слабая вспышка. Но другие явления получаются, когда подвергнуты действию высоких температур значительные количества Н. Сначала совершается в течение более или менее короткого промежутка времени медленное разложение с выделением бурых паров и улетучиванием части самого продукта, но как только температура вследствие самонагревания или принятия теплоты от ванны повышается до 180° (приблизительно), и разлагающаяся жидкость закипает, то тотчас же наступает сильный взрыв всей взятой массы. Горящие и накаленные тела весьма трудно воспламеняют Н.: зажженная спичка в нем тухнет, накаленная платиновая проволока перестает испускать свет, и т. п. Но раз зажженный, он сгорает постепенно, пока температура остальной массы не повысится до 160°, и тогда наступает общий взрыв. Гораздо легче нитроглицерин взрывается от удара. При ударе на наковальне молотком взрывается собственно часть, подвергшаяся непосредственно удару, соседние же части разбрасываются без взрыва; величина необходимой для этого работы определена в 0,75 килограммометра. Замороженный Н. менее чувствителен к удару; в этом состоянии для взрыва ему требуется сообщить работу удара почти в 3 раза большую. Лучшим средством для взрывания Н. при его употреблении является воспламенение капсюля с гремучей ртутью (0,1 — 0,3 г для жидкого и 1 — 2 г для замороженного) в непосредственном прикосновении с зарядом. При взрыве происходит разложение согласно уравнению:
2C З H5(NO3)3 = 6CO2 + 5H2O + 3N2 + 0,5O2
т. е. образуется: водяной пар, углекислота, азот и кислород. Этот кислород стараются утилизировать в динамитах (см.) с деятельным поглотителем. Отсутствие окиси углерода делает продукты взрыва совершенно безвредными, что особенно ценно при подземных взрывных работах. Об объеме образующихся газов, количестве отделяющегося тепла, скорости распространения взрыва в больших зарядах, силе и т. п. см. соотв. статью По отношению к различным химическим реагентам Н. содержится подобно другим азотным эфирам: щелочами обмыливается, кислотами разлагается с выделением азотной кислоты, восстановителями превращается обратно в глицерин с выделением окиси азота или аммиака. Для открытия самых малых количеств Н. прибавляют к испытуемой жидкости анилина и концентрированной серной кислоты: получается пурпурово-красное окрашивание, которое при разбавлении водой переходит в зеленое (Вербер).
И. М. Чельцов. Δ.
Н. (мед.
)
.
При вдыхании паров, равно как после смазывания языка, Н., в малых дозах, вызывает головную боль, тошноту, головокружение, ощущение жара и учащенное сердцебиение; после внутреннего употребления более значительных доз наблюдались головная боль, дрожание, мышечная слабость, доходившая до полного паралича, отдышка, в некоторых случаях смертельного отравления — резкое расстройство дыхания, синюха и глубокое угнетение нервной системы. Несмотря на эти опасные свойства, Н., употребляющийся в гомеопатии при различных нервных заболеваниях (под названием «глоноина»), сравнительно недавно предложен как средство против невралгий, в особенности против припадков грудной жабы; далее, препарат этот испробован при бронхиальной астме, в некоторых случаях мигрени, при падучей, пляске св. Витта, и при остром и хроническом воспалении почек. Н. назначают по 0,0002 — 0,001 г несколько раз в день или в каплях, от 1 до 5 капель в 1% масляном или алкогольном растворе; средство это приготовляют также в пастилках.
Д. К.
Оглавление
Курьезы науки: убийца и врач в одном флаконе
Автор Антон Евсеев
17.10.2012 15:00
Наука » Полезно знать
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.
