الإيثانول: الخصائص والتطبيقات. الآثار السلبية لاستقلاب الإيثانول الكحول الإيثيلي في الطب
تنقسم مكونات كحول الكونياك إلى مواد تنتقل أثناء التقطير من مواد النبيذ ، وإلى مواد تتشكل أثناء الشيخوخة في براميل البلوط. يأخذ نظام التصنيف الأخير لهذه المكونات في الاعتبار المواد التي مرت أثناء تقطير مواد النبيذ جنبًا إلى جنب مع المواد المتطايرة والمواد المتكونة أثناء الشيخوخة - مع المواد غير المتطايرة.
المواد المتطايرة.
المكون الرئيسي لكحول الكونياك هو الكحول الإيثيلي والماء. يجب اعتبار باقي المواد شوائب لهذين المكونين الرئيسيين. يجب أن يحتوي كحول الكونياك عالي الجودة في تركيبته على حد أدنى معين من الشوائب المتطايرة (وإلا ، يعتبر كحول الكونياك هذا مصححًا). تجدر الإشارة إلى أن كمية كبيرة جدًا من الشوائب المتطايرة تقلل من جودة كحول الكونياك.
في كحول الكونياك ، بالإضافة إلى الكحول الإيثيلي ، تم العثور على عدد من الكحولات الأليفاتية الأخرى: الميثانول ، البروبيل ، البوتيل ، الأيزوبوتيل ، الأميل ، الأيزو أميل والكحولات الأخرى.
يتميز كحول الميثيل (CH4OH) بالمؤشرات التالية: الوزن الجزيئي 32.04 ؛ الكثافة ρ \u003d 0.7913 ؛ نقطة الانصهار 97.7 درجة مئوية ، نقطة الغليان 64.7 درجة مئوية.
كحول الميثيل (الميثانول) سائل عديم اللون ، رائحته تشبه الإيثانول في شكله النقي ، وهو قابل للامتزاج مع الماء بأي نسبة ، ويذوب جيدًا في العديد من المذيبات العضوية. الميثانول سائل سام ، استنشاق بخاره ضار مثل الابتلاع. في المنتجات الغذائية والمشروبات ، لا يزيد حجمها عن 0.1٪.
في كحول الكونياك الجورجي والمولدوفي ، يحتوي الميثانول على آثار ضئيلة تصل إلى 0.08٪. في أرواح الكونياك من مواد النبيذ الأحمر ، تكون كمية كحول الميثيل أعلى بشكل ملحوظ (مرتين أو أكثر) من تلك الموجودة في الأبيض. تحتوي كحول الكونياك الذي تم الحصول عليه بواسطة تقنية Kakhetian (الشيخوخة على الحواف) على الميثانول 296 ... 336 مجم / دسم 3 ، وهو أعلى مرتين من مواد النبيذ التي تم الحصول عليها بواسطة التكنولوجيا الأوروبية (136 ... 288 مجم / دسم 3)
معامل تصحيح الميثانول أقل من واحد ، لذلك ، أثناء تقطير مواد نبيذ الكونياك ، يمر في جزء الذيل. في عملية الأكسدة مع برمنجنات البوتاسيوم ، يتحول كحول الميثيل إلى ألدهيد فورميك ، والذي يعطي لونًا أرجوانيًا ثابتًا مع حمض الكبريتيك الفوكسين (يفضل حمض الكروموتروبيك). يمكن استخدام هذا التفاعل في التحديد النوعي للميثانول في المشروبات الكحولية.
كحول الإيثيل (إيثانول ، C2H5OH) له وزن جزيئي 46.07 ، كثافة ρ \u003d 0.789 ، نقطة غليان 78.35 درجة مئوية ونقطة انصهار 114.5 درجة مئوية. إنه المنتج الرئيسي للتخمير الكحولي للسكريات برائحة خافتة ، سائل عديم اللون. يمتزج مع الماء بأي نسبة. بمحتوى 95.57٪ بالوزن. يغلي الكحول ويتم تقطيره عند درجة حرارة ثابتة 78.15 درجة مئوية.
من بين الخواص الكيميائية للكحول الإيثيلي ، يجب ملاحظة التفاعلات التالية: إنه يستبدل بسهولة الهيدروجين في مجموعة الهيدروكسيل بمعدن ، ويشكل بسهولة كحول الصوديوم وكحول الألومنيوم ، ويشكل إسترات مع الأحماض ، ونصفي وأسيتال مع الألدهيدات. تحدث أكسدة الإيثانول إلى أسيتالديهيد تحت تأثير الأكسجين القابل للذوبان في الكحول. يتأكسد الكحول الإيثيلي بسهولة بواسطة ثنائي كرومات البوتاسيوم والبرمنجنات وعوامل مؤكسدة أخرى مستخدمة في التحديد الكمي للكحول. ذوبان الأكسجين في الكحول أعلى بعدة مرات من الماء (بسبب تكوين مستحلب). يشكل الكحول الإيثيلي في حالة بخار مخاليط متفجرة قابلة للاحتراق مع الهواء. لذلك عندما يكون تركيز أبخرة الكحول في الهواء يساوي 3.28٪ ، ينفجر الخليط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أبخرة الكحول ، إذا تم استنشاقها باستمرار ، ضارة بجسم الإنسان. يمكن الشعور برائحة الكحول الإيثيلي بتركيز 0.25 مجم / دسم 3 بسهولة في الهواء.
ارتفاع نسبة الكحوليات.
في صناعة النبيذ وإنتاج الكونياك ، تعتبر الكحوليات الأعلى مجموع الكحولات الأليفاتية التي تحتوي على أكثر من ثلاثة أنواع من الكربون. هذه هي بروبيل ، بيوتيل ، أميل ، هيكسيل ، هيبتيل ، أوكتيل ، نونيل وكحولات أخرى ، وأيزومراتها. في النبيذ والكونياك ، يتم تحديدها بشكل أساسي في المجموع. باستخدام الأدوات الحديثة والكروماتوغرافيا ، بدأ تقسيمهم إلى مكونات منفصلة.
كحول بروبيل (C3H6OH) له وزن جزيئي 60.09 ، كثافة ρ \u003d 0.8036 ، نقطة انصهار 126.1 درجة مئوية ، نقطة غليان 97.2 درجة مئوية. يمتزج بسهولة مع الماء والكحول الإيثيلي والبنزين والأثير.
يبلغ الوزن الجزيئي للكحول البوتيل (C4H9OH) 74.0 وكثافة ρ \u003d 0.80978 ونقطة غليان تبلغ 117.4 درجة مئوية. يذوب في الماء البارد حتى 9٪ عند 15 درجة مئوية.
كحول الأيزوبوتيل (C4H11OH) له وزن جزيئي 74.0 ، كثافة ρ \u003d 0.802 ، نقطة غليان 108.1 درجة مئوية. يذوب كحول الأيزوبوتيل في الماء بنسبة حوالي 10٪ عند درجة حرارة 15 درجة مئوية ، ويذوب جيدًا في الكحول والأثير والبنزين.
كحول الأميل (C5H11OH) له وزن جزيئي 88.15 وكثافة ρ \u003d 0.814 ونقطة غليان 137.8 درجة مئوية.
كحول الإيزوأميل (С5Н11ОН) - غير نشط بصريًا ، له وزن جزيئي 88.15 ، كثافة ρ \u003d 0.814 ، نقطة غليان 132.1 درجة مئوية. وهو سائل زيتي ذو رائحة كريهة مميزة للغاية. تهيج أبخرة كحول الأيزو أميل الغشاء المخاطي وتسبب السعال. يذوب بشكل سيئ في الماء ، لكنه يذوب جيدًا في الأثير والكحول والبنزين.
كحول الإيزوأميل (С5Н11ОН) - نشط بصريًا ، له وزن جزيئي 88.15 ، كثافة ρ \u003d 0.819 ، نقطة غليان 129.4 درجة مئوية. وهو أيضًا سائل زيتي برائحة أكثر حدة من كحول الأيزو أميل غير النشط.
يشكل كلا من كحول الأيزو أميل الجزء الأكثر أهمية في زيوت الفوسل ، مع كحول أقل نشاطًا قليلاً.
جميع الكحوليات العالية هي المكونات الرئيسية التي لا يمكن الاستغناء عنها للشوائب المتطايرة من كحول الكونياك. يتراوح محتواها من 1000 إلى 3000 مجم / دسم 3.
يجب أن يعتمد تكوين الكحوليات الأعلى أثناء تخمير العنب على العديد من العوامل: سلالة الخميرة ، وظروف التخمير (الهوائية أو اللاهوائية) ، وما إلى ذلك. عند الرقم الهيدروجيني 2.6 ، تم تسجيل أقل كمية من الكحوليات الأعلى. عند درجة الحموضة 4.5 ، يتضاعف محتوى الكحوليات الأعلى ، ومع زيادة أخرى في الرقم الهيدروجيني ، انخفض محتوى الكحوليات الأعلى بشكل طفيف.
يؤثر بشكل كبير على تكوين الكحوليات الأعلى ودرجة حرارة الوسط (عند درجة حرارة التخمير من 15 إلى 35 درجة مئوية). يتم تحديد الحد الأقصى لتكوين الكحوليات الأعلى عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ، وعند درجة حرارة التخمير 35 درجة مئوية ، تقل كمية الكحوليات الأعلى أربع مرات.
يعتمد تأثير عوامل تكثيف نمو الخميرة (البيوتين ، الثيامين ، حمض البانتوثنيك ، إلخ) على طبيعة مصادر النيتروجين.
لقد ثبت الآن أن كحول الفيوزل يتكون ليس فقط من الأحماض الأمينية ، ولكن أيضًا من السكريات أثناء تخميرها. لذلك ، يمكن أن تكون نسبة الكحوليات المرتفعة ثانوية ونواتج ثانوية للتخمير الكحولي. بشكل عام ، يعتمد تكوين الكحوليات الأعلى على النشاط الكلي لعملية التمثيل الغذائي للخميرة.
وهكذا ، في روح الكونياك ، فإن الكحوليات الأعلى لها أصل مزدوج. الجزء الأول منها هو جزء لا يتجزأ من زيوت العنب العطرية ، والتي انتقلت أولاً إلى مواد النبيذ ، ثم إلى كحول الكونياك أثناء تقطيرها. يرجع جزء آخر إلى النشاط الحيوي للخميرة ، التي تشكل نسبة كحول أعلى من كل من السكر والأحماض الأمينية نتيجة نزع الأمين أو نقل الدم الذي يتبعه نزع الأمين.
الكحوليات العالية هي مواد سامة. هذه السمية تزداد مع زيادة الوزن الجزيئي. إذا تم أخذ سمية كحول الإيثيل كوحدة واحدة ، فإن سمية أيزوبيوتانول ستكون مساوية لأربعة ، و سمية كحول الأيزو أميل - 9.25.
مع ألدهيد الساليسيليك ، تعطي الكحوليات الأعلى لونًا أحمر مميزًا ، والذي يستخدم في تقديرها الكمي.
الأحماض العضوية.
في كحول الكونياك القديم ، الأحماض الأساسية هي أحماض غير متطايرة تتشكل أثناء استخلاص مكونات البلوط (الأحماض الأمينية ، التانينات ، الأحماض العطرية والبوليورونيك).
الأحماض الرئيسية لكحول الكونياك المقطر حديثًا هي الأحماض الدهنية: الفورميك ، الخليك ، البروبيونيك ، الزبد ، الناردين ، الكابرويك ، الإنانثيك ، الكابريليك ، بيلارجونيك ، اللوريك ، الأحماض العضوية الأخرى.
يوضح الجدول أدناه وصفًا موجزًا \u200b\u200bللأحماض العضوية الدهنية في كحول الكونياك.
الجدول الأحماض الأساسية لكحول الكونياك الدهني المقطر حديثًاو
|
اسم الحمض |
صيغة كيميائية |
الكتلة الجزيئية |
الكثافة ، جم / سم 3 ، ρ |
درجة حرارة الانصهار ، درجة مئوية |
درجة حرارة الغليان ، درجة مئوية |
وصفا موجزا ل |
|
|
فورميك |
سائل عديم اللون برائحة نفاذة ، قابل للامتزاج بالماء والكحول والأثير |
||||||
|
خليك |
سائل عديم اللون ذو رائحة مميزة ، قابل للذوبان في الماء ، الكحول ، الأثير ، البنزين |
||||||
|
بروبيونيك |
سائل عديم اللون ذو رائحة نفاذة ، قابل للذوبان في الماء ، الكحول ، الأثير |
||||||
|
نفط |
سائل عديم اللون ، قابل للذوبان في الكحول ، الأثير ، رائحة كريهة |
||||||
|
فاليريانوفا |
سائل ذو رائحة مميزة ، قابل للذوبان في الكحول ، الأثير ، أسوأ في الماء |
||||||
|
نايلون |
سائل زيتي برائحة مميزة ، يذوب في الكحول والأثير |
||||||
|
إنانثيك |
سائل زيتي برائحة مميزة |
||||||
|
كابريليك |
سائل زيتي ، قابل للذوبان في الكحول والأثير ، البنزين ، الكلوروفورم ، الماء الساخن |
||||||
|
بيلارجونوفايا |
قابل للذوبان في الكحول والأثير والبنزين |
||||||
|
كابريك |
|||||||
|
لوريك |
إبر عديمة اللون ، قابلة للذوبان في الأثير والبنزين والكحول. مقطر ببخار الماء |
||||||
|
ميريستيك |
في كحول الكونياك ، تحتوي الأحماض المتطايرة من 80 إلى 1000 مجم / ديسيمتر مكعب ، وأحيانًا أكثر.
بالإضافة إلى الأحماض العضوية ، توجد أيضًا الأحماض المعدنية في أرواح الكونياك والكونياك. بشكل أساسي ، هو كبريتية وكبريتية ، تتشكل أثناء الأكسدة. توجد هذه الأحماض في أرواح الكونياك المصنوعة من مواد نبيذ كبريتية. يمكن أن تصل كمية حمض الكبريت الكلي (من حيث ثاني أكسيد الكبريت) في الكحول المقطر حديثًا إلى 240 مجم / دسم 3.
تختلف قيمة الرقم الهيدروجيني في أرواح الكونياك والكونياك اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على التكنولوجيا والنوع والعمر. مع التقطير التجزيئي ، ينخفض \u200b\u200bالرقم الهيدروجيني. على سبيل المثال ، إذا كان للكسر الرئيسي درجة حموضة 6.2 ، فإن الكسر الأوسط (حتى القلعة 42.5٪) له أس هيدروجيني 4.0 ، وكسر الذيل - 3.2. كل هذا يعتمد على كل من المحتوى الحمضي وقوة الكحول ، مما يمنع تفكك المجموعات الكربوكسيلية. لذلك ، في المحاليل المائية الكحولية الأقوى ، تكون قيمة الرقم الهيدروجيني لنفس الحموضة أعلى من المحاليل الضعيفة.
التغيير الأكثر دراماتيكية في درجة الحموضة في أرواح الكونياك والكونياك في العامين الأولين من الشيخوخة. بدءًا من 10 سنوات من الشيخوخة ، لا يتغير الرقم الهيدروجيني عمليًا في نطاق 4.1 ... 4.0.
استرات.
الجزء الرئيسي من الإسترات في أرواح الكونياك والكونياك هو إسترات الإيثيل للأحماض الدهنية ، والتي يتراوح محتواها ، في معظم الحالات ، من 300 إلى 1600 مجم / ديسيمتر مكعب. وتشمل هذه بشكل رئيسي فورمات الإيثيل وخلات الإيثيل.
فورمات الإيثيل (C3H6O) له وزن جزيئي 74 ، كثافة 0.91678 جم / سم 3 ، نقطة غليان 54.3 درجة مئوية. يذوب بسهولة في الماء عند درجة حرارة 25 درجة مئوية.
إيثيل الأسيتات (أسيتات الإيثيل) (C4H8O2) له وزن جزيئي 88.10 ، كثافة 0.9006 جم / سم 3 ، نقطة انصهار 83.6 درجة مئوية ، ونقطة غليان 77.1 درجة مئوية. إنه سائل عديم اللون ذو رائحة فاكهية أثيري. يمتزج بأي نسبة مع العديد من المذيبات العضوية (الكحول ، الأثير ، البنزين ، إلخ).
بالإضافة إلى هذه الاسترات ، تم العثور على استرات الإيثيل التالية للأحماض الدهنية في كحول كونياك والكونياك: إيثيل بروبيان (C7H12O) ، إيثيل بوتيرات (C7H12O2) ، إيثيل فاليريانات (C7H14O2) ، إيثيل كابرونات (C8H16O2) ، إيثيلينات 12) إيثيلين ثاتي ، C9H128O2 د.
بالإضافة إلى استرات الإيثيل للأحماض الدهنية ، تم العثور على استرات بروبيل ، بيوتيل ، أميل ، وكحول هيكسيل وأيزومراتها في كحول الكونياك.
في كل من أرواح الكونياك والكونياك ، يكون المكون الرئيسي للإسترات هو أسيتات الإيثيل والإيثر الإنانثي ، والذي يتكون أساسًا من الخميرة أثناء التخمير. اعتمادًا على سلالة الخميرة أو ظروف التخمير ، قد تختلف كمية الإستر. بشكل عام ، يعتمد محتوى الإسترات في ماء البحر والكونياك على تركيز الأحماض والكحول.
من الخصائص المهمة جدًا للإسترات قدرتها على التصبن تحت تأثير القلويات ، والتي تُستخدم لتحديدها الكمي.
وتجدر الإشارة إلى أنه في هذه الحالة يتم تصبن أسيتات الإيثيل بسهولة أكبر بكثير من استرات الأحماض عالية الغليان ، والتي تستخدم لتحديد إسترات الإنانث في كحول الكونياك. مع الهيدروكسيلامين ، تشكل الإسترات هيدروكسامات ، والتي تعطي لونًا أزرق داكنًا مميزًا في وجود الحديد الحديدي.
الألدهيدات والأسيتال.
تتراوح كمية الألدهيدات المتطايرة (الأليفاتية) في أرواح الكونياك بين 50 ... 500 مجم / دسم 3 من الكحول المطلق. بشكل عام ، تم العثور على الألدهيدات المتطايرة مثل الألدهيدات الخليك ، البروبيونيك ، الأيزوبوتيريك والإيزوفاليريك بكميات كبيرة في كحول الكونياك.
أسيتالديهيد (أسيتالدهيد ، إيثانال) (C2H4O) له وزن جزيئي قدره 44.05 ؛ الكثافة ρ \u003d 0.783 كجم / dm3 ، نقطة الانصهار - 122.6 درجة مئوية ، نقطة الغليان - 20.8 درجة مئوية. وهو سائل عديم اللون وسهل التنقل وله رائحة نفاذة يسهل مزجه مع الماء والكحول والأثير. يتفاعل مع ثنائي كبريتيت الصوديوم وثاني أكسيد الكبريت.
بروبيونالديهيد (C3H6O) له وزن جزيئي 58.08 ؛ الكثافة ρ \u003d 0.807 كجم / dm3 ، نقطة الانصهار - 81 درجة مئوية ، نقطة الغليان - 49.1 درجة مئوية. وهو سائل ذو رائحة خانقة ، ويمتزج بالكحول والأثير ، ويذوب قليلاً في الماء.
إيزوبوتييرالدهيد (C4H8O) له وزن جزيئي 72.0 ؛ الكثافة ρ \u003d 0.794 كجم / dm3 ، نقطة الغليان - 64 درجة مئوية.
ألدهيد متساوي التساوي (C5H10O) له وزن جزيئي 86.13 ؛ الكثافة ρ \u003d 1.39 كجم / dm3 ، نقطة الانصهار - ناقص 51 درجة مئوية ، نقطة الغليان - 92.5 درجة مئوية.
جميع الألدهيدات في المحاليل المائية تضيف الماء ، لذلك فهي لا تمتص الضوء في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف. من الخصائص المهمة جدًا للألدهيدات تفاعلها مع بيسلفيت وحمض الكبريتيك. الألدهيدات حساسة جدًا لعمل المؤكسدات ، كما أنها قادرة على الأكسدة الذاتية بتكوين الأحماض الكربوكسيلية.
التفاعل المميز للألدهيدات والأحماض هو تفاعلها في وسط حمضي مع 2،4-ثنائي نيتروفينيل هيدرازين لتكوين 2،4-ثنائي نيتروفينيل هيدرازون ، والذي يعطي لونًا أحمر قويًا في وسط قلوي. يمكن استخدام هذا التفاعل لتحديد كمية الألدهيدات.
في كحول الكونياك ، يتراوح المحتوى الإجمالي للألدهيدات الأليفاتية من 30 إلى 300 مجم / دسم 3. الجزء الرئيسي منهم هو الخل. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على ألدهيدات كروتونية وبروبيونية ومتساوية وفاليريان في أرواح الكونياك.
مع شيخوخة أرواح الكونياك ، يزداد محتوى الأسيتالديهيد فقط ، وينخفض \u200b\u200bمحتوى الألدهيدات الأليفاتية الأخرى.
تشكل الألدهيدات مع كحول الكونياك الأسيتال مع إطلاق جزيئين من الماء. يكون ثبات الأسيتال في الوسط القلوي أعلى بكثير مما هو عليه في الوسط الحمضي ، حيث يتم تصبنه سريعًا إلى الألدهيدات الأولية والكحول.
بشكل عام ، يؤدي تكوين الأسيتال والنصفي في أرواح الكونياك إلى تلطيف النغمات القاسية في باقة الكونياك.
وفقًا لقانون عمل الجماهير ، في أرواح الكونياك والكونياك ، فإن العامل الرئيسي الذي يؤثر على تركيز الأسيتال هو محتوى الكحول.
أهم المركبات المتطايرة التي تؤثر على مؤشرات جودة الكونياك هي بوتيلين جلايكول وأسيتوين وداي أسيتيل ، وكميتها في كحول الكونياك هي: بوتيلين جلايكول - 6.1 مجم / دسم 3 ؛ أسيتوين - 4.6 مجم / ديسيمتر 3 وداي أسيتيل - 1.6 مجم / ديسيمتر مكعب. تحتوي أرواح الكونياك أيضًا على الأمينات المتطايرة ، وهي شوائب الذيل في تقطير مواد النبيذ.
مواد غير متطايرة (مستخلصات) أرواح الكونياك هي مكونات مستخرجة من براميل البلوط ومنتجات تحولاتها الكيميائية. تعتمد كمية المواد غير المتطايرة في أرواح الكونياك على درجة حرارة الكحول أثناء التخزين ، ووقت الاحتفاظ بالبراميل ، وسعة البراميل ، وتكوين الكحوليات المختلفة وعدد من العوامل الأخرى.
تحتوي الكونياك الفرنسية على مواد مستخرجة من 4.5 إلى 12 جم / دسم 3 ، أرميني - من 9.86 إلى 9.62 جم / دسم 3 ، إيطالي - حتى 21.5 جم / دسم 3 ، جورجي (من 2 إلى 22 عامًا) - من 1.5 إلى 6.0 جم / دسم 3.
أثناء شيخوخة الكونياك ، تخضع المواد الاستخراجية لتحولات كيميائية مختلفة ، وتشكل عددًا من المنتجات المتطايرة ، مثل الألدهيدات والأحماض وما إلى ذلك.
عندما يتقدم عمر أرواح الكونياك في برميل من خشب البلوط ، فإن الكحول يعمد إلى نقع اللجنين البلوط ومنتجاته المتحللة (الألدهيدات العطرية والأحماض) ، والتي تخضع لاحقًا لتفاعلات التحلل والبلمرة المختلفة. إن منتجات المزيد من التحول من اللجنين إلى روح كونياك متنوعة للغاية. اعتمادًا على قابلية الذوبان في الماء والأثير ، وكذلك التقلب ، ينقسم مجمع اللجنين لأرواح الكونياك إلى عدد من الكسور:
· غير متطاير ، وقابل للذوبان في الماء والأثير ؛
· غير متطاير قابل للذوبان في الماء ، غير قابل للذوبان في الأثير ؛
· متطاير ، في الماء وقابل للذوبان في الأثير ؛
· قابل للذوبان في الأثير وغير قابل للذوبان في الماء ؛
غير قابل للذوبان في الماء ، إلخ.
اللجنين غير القابل للذوبان في الماء هو ذلك الجزء من منتجات النقع من البلوط الذي يترسب عند تخفيفه بالكحول (جزء غير قابل للذوبان في الماء). التركيب الأولي لهذا اللجنين هو كما يلي: الهيدروجين - 5.67٪ ؛ كربون - 59.09٪ ؛ مجموعات الميثوكسيل - 11.38 ٪ (بيانات من Egorov IA و Skurikhin IM)
الجزء القابل للذوبان في الماء من مركب اللجنين لكحول الكونياك هو 85٪ من الإجمالي. يحتوي هذا الجزء على العديد من الجلوكوزيدات والنصوص والإيثرات (مكونات عطرية من اللجنين). تتأكسد المواد القابلة للذوبان في الماء في مركب اللجنين من كحول الكونياك بسهولة بواسطة البرمنجنات في تحديد التانينات.
يتم تمثيل حوالي 30 ٪ من مركب اللجنين من كحول الكونياك بمواد قابلة للذوبان في الأثير. يتضمن تكوين هذه المواد عددًا الألدهيدات العطرية (فانيلين ، سيرينغالدهيد ، هيدروكسي بنزالديهيد ، كونيفريل ألدهيد ، ألدهيد سينابيك) والأحماض العطرية (حمض الفانيليك ، حمض السيرنجيك ، حمض الهيدروكسي بنزويك). دعونا نفكر بإيجاز في خصائصها.
الفانيلين (С8Н8О3) له وزن جزيئي 152 ، كثافة ρ \u003d 1.056 ، نقطة انصهار 81.2 درجة مئوية ، قليل الذوبان في الماء ، قابل للذوبان بسهولة في الكحول ، الكلوروفورم ، الأثير ، ثاني كبريتيد الكربون والمحاليل القلوية. له مضان أزرق غامق.
ليلك ألدهيد (C9H10O4) له وزن جزيئي 182 ، نقطة انصهار 113 درجة مئوية ، يذوب في الأثير ، الإيثانول ، الكلوروفورم ، حمض الأسيتيك ، البنزين الساخن ، بكثافة في الماء والنفتا ، لا يذوب في الأثير البترولي. أملاح ألدهيد الليلك والبوتاسيوم والصوديوم صفراء ، قابلة للذوبان في الماء والكحول.
أوكسي بينزالديهيد (С7Н6О2) له وزن جزيئي 122 ، نقطة انصهار تبلغ 116 درجة مئوية ، يتبلور بسهولة من الماء ، يذوب في الماء الساخن ، الإيثانول ، الأثير ، لا يذوب في الماء البارد.
كونيفريل ألدهيد (C10H10O3) له وزن جزيئي 178 ، نقطة انصهار 82.5 درجة مئوية ، يتبلور من البنزين ، يذوب في الميثانول ، الإيثانول ، الأثير ، الكلوروفورم ، ويذوب في النافتا. يعطي التألق الأخضر.
سينابالدهيد (С11Н12О4) له وزن جزيئي قدره 208 ، ونقطة انصهار 108 درجة مئوية ، قابل للذوبان بسهولة في الكحول وحمض الخليك ، وغير قابل للذوبان عمليًا في الماء والبنزين والأثير. يذوب في الأحماض المعدنية المركزة مع تكوين اللون الأزرق والأحمر. يعطي التألق الأخضر.
بشكل عام ، تعتبر الألدهيدات العطرية ضرورية لرائحة الكونياك المسنة. أنها تعطي عددًا من التفاعلات اللونية المميزة (أشهر تفاعل مع الفلوروجلوسينول في حمض الهيدروكلوريك).
أحماض عطرية تظهر نتيجة أكسدة الألدهيدات العطرية في كحول الكونياك. هذا حمض الفانيليك بوزن جزيئي 168 ونقطة انصهار 207 ... 210 درجة مئوية ، قابل للذوبان بسهولة في الإيثانول والأثير ؛ حمض الليلك بوزن جزيئي 198 ونقطة انصهار 204.5 درجة مئوية ، قابل للذوبان في الأثير والإيثانول والكلوروفورم ؛ حمض الهيدروكسي بنزويك بوزن جزيئي 138 ، كثافة ρ \u003d 1.443 كجم / دسم 3 ، نقطة انصهار 215 درجة مئوية.
تتفاعل جميع الأحماض العطرية بقوة مع كواشف فولين دينيس. في كحول الكونياك البالغ من العمر ثلاث سنوات ، تبلغ كمية أحماض الفانيليك والليلاك 0.16 مجم / دسم 3 لكل منهما ، وفي كحول الكونياك البالغ من العمر خمسة عشر عامًا ، تزداد بشكل حاد وتصل إلى 0.5 مجم / دسم 3 لكل منهما.
العفص (تانيدي). يوجد عدد قليل نسبيًا من هذه المواد في روح الكونياك حتى بعد الشيخوخة الطويلة في براميل البلوط (تصل إلى 0.25 جم / دسم 3). لكن أرواح الكونياك تحتوي على كمية كبيرة من المواد المشابهة في التركيب الكيميائي للعفص. كلهم متحدون من خلال وجود مجموعات الهيدروكسيل المعدني ولها اسم شائع: العفص من كحول الكونياك.
أثبت Skurikhin IM في تجاربه أن العفص في أرواح الكونياك لا يمكن أن يكون في وضع حر فحسب ، بل يرتبط أيضًا باللجنين ، وأن العفص في كحول الكونياك لا يمثل مجمعًا متجانسًا.
اعتمادًا على القدرة على امتصاص مسحوق الجلد وعلى قابلية الذوبان في المحاليل المائية ، يتم تقسيم العفص إلى ثلاثة أجزاء:
1. غير قابل للذوبان في الماء ، يمكن فصله بسهولة عن المحلول بعد تقطير الكحول. عددهم 20 ... 36٪ من كمية العفص الذائبة في كحول الكونياك.
2. قابل للذوبان في الماء ، والذي يبقى في المحلول بعد تقطير الكحول ويمتص بمسحوق الجلد. مقدارها 36 ... 60٪ من إجمالي كمية الكونياك تانيدات.
3. قابل للذوبان في الماء ، لا يمتص بواسطة مسحوق الجلد. عددهم 20 ... 30٪ من كمية العفص.
في كحول الكونياك ، نتيجة للتحلل المائي للعفص ، تظهر الأحماض الإيلاجيك والغالية بكميات ملحوظة. تتميز خواص هذه الأحماض بالبيانات التالية:
حمض إيلاجيك (C14H6O8) له وزن جزيئي 302 ، نقطة انصهار 360 درجة مئوية. الحمض بالكاد قابل للذوبان في الماء والكحول ، غير قابل للذوبان في الأثير ، مع FeCl3 يعطي اللون الأخضر. يتشكل الحمض أثناء التحلل المائي لعفص البلوط.
حمض الغال (C7H6O5) له وزن جزيئي يبلغ 170 ، يتبلور من الماء مع جزيء ماء واحد ، غير قابل للذوبان في الكلوروفورم والبنزين. حمض الغاليك له تأثير مضاد للأكسدة على التربين والزيوت الدهنية ، وهو مكون دائم مصاحب لخشب البلوط.
الكربوهيدرات ونواتج تحولاتها. يتم تمثيل الكربوهيدرات ومنتجاتها في كحول الكونياك بأبسط السكريات الأحادية - الفركتوز ، الجلوكوز ، الزيلوز ، الأرابينوز ، الرامنوز ، المانوز وكمية صغيرة من الدكسترين. بالإضافة إلى ذلك ، عند مزج الكونياك ، يضاف اللون (منتج كراميل السكروز) والسكروز.
الفركتوز (C6H12O6) هو كحول كيتو ، وله وزن جزيئي 180 ، ونقطة انصهار 102 ... 104 درجة مئوية ، وكثافة 1.6 \u003d 1.669 كجم / دسم 3. يمكن أن يوجد أحد أشكال الفركتوز ، وهو الفركتوبرينوز ، في تعديلين: α و. تحتوي البلورات دائمًا على β-D- فركتوز. في المحاليل المائية ، يتم تقديم D- الفركتوز في شكل فركتوبيرانوز وفركتوفورانوز.