Перечень огнеопасных и взрывоопасных веществ
ПЕРЕЧЕНЬ ОГНЕОПАСНЫХ И ВЗРЫВООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
1. Взрывчатые вещества 1.1. Нитроглицерин 2. Взрывоопасные вещества 2.1. Калия перманганат 2.2. Серебра нитрат 3. Легковоспламеняющиеся вещества 3.1. Спирт и спиртовые растворы 3.2. Спиртовые и эфирные настойки 3.3. Спиртовые и эфирные экстракты 3.4. Эфир 3.5. Скипидар 3.6. Молочная кислота 3.7. Хлорэтил 3.8. Коллодий 3.9. Клеол 3.10. Жидкость Новикова 3.11. Органические масла 4. Легкогорючие вещества 4.1. Перевязочный материал (вата, марля и т.д.) 4.2. Сера 4.3. Глицерин 4.4. Растительные масла 4.5. Лекарственное растительное сырье При необходимости хранения пожаро- и взрывоопасных веществ, не пере-численных в приложении, вопрос об их хранении должен быть решен после выяснения их огне- и взрывоопасности и по согласованию с органами МЧС. Порядок обращения и хранения вышеуказанных средств и материалов в аптеках регламентируется ИНСТРУКЦИЕЙ О ПОРЯДКЕ ХРАНЕНИЯ И ОБРАЩЕНИЯ НА АПТЕЧНЫХ СКЛАДАХ, В АПТЕЧНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ И ПРЕДПРИЯТИЯХ С ЛЕКАРСТВЕННЫМИ СРЕДСТВАМИ И МЕДИЦИНСКИМИ ИЗДЕЛИЯМИ, ОБЛАДАЮЩИМИ ОГНЕОПАСНЫМИ И ВЗРЫВООПАСНЫМИ СВОЙСТВАМИ от 19.05.1998 N 149. Соответствие помещений аптеки правилам пожарной безопасности проверя-ется инспекторами территориальных управлений МЧС РБ.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящая Инструкция распространяется на все аптечные учреждения и предприятия независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности. 1.2. Все сотрудники аптечных учреждений должны знать и выполнять требования, изложенные в настоящей Инструкции. Ответственность за выполнение требований Инструкции сотрудниками возлагается на руководителей учреждений и предприятий. 1.3. Каждый вновь поступающий на работу должен пройти вводный и пер-вичный инструктаж на рабочем месте по вопросам хранения огнеопасных, взрывоопасных веществ, сжатых газов, техники безопасности и пожарной безопасности, оказания первой помощи пострадавшему при несчастном случае. 1.4. Все аптечные учреждения и предприятия должны иметь и хранить в надлежащих местах первичные средства тушения пожара в количествах, согласованных с местными органами МЧС. 1.5. В местах хранения огнеопасных и взрывоопасных веществ, а также на рабочих местах, где в процессе работы используются названные вещества, должна быть вывешена настоящая Инструкция. 1.6. В аптечных учреждениях и предприятиях должны быть разработаны, согласованы с МЧС и утверждены администрацией Правила пожарной безопасности для данного учреждения, составленные и помещенные в доступных для ознакомления местах, и поэтажные планы эвакуации на случай возникновения пожара или стихийного бедствия.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ПОМЕЩЕНИЯМ ХРАНЕНИЯ ОГНЕОПАСНЫХ И ВЗРЫВООПАСНЫХ СРЕДСТВ
2.1. Вещества огнеопасные, способные к образованию взрывчатых смесей, а также склонные к самовозгоранию при контакте с воздухом, водой, горючими веществами или при действии солнечных лучей, должны храниться изолированно в условиях, полностью исключающих возможность такого контакта, а также влияния высоких температур и механического воздействия. 2.2. Складские помещения для хранения огнеопасных и взрывоопасных ве-ществ должны полностью соответствовать действующим Строительным нормам и правилам проектирования (СНиП). Они должны быть изолированными, сухими, защищенными от света прямых солнечных лучей, атмосферных осадков и грунтовых вод. Эти помещения, а также примыкающие к ним коридоры и подсобно-вспомогательные помещения должны быть оборудованы механической приточно-вытяжной вентиляцией. 2.3. Помещения для хранения огнеопасных (легковоспламеняющихся) ве-ществ должны быть из несгораемых и трудносгораемых материалов и расположены на расстоянии не менее 20 м от других складских зданий и 50 м от жилых помещений. 2.4. Лекарственные средства огнеопасные и взрывоопасные следует хранить по принципу однородности в соответствии с их физико-химическими и пожароопасными свойствами и характером упаковки. С этой целью огнестойкие склады разбиваются на отдельные помещения (отсеки), изолированные друг от друга глухими несгораемыми стенами (перегородками). 2.5. При отсутствии отдельных хранилищ для легковоспламеняющихся ве-ществ допускается хранить их в общих несгораемых строениях, также разделенных на секции зданиях при обязательной изоляции выделенных для хранения веществ несгораемыми стенами от соседних помещений и полностью отвечающими требованиям пожарной безопасности, согласованными с органами МЧС. Данные помещения должны иметь вентиляцию. 2.6. Необходимое количество огнеопасных веществ для текущего расхода допускается содержать в фасовочных комнатах складов или аптек, но при строгом соблюдении мер пожарной безопасности. Оставшееся количество огнеопасных веществ по окончании работы в конце смены возвращается на место основного хранения. 2.7. Полы складов и разгрузочных площадок должны иметь твердое, ровное покрытие, исключающие выбоины и другие неровности. Запрещается применять доски и железные листы для выравнивания полов. Полы должны обеспечивать удобное и безопасное передвижение людей, грузов и транспортных средств, обладать достаточной прочностью и выдерживать нагрузки от хранимых материалов, обеспечивать простоту и легкость уборки складского помещения. 2.8. Помещения складов для хранения огнеопасных и взрывоопасных лекарственных средств должны быть оборудованы несгораемыми и устойчивыми стеллажами и поддонами, рассчитанными на соответствующую нагрузку. Стеллажи устанавливаются на расстоянии 25 см от пола и стен, ширина стеллажей не должна превышать 1 м и иметь отбортовки не менее 25 см. Продольные проходы между стеллажами должны быть не менее 1,35 м. 2.9. Электропроводка, осветительная арматура и электрооборудование должны быть во взрывобезопасном исполнении (скрытая в трубах электропроводка, электролампы в герметической арматуре), с размещением (выносом) выключателей и кнопочных автоматов в коридоре. 2.10. В аптечных учреждениях и предприятиях для хранения огнеопасных и взрывоопасных веществ предусматриваются изолированные помещения. 2.11. Помещение хранения огнеопасных и взрывоопасных веществ должно быть заблокировано охранной и пожарной сигнализацией. 2.12. Помещения, предназначенные для хранения легковоспламеняющихся и горючих веществ, должны располагаться на первом этаже, иметь в наружной стене оконный проем не менее 1,1 кв.м при ширине или высоте не менее 0,75 м, железобетонное перекрытие, стены из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 0,75 часа, цементированный пол с уклоном от двери и дверь с пределом огнестойкости не менее 0,6 часа, иметь наружный выход из здания или вовнутрь строения в коридор, изолированный от всех других помещений. 2.13. В сельских аптеках допускается хранение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей во встроенных несгораемых шкафах с дверями шириной не менее 0,7 м и высотой не менее 1,2 м. Место расположения шкафа должно быть удалено от тепловыводящих поверхностей и про-ходов, к нему должен быть обеспечен свободный доступ. 2.14. В аптечных учреждениях и предприятиях, встроенных в здания другого назначения, количество хранимых огнеопасных веществ в нерасфасованном виде (легковоспламеняющиеся жидкости) не должно превышать 100 кг. 2.15. Легковоспламеняющиеся жидкости в количестве свыше 100 кг необходимо хранить в отдельно стоящем здании в стеклянной или металлической таре изолированно от помещений хранения огнеопасных веществ других групп. 2.16. Под особым вниманием и постоянным строгим контролем должны находиться помещения приема, отпуска и расфасовки лекарственных средств и медицинских изделий с огнеопасными и взрывоопасными свойствами. При поступлении товара необходимо срочное его распределение по местам основного хранения. Во избежание несчастных случаев в помещениях приема и отпуска категорически запрещается даже кратковременное хранение этих медицинских товаров. При приеме их надлежит особое внимание обращать на состояние укупорки тары индивидуального хранения. Категорически запрещается одновременная расфасовка нескольких лекарственных средств в одном помещении. Количество веществ на рабочем месте фасовщика не должно превышать сменной потребности. В конце рабочего дня остатки веществ возвращаются в помещения основного хранения. После окончания фа-совки каждого наименования лекарственных веществ помещения тщательно проветриваются. 2.17. На складах основного хранения огнеопасных и взрывоопасных веществ снаружи, а также на дверях каждого помещения хранения и работы с названными веществами и внутри этих помещений должны быть сделаны несмываемые, ясно видимые надписи: “Огнеопасно”, “Взрывоопасно”, “Курить воспрещается”. В случае пожара звонить по телефону “01”. 2.18. Около входа в каждое помещение хранения огнеопасных и взрывоопасных веществ и внутри помещения должны быть вывешены таблички с надписью “Ответственный за обеспечение пожарной безопасности ______________________”.
Ответственному лицу необходимо производить осмотр помещения ежедневно с целью уборки оставшихся огнеопасных и взрывоопасных веществ и проведения других мер в конце рабочего дня.
3. ОСОБЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ХРАНЕНИЮ ОГНЕ-ОПАСНЫХ И ВЗРЫВООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ
3.1. Хранение огнеопасных веществ:
3.1.1. К группе огнеопасных веществ, хранящихся в аптечных учреждениях и предприятиях, относятся легковоспламеняющиеся вещества, представляющие собой в основном жидкости и легкогорючие вещества. 3.1.2. На складах легковоспламеняющиеся и легкогорючие жидкости должны храниться отдельно от других товаров. 3.1.3. Основным опасным свойством легковоспламеняющихся и легкогорючих жидких веществ является текучесть, легкая испаряемость и легкая воспламеняемость от любого внешнего источника: открытого огня, искры, электрического разряда и т.д. Поэтому хранение и работу с огнеопасными веществами следует проводить с большой осторожностью и вдали от огня. При необходимости нагревание этих веществ должно производиться на водяных банях или электроплитках с закрытой спиралью. 3.1.4. Пары большинства легковоспламеняющихся жидкостей обладают вредным воздействием на организм, и продолжительное вдыхание этих паров может привести к потере сознания. Поэтому емкости с этими веществами должны быть плотно укупорены. Запрещается хранить легковоспламеняющиеся и горючие вещества в открытой таре. 3.1.5. Легковоспламеняющиеся жидкости (коллодий, спирт этиловый, скипидар, эфир и другие) хранят в плотно укупоренной прочной, стеклянной или металлической таре, чтобы предупредить испарение жидкостей из сосудов. 3.1.6. Бутыли, баллоны и другие крупные емкости с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями должны храниться на полках стеллажей в один ряд по высоте, запрещается их хранение в несколько рядов по высоте с использованием различных прокладочных материалов. Складирование этих веществ у отопительных приборов не допускается. Расстояние от стеллажа или штабеля до нагревательного элемента должно быть не менее 1 м. 3.1.7. Хранение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в бутылях должно осуществляться в таре, предохраняющей от ударов, или в баллоноопрокидывателях в один ряд. 3.1.8. В производственных аптеках на рабочих местах может храниться количество этих веществ, не превышающее сменную потребность. При этом емкости должны быть плотно закрыты. 3.1.9. Не допускается хранение легковоспламеняющихся и горючих жидких веществ в полностью заполненной таре. Степень заполнения должна быть не более 90% объема. Спирты в больших количествах хранятся в металлических емкостях, которые заполняют не более чем на 95% объема. 3.1.10. Не допускается совместное хранение легковоспламеняющихся ве-ществ с минеральными кислотами (особенно серной и азотной), сжатыми и сжиженными газами, легкогорючими веществами (перевязочным материа-лом, растительными маслами, серой), а также с неорганическими солями, дающими с органическими веществами взрывоопасные смеси (хлорат калия, перманганат калия, хромат калия и т.д.). 3.1.11. Эфир медицинский и эфир для наркоза хранят в фабричной упаковке, в темном прохладном месте (вдали от огня и нагревательных приборов). 3.1.12. Кальция гипохлорид – не горюч, но при контакте с жидкими маслообразными органическими продуктами может вызвать их загорание, а с аммиаком и солями аммония – взрыв, поэтому хранение его должно осуществляться изолированно, с учетом описанных свойств. 3.1.13. При обращении с легковоспламеняющимися жидкостями (фасовка, переноска, нагрузка и т.д.) необходимо соблюдать особую осторожность, а также постоянно наблюдать за состоянием тары, ее герметичностью и ис-правностью. При обнаружении неисправностей тары немедленно принимать меры к их устранению, или содержащиеся в ней вещества перекладывают в другую исправную тару. 3.1.14. Пробки бочек допускается отвинчивать и завинчивать только инструментами из мягкого металла, не дающими искр при ударе или деревянными молотками. При откатке бочек и загрузке их в хранилище необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать ударов о бочку и образование искр. Пролитая на пол жидкость должна быть немедленно убрана. 3.1.15. Отдельные легковоспламеняющиеся жидкости (спирт, эфир медицинский и др.) обладают свойствами образовывать при хранении статическое электричество, искра которого может вызвать воспламенение жидкости. Поэтому фасовку таких жидкостей на складе следует производить в отдельных помещениях, оборудованных средствами противопожарной защиты. В процессе их слива и фасовки металлические сосуды должны иметь заземление. 3.1.16. Тару, освобожденную из-под легковоспламеняющихся жидкостей, следует оставить на некоторое время открытой. 3.2. Хранение взрывоопасных веществ. 3.2.1. К этой группе веществ относятся взрывчатые вещества и вещества взрывоопасные, то есть способные к образованию взрывчатых смесей. 3.2.2. Вещества этой группы должны храниться в изолированном огнестойком складе в специальных помещениях (отсеках), изолированных несгораемыми стенками. Хранение нитрата серебра в аптеках и на складах в небольших количествах (на складах до 5 кг, в аптеках до 50 г) необходимо осуществлять изолированно в соответствии с правилами хранения ядовитых веществ. 3.2.3. При хранении взрывоопасных веществ следует принимать меры против загрязнения их пылью, которая может служить причиной взрыва. 3.2.4. Емкости со взрывоопасными веществами (штанглазы, жестяные барабаны, склянки и т.п.) необходимо плотно закрывать во избежание попадания паров в воздух. 3.2.5. Перманганат калия при взаимодействии с пылью, серой, органическими маслами, эфирами, спиртом, глицерином, органическими кислотами и другими органическими веществами взрывоопасен. Хранить его на складах следует в специальном отсеке в жестяных барабанах, а в производственных аптеках – в штанглазах с притертыми пробками отдельно от вышеуказанных средств. Не допускается совместное хранение с легковоспламеняющимися и горючими веществами. Жестяные барабаны и штанглазы с перманганатом калия своевременно освобождают от пыли осторожно, избегая трения. 3.2.6. Раствор нитроглицерина (взрывчатое вещество) следует хранить в аптеках или аптечных складах в небольших хорошо укупоренных склянках или металлических сосудах в прохладном темном месте с соблюдением мер предосторожности от огня. Передвигать посуду с нитроглицерином и отвешивать этот препарат следует с особой осторожностью, так как испарение пролитого нитроглицерина угрожает взрывом. Попадание даже малых количеств на кожу может вызвать отравление (сильные головные боли). 3.2.7. Эфир при хранении (особенно при наличии контакта с воздухом) образует перекиси, которые при встряхивании, ударе, трении или повышении температуры могут вызвать взрывы, поэтому работа с ним требует особой осторожности. 3.2.8. Категорически запрещается хранение всех взрывоопасных и огнеопасных веществ с кислотами и щелочами. 3.2.9. Переноска баллонов с огнеопасными и легковоспламеняющимися жидкостями должна производиться вдвоем в специально приспособленных клетях или корзинах с исправными ручками захвата. Корзины с большими бутылями, ящики или клети (свыше 20 кг), а также вещества, помещенные в твердую тару, переносить (перемещать) необходимо только на специальных тележках с мягким ходом колес. 3.2.10. При хранении азотной и серной кислот должны быть приняты меры к недопущению соприкосновения их с древесиной, соломой и прочими веществами органического происхождения. Для этих целей использовать металлические поддоны с песком. При работе используются средства индивидуальной защиты (резиновые сапоги, защитные очки, прорезиненные фартуки). 3.2.11. В помещения хранения взрывоопасных и огнеопасных веществ при авариях электроосвещения категорически запрещается входить с керосиновыми лампами и свечами. В этих случаях следует пользоваться только электрофонарями.
Скачать – Порядок обращения и хранения в аптеках лекарственных средств и изделий медицинского назначения, обладающих огнеопасными и взрывоопасными свойствами
НИТРОГЛИЦЕРИН, НОБЕЛЬ И НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
Нитроглицерин — основа динамита, обладает огромной разрушительной силой. Но взятое в небольших количествах это вещество служит лекарством, которое в экстренных случаях помогает сердцу справиться с чрезмерной нагрузкой.
НИТРОГЛИЦЕРИН СДЕЛАЛ НОБЕЛЯ
А. Кровообращение у больного во время приступа стенокардии. Б. Кровообращение после приема нитроглицерина.
Химические превращения нитроглицерина в эндотелии сосудов с выделением оксида азота
Образование оксида азота из аминокислоты аргинина под влиянием фермента эндотелия NO-синтетаза.
Механизм сосудорасширяющего действия парасимпатической нервной системы.
‹
›
Итальянский химик Асканио Собреро синтезировал нитроглицерин еще в 1846 году. Он же обнаружил, по счастью без катастроф и жертв, способность этого вещества взрываться от самых слабых ударов, сотрясений и нагревания. С тех пор нитроглицерин стали считать весьма перспективным взрывчатым веществом для горнодобывающей промышленности. Перспективным, но неудобным, поскольку его нельзя было даже перевозить.
Незадолго до этого в Россию из Швеции «на ловлю счастья» и богатства прибыло семейство Нобелей. География их деятельности простиралась от Финляндии до Азербайджана, а сфера — от пороха до нефти. И повсюду с успехом. Но после поражения в Крымской войне Россия стала закупать вооружение и взрывчатые вещества за границей, и государственные заказы на производство этой продукции в стране прекратились. Эммануил Нобель вернулся в Швецию, где опять начал строить заводы по производству взрывчатых веществ. Альфред, один из четырех сыновей Нобеля, изучил процесс получения нитроглицерина еще в Петербурге, работая у профессора Н. Н. Зинина. Интерес к этому веществу был вполне естественным, поскольку его взрывчатая сила в два раза превышала эффективность известного уже тогда тротила. После трагической гибели младшего сына во время взрыва на одном из заводов глава семьи заболел и отошел от дел. Производство взрывчатых веществ перешло в руки Альфреда Нобеля. Первое время шла череда неудач. Рабочие погибали не только от взрывов, но и от отравления нитроглицерином. Приглашенный доктор Д. Мерилл быстро разобрался, что нитроглицерин — это сосудистый яд, вызывающий падение артериального давления, что и приводило к смерти. Опасно не только попадание нитроглицерина в рот, но и вдыхание его паров. Нобелю пришлось перестраивать заводы, чтобы обеспечить безопасность рабочих. Вскоре он изобрел динамит, смешав нитроглицерин с диатомитом — тонковолокнистой осадочной породой. Такая смесь не ядовита и не взрывается от удара, но сохраняет взрывчатые свойства, детонируя от запала.