الجلوكوز (C6H12O6) - له وزن جزيئي 180 ونقطة انصهار 146 درجة مئوية وكثافة ρ \u003d 1.544 كجم / دسم 3. إنه كحول ألدهيد متعدد الهيدروكسيل.
يحتوي شكل ألدهيد الجلوكوز على أربع ذرات كربون غير متماثلة ، بينما يحتوي الشكل الدوري على ذرة خامسة غير متماثلة. لذلك ، يمكن أن يوجد D-glucose في تعديلين: α و β. α-D-glucose أقل قابلية للذوبان في الماء ، بينما β-D-glucose أكثر قابلية للذوبان في الماء.
مثل جميع السكريات الأحادية الأخرى ، يعتبر الجلوكوز عامل اختزال قوي. يؤدي تسخين الجلوكوز في محاليل الأحماض المعدنية إلى فقدان ثلاثة جزيئات ماء وتكوين أوكسي ميثيل فورفورال ، وهو سائل زيتي برائحة التفاح الناضج ، والذي له خصائص ترميمية قوية. في المستقبل ، تتحلل هذه المادة إلى أحماض ليفولينيك وفورميك.
الزيلوز (C5H10O5) - له وزن جزيئي 150.13 ونقطة انصهار 154 درجة مئوية وكثافة ρ \u003d 1.535 كجم / دسم 3. إنه مادة بلورية ، نصفها حلو مثل السكروز. يقلل الزيلوز سائل Felling بنفس القدر مثل الجلوكوز ، وعند غليه بالأحماض المعدنية المخففة ، فإنه يعطي فورفورال.
يتميز Arabinose (C5H10O5) بأنه عامل مختزل لسائل القطع مع تكوين أكسيد النحاس. الوزن الجزيئي 150.13 ، نقطة الانصهار 160 درجة مئوية ، الكثافة ρ \u003d 1.585 كجم / دسم 3. الأرابينوز مادة بلورية مذاقها أقل حلاوة من الجلوكوز. تحت تأثير الأحماض المعدنية المخففة ، تفقد ثلاثة جزيئات ماء وتشكل فورفورال.
رامنوز (C6H12O5) يتبلور من جزيء واحد من الماء ، له وزن جزيئي قدره 182.17 ؛ يذوب رامنوز هيدرات عند درجة حرارة قريبة من 93 ... 97 درجة مئوية ، ورامنوز اللامائي - عند 122 ... 126 درجة مئوية. رامنوز ضعيف الذوبان في الأثير ، جيد في الماء والكحول. في الهواء ، يمتص رامنوز اللامائي الماء ويتحول إلى أحادي الهيدرات. رامنوز مذاق حلو ، لكن السكروز أكثر حلاوة بثلاث مرات ، والجلوكوز ضعف الحلو.
السكروز (С12Н22О11) هو جزء لا يتجزأ من خلط الكونياك. الوزن الجزيئي 342.3 ، نقطة الانصهار 184 ... 185оС ، الكثافة ρ \u003d 1.583 كجم / dm3. وهو عبارة عن ثنائي السكاريد الذي يتم تكسيره بواسطة الأحماض المعدنية المخففة أو إنزيم الإنفرتيز إلى خليط من كميات متساوية من الجلوكوز D و D- الفركتوز (السكر المحول).
السكروز مادة بلورية عديمة اللون وذات طعم حلو. السكروز المنصهر ، عند تبريده ، يتصلب في كتلة زجاجية. يتحلل السكروز إلى مادة لا تتبلور (كراميل) فوق نقطة انصهارها.
في الأثير والكلوروفورم ، السكروز غير قابل للذوبان ، لكنه قابل للذوبان في الماء بسهولة ، في الكحول المطلق قابل للذوبان بشكل طفيف ، في محاليل الماء والكحول أفضل.
Kohler هو منتج من كراميل السكروز عند درجة حرارة 180 ... 200 درجة مئوية ، أي أعلى من نقطة انصهار السكروز. أثناء عملية الكرملة ، يتم تجفيف السكروز بتكوين العديد من منتجات البوليمر: الكراميل والأحماض العضوية والمركبات الأخرى. لا يعتمد لون نظام الألوان على أنهيدريد السكروز عديم اللون ، ولكن على الأحماض الدبالية التي تتشكل في هذه الحالة. يحتوي كوهلر على 35-60٪ سكر. يذوب جيدًا في كحول الكونياك والماء. عند تخفيفه بمقدار 1 مل في 1 لتر من الماء ، يجب أن يتوافق لونه مع لون 10 مل من 0.1 ن يود في 1 لتر من الماء. كثافة نظام الألوان 1.3 ... 1.4 كجم / dm3.
إذا لم يتم العثور على السكروز في كحول الكونياك ، فإن محتواه في الكونياك (نتيجة إضافة شراب السكر) يصل إلى 25 جم / دسم 3. يضاف Kohler بشكل أساسي فقط إلى الكونياك العادي.
فوران الألدهيدات... من بين هذه الألدهيدات ، تم العثور على فورفورال ، ميثيل فورفورال ، وأوكسيميثيل فورفورال في كحول كونياك.