В 1879 году доктор Мерилл установил, что нитроглицерин можно использовать как лекарство, в частности для устранения спазмов сосудов сердца. И вовремя. Применение нитроглицерина спасло Альфреда от смерти во время одного из приступов стенокардии. Отойдя от дел, Альфред Нобель все больше увлекался наукой, работал сам и щедро поощрял перспективные исследования молодых ученых, особенно в области медицины.
НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
В 1896 году Альфред Нобель умер, завещав специальному фонду превратить его имущество в ценные бумаги, доход от которых должен ежегодно выдаваться в виде премий его имени ученым за крупные научные открытия и изобретения в области физики, химии, физиологии и медицины, а также лицам, достигшим наибольших успехов в литературе и борьбе за мир. Проект устава Нобелевского комитета был принят шведским риксдагом, и завещание вступило в силу, несмотря на многие возражения. Противники назначения таких премий указывали, в частности, на возможность возникновения вокруг них всяческих махинаций. Действительно, время от времени происходят те или иные промашки как субъективного, так и объективного характера.
Первыми нобелевскими лауреатами в 1901 году стали Вильгельм Рентген — по физике, Якоб Вант-Гофф — по химии и Эмиль Беринг — по медицине. Имя Рентгена известно всем, Вант-Гоффа, возможно, вспомнят те, кто внимательно читал школьные учебники, а Беринга не знает никто, но изобретенной им противодифтерийной сывороткой пользуется весь мир. Дальнейшее премирование шло не столь гладко. Один из принципов отбора кандидатов — частота цитирования, но не все ученые широко рекламировали свои открытия, не все имели возможность публиковать работы за рубежом. Сейчас нам трудно понять, почему кандидатуры таких русских ученых, как В. И. Вернадский, К. А. Тимирязев, К. Э. Циолковский и многие другие, не получили достаточной поддержки международной научной общественности. Д. И. Менделееву в 1906 году не присудили премию по химии из-за его преклонного возраста. Иван Петрович Павлов стал нобелевским лауреатом в 1904 году за работы в области физиологии пищеварения, которые в его жизни были просто эпизодом. Предложение двадцать лет спустя отметить премией его гениальные работы по условным рефлексам поддержки не получило. Когда наконец Нобелевский комитет решился на этот шаг, Павлов умер, а посмертно премия не вручается. Были и «запоздалые» премии. Пример этого — присужденная в 2000 году премия крупнейшему российскому ученому Жоресу Алферову за работы, выполненные 20 лет назад. Петр Капица ждал премии 40 лет. Своеобразный рекорд — премия Френсису Пейтону Роусу, которого наградили через 55 лет после того, как он обнаружил вирус, вызывающий злокачественные опухоли.
Несмотря на трудности и ошибки Нобелевская премия остается одной из наиболее авторитетных и почетных. Ее вручение всегда превращается в настоящий праздник.
В 1998 году премию, основанную на деньги от производства нитроглицерина-взрывчатки, дали за исследование нитроглицерина-лекарства. Давно известного, но открывшего тайну своего влияния на сосуды всего лишь несколько лет тому назад.
НИТРОГЛИЦЕРИН КАК ЛЕКАРСТВО
Несмотря на более чем столетнее применение нитроглицерина, изучение механизма его лечебного действия продвигалось с трудом. Откроем учебник по фармакологии издания 1896 года, то есть спустя почти 20 лет после начала применения этого лекарства. В разделе «Физиологическое действие» читаем: «Принятие нескольких капель 1%-ного спиртового раствора вызывает сперва чувство сжимания в сердечной области, а затем чувство жара; в то же время к лицу делается прилив, и оно багровеет. Сердечные сокращения становятся более сильными и более быстрыми; пульс становится аритмичным, кровяное давление уменьшается, периферические сосуды расширяются». Какая уж тут физиология? Просто описание симптомов отравления. Чтобы получить лечебный эффект при приеме внутрь, требовались дозы 10-20 мг, поскольку , всасываясь из кишечника, нитроглицерин попадает прежде всего в печень, где частично разрушается. Но такие дозы вызывают токсические явления. Позднее врачи поняли, что лучше назначать нитроглицерин «под язык», тогда он попадает в кровь, минуя кишечный тракт. Рекомендуемые ныне дозы — 0,5-1 мг в виде таблеток, капсул или спиртового раствора на сахаре.
Поскольку сердце вынуждено прокачивать через себя от 4 до 25 литров крови в минуту, оно постоянно находится в состоянии некоторого напряжения. Это напряжение сохраняется даже в короткие периоды расслабления — диастолы, что весьма неблагоприятно сказывается на протекании крови по внутренним мелким сосудам сердца, артериолам и капиллярам. В момент сокращения — систолы — они и вовсе пережимаются.
Эффекты нитроглицерина сильно зависят от применяемых доз. В средней терапевтической дозе это вещество сначала вызывает расширение крупных вен. Емкость венозной системы сосудов увеличивается, и в них «депонируется» часть общего объема крови. Поэтому к сердцу возвращается меньше крови, что приводит к уменьшению так называемой сердечной преднагрузки. Снижение тонуса сердечной мышцы и давления в его полостях обеспечивает расширение всех сосудов сердца, что, естественно, улучшает его снабжение кровью, уменьшает потребность мышцы сердца в кислороде и улучшает обмен веществ. Одновременно нитроглицерин снимает местные спазмы сосудов сердца, пораженных склерозом. При приеме максимальных терапевтических доз расширяются не только сердечные, но и мозговые артерии, что приводит к возникновению головной боли. Эффект неприятный, но неопасный. Передозировка ведет к расширению артерий всего тела и падению артериального давления.
Если врач рекомендовал вам принимать нитроглицерин, надо в спокойном состоянии опытным путем определить индивидуальную чувствительность к препарату. Обычно для получения желаемого эффекта, который проявляется чувством прилива к лицу и слабой головной болью, достаточно одной таблетки или капсулы (0,5 мг). Если реакции нет, дозу следует удвоить, а при чрезмерной реакции — сильная головная боль, головокружение, слабость, бледность, учащение сердцебиений — уменьшить (в этом случае врач выпишет нитроглицерин в растворе). Нитроглицерин выпускают также в виде мази и пластинок для приклеивания к десне.
Необходимо помнить следующее:
- Головная боль при первых приемах нитроглицерина вызвана расширением сосудов и свидетельствует о том, что препарат действует. После нескольких приемов это явление исчезает, но влияние на сосуды сердца остается, поэтому дозу увеличивать не следует.
- Нитроглицерин быстро разрушается в тепле. Храните его запас в холодильнике и следите за сроком годности.
- Если у вас стенокардия, постоянно носите препарат с собой и при возникновении болей немедленно принимайте, желательно сидя или лежа.
- Если боль не проходит, то через 1-3 минуты можно положить под язык вторую таблетку и даже третью. Необходимо также вызвать «скорую помощь». Чтобы не было передозировки, следующую таблетку принимайте не раньше, чем через 15-30 минут, когда закончится действие уже принятого нитроглицерина.
- При длительном применении — около месяца — наступает привыкание (толерантность) к нитроглицерину, и он перестает действовать. После месячного перерыва чувствительность восстанавливается.
Для профилактики приступов используют препараты нитроглицерина (или другие нитраты) с пролонгированным действием. Их принимают заранее перед тем, как выйти на холод, перед физической или психической нагрузкой.
Чтобы продлить действие препарата, нитроглицерин помещают в капсулы разных размеров, которые последовательно растворяются, высвобождая действующее начало и обеспечивая эффект в течение 8-12 часов. Из-за неоднородности носителя таблетки препаратов пролонгированного действия выглядят крапчатыми. Таковы препараты нитрогранулонг, нитро-мак ретард, сустак, нитронг. Созданы трансдермальные системы типа пластырей с длительностью действия 24 часа; их приклеивают к коже.
Некоторые нитраты отличаются замедленным, но более длительным, чем у нитроглицерина, эффектом. Изосорбит динитрат действует 4-6 часов; в форме пластинок, приклеиваемых на слизистую рта (динитросорбилонг), — 6-8 часов, в виде мази — 12 часов, в аэрозольных баллонах для нанесения на кожу — 18 часов. Создан пролонгированный динитрат, длительность эффекта которого достигает 24 часов (кардикет).
Изосорбит мононитрат отличается от динитрата более быстрым наступлением эффекта. Его можно использовать, если наступило привыкание к динитрату. Пролонгированные формы (оликард ретард, эфокс лонг) сохраняют эффект 24 часа.
К нитратам относится также препарат эринит, который обладает меньшими побочными эффектами, но и менее эффективен. Из новых нитратов можно назвать дилкоран (тетранитрат), который хорошо сочетается с другими препаратами для лечения стенокардии и действует 10 часов.
Следует отметить, что нитраты способны если не устранить полностью, то ослабить любой спазм гладкой мускулатуры внутренних органов, в частности при желчно-каменной и почечной колике. Нитраты и их препараты средней продолжительности и длительного действия используют для лечения сердечной недостаточности. Снижая приток венозной крови к сердцу и устраняя застой в малом круге кровообращения, эти препараты, конечно, не восстанавливают силу сердечной мышцы, но облегчают течение болезни и ослабляют приступы сердечной астмы.
НЕОЖИДАННОЕ СОВПАДЕНИЕ
Давно известно, что нитроглицерин вызывает расширение сосудов, но каков механизм этого процесса? Не менее хорошо известно, что в отличие от симпатической нервной системы, вызывающей сужение сосудов, парасимпатическая вызывает их расширение, но каким образом? Если симпатические волокна проникают в толщу сосуда и непосредственно подходят к их мышцам, а выделяемый этими волокнами передатчик нервных импульсов — норадреналин вызывает сокращения изолированных мышц сосудов, то все ясно. А вот волокна парасимпатических нервов к мышечному слою не подходят и заканчиваются в наружной оболочке сосудов. И ацетилхолин, передатчик парасимпатических импульсов, не только не действует на изолированные мышцы сосудов, но даже утрачивает сосудорасширяющий эффект при удалении внутренней оболочки, которая никакого отношения ни к нервам, ни к мышцам вообще не имеет. Загадка!
Начиная с 80-х годов прошлого века многие ученые в разных лабораториях занялись изучением этих непонятных явлений (см. «Наука и жизнь» № 7, 2001 г.). Не вдаваясь в историю и тонкости, отметим, что благодаря «элегантным» биохимическим и физиологическим исследованиям удалось установить несколько важных фактов.
Оказалось, что нитраты, вступая во взаимодействие в эндотелии сосудов с комплексом ферментов, частично переходят в нитриты с последующим выделением свободного NO — оксида азота, за счет которого и происходит расширение сосудов.
В физиологических условиях оксид азота образуется из аминокислоты аргинина с участием фермента NO-синтетазы. Аминокислота аргинин не является незаменимой, поскольку синтезируется во всех тканях организма. Ее недостаток возможен лишь при наследственном заболевании — цистинурии, при котором происходит ее избыточное выделение с мочой.
В результате активации парасимпатического нерва из его окончаний в наружной оболочке артерий выделяется ацетилхолин, который диффундирует через все слои сосуда до эндотелия (внутренней оболочки), где взаимодействует со специальным чувствительным к нему белком-рецептором — холинорецептором. Активация холинорецептора приводит к его взаимодействию с ферментом NO-синтетазой и образованию оксида азота. Последний проникает в мышечную оболочку сосуда, активируя фермент гуанилатциклазу. Этот фермент преобразует находящийся в мышце неактивный гуанозинмонофосфат (ГМФ) в активный циклический гуанозинмоно фосфат (цГМФ), который и является фактором, вызывающим расслабление гладкой мускулатуры сосудов. Оксид азота после этого быстро инактивируется, превращаясь в нитриты, цГМФ вновь переходит в неактивный ГМФ. Система возвращается в исходное состояние и ждет очередного прихода парасимпатического импульса.
На рисунке показана судьба всех участников регуляции сосудистого тонуса: оксид азота, окисляясь и включаясь в обмен веществ, образует многочисленные нитриты, цГМФ вновь превращается в ГМФ, но куда девается ацетилхолин? Этот вопрос как бы повис в воздухе, поскольку удаление ацетилхолина из реакции оказалось в стороне от «столбовой дороги» основного процесса. Такое положение показано на рисунке знаком вопроса. Автору этой статьи недавно удалось доказать, что в эндотелии сосудов существует фермент холинэстераза, который разрушает ацетилхолин после того, как он провзаимодействует с холинорецептором.
Тонус парасимпатических нервов, чувствительность NO-синтетазы и скорость инактивации оксида азота в разных тканях и органах различны. Они максимальны в сердце, мозге и половых органах. У мужчин парасимпатические импульсы вызывают эрекцию, а у женщин — набухание клитора и малых губ.
Совпадение, которое обещано в подзаголовке, состояло в том, что совершенно независимо от описанных работ американская фирма Pfizer начала работу по синтезу и внедрению нового препарата силденафил, предназначенного для лечения ангины. При клиническом испытании силденафила было установлено, что его побочным эффектом является возникновение стойкой эрекции. Руководители фирмы задумались и спросили у исследователей, в чем дело.
Тем временем Нобелевский комитет из всех ученых, занимавшихся проблемой оксида азота, выбрал трех, ставших лауреатами 1998 года: Роберта Ферчготта, Луиса Игнарро и Ферида Мурада, вклад которых в выяснение проблемы механизма действия нитроглицерина, регуляции сосудистого тонуса парасимпатической нервной системой и роли оксида азота действительно велик.
Очень скоро удалось выяснить, что силденафил обладает способностью замедлять распад циклического гуанозилмонофосфата и тем самым продлять его сосудорасширяющее действие, а следовательно, и усиливать эрекцию. 17 марта 1998 года фирма выпустила в продажу уже новый препарат под названием «виагра» для лечения импотенции. Новое лекарство быстро завоевало популярность. Вот так и произошло совпадение научного открытия с его немедленным промышленным использованием. А имена нобелевских лауреатов стали связывать не столько с наукой, сколько с практикой. Беды в этом нет, но ясность необходима во всем.
LiveInternetLiveInternet
zumiralda
все записи автора 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 одля 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.