فورفورال (С5Н4О2) له وزن جزيئي 96.08 ، كثافة ρ \u003d 1.1598 كجم / دسم 3 ، نقطة انصهار 38.7 درجة مئوية ، ونقطة غليان 161.7 درجة مئوية. وهو سائل عديم اللون له رائحة مميزة ، وقابل للذوبان في الكحول والأثير بسهولة. أثناء التخزين ، يتحلل فورفورال ببطء مع تكوين حمض الفورميك والمواد الدبالية البنية. يعطي فورفورال في وسط حمضي لونًا ورديًا مميزًا مع الأنيلين. يستخدم هذا التفاعل اللوني للقياس الكمي.
ميثيل فورفورال (C6H6O2) له وزن جزيئي 110.0 ، كثافة ρ \u003d 1.1072 كجم / دسم 3 ، ونقطة غليان 187 درجة مئوية. يذوب بسهولة في ثلاثين جزءًا من الماء.
أوكسي ميثيل فورفورال (C6H6O3) له وزن جزيئي 126 ، ونقطة انصهار 35 ... 35.5 درجة مئوية ، ونقطة غليان 114 ... 116 درجة مئوية. يذوب جيدًا في الإيثانول والماء وخلات الإيثيل. يتكون من ترطيب الجلوكوز والفركتوز.
المواد المعدنية وغيرها. في المتوسط \u200b\u200b، في كحول الكونياك ، يتراوح محتوى الرماد من 0.034 جم / دسم 3 وأعلى ، في أرواح الكونياك الصغيرة حتى 0.118 جم / دسم 3 ، في المشروبات القديمة (أكثر من 20 عامًا) حوالي 1٪ من المستخلص.
يعتمد تكوين عناصر الرماد لأرواح الكونياك والكونياك في كثير من الحالات على تكوين شجرة البلوط. يمكن للمرء أن يتوقع وجود K ، Ca ، Na ، Mg ، Cl ، P ، Si ، إلخ. أثناء تقطير مواد النبيذ ، بسبب التلامس مع جهاز النحاس والحديد ، تمر كمية ملحوظة من الحديد والنحاس في كحول كونياك. يمكن أن تحتوي أرواح الكونياك المخزنة في خزانات الألومنيوم غير المطلية على ما يصل إلى 20 مجم / دسم 3 من الألومنيوم ، مما يؤثر سلبًا على طعم ورائحة الكحول.
مع شيخوخة كحول الكونياك ، تحدث زيادة طبيعية في الاستخراج والرماد ، ينخفض \u200b\u200bمحتوى الرماد (٪ الرماد في المستخلص) ، ويرجع ذلك إلى ترسيب عدد من العناصر التي تشكل المواد المعدنية. تنخفض كمية العناصر مثل النحاس والحديد والمغنيسيوم بشكل ملحوظ أثناء شيخوخة كحول الكونياك ، وهو ما يفسر من خلال ترسيبها في شكل أملاح قليلة الذوبان من أحماض التانيك والأحماض العضوية. يزداد محتوى К і Na نتيجة الاستخراج من خشب البلوط وتركيزه بسبب تبخر الكحول من البراميل أثناء الشيخوخة.
وفقًا للتعليمات التكنولوجية الحالية ، يُسمح بالكمية التالية من المعادن الثقيلة في أرواح الكونياك والكونياك: الرصاص - غير مسموح به ، والحديد - لا يزيد عن 1 مجم / دسم 3 ، والقصدير - لا يزيد عن 5 مجم / دسم 3 والنحاس - لا أكثر من 8 مجم / دسم 3.
بالإضافة إلى المعادن ، تحتوي أرواح الكونياك أيضًا على مواد نيتروجينية ، تبلغ قيمتها حوالي 2 ٪ من المواد المستخرجة من الكحول. وهكذا ، في كحول الكونياك البالغ من العمر 24 عامًا ، يصل محتوى النيتروجين الكلي إلى 82 مجم / ديسيمتر مكعب. من بين المواد النيتروجينية في كحول الكونياك ، تسود الأحماض الأمينية مثل الجليكوكول وحمض الجلوتاميك والبرولين وما إلى ذلك.
أسيتالديهايد, أسيتالديهيد، ethanal ، CH 3 · CHO ، يوجد في كحول النبيذ الخام (الذي يتكون أثناء أكسدة الكحول الإيثيلي) ، وكذلك في أحزمة الكتف الأولى التي تم الحصول عليها أثناء تصحيح كحول الخشب. في السابق ، تم الحصول على الأسيتالديهيد عن طريق أكسدة كحول الإيثيل مع ثنائي كرومات ، لكنهم تحولوا الآن إلى طريقة التلامس: خليط من بخار كحول الإيثيل والهواء يمر عبر معادن ساخنة (محفزات). يحتوي الأسيتالديهيد الناتج عن تقطير كحول الخشب على حوالي 4-5٪ من الشوائب المختلفة. إن طريقة استخلاص الأسيتالدهيد عن طريق تحلل حمض اللاكتيك عن طريق تسخينه لها أهمية تقنية. كل هذه الأساليب لإنتاج الأسيتالديهيد تفقد أهميتها تدريجياً فيما يتعلق بتطوير طرق تحفيزية جديدة لإنتاج الأسيتالديهيد من الأسيتيلين. في البلدان التي لديها صناعة كيميائية متطورة (ألمانيا) ، اكتسبوا السيادة وجعلوا من الممكن استخدام الأسيتالديهيد كمادة أولية لإنتاج مركبات عضوية أخرى: حمض الأسيتيك ، ألدول ، إلخ. أساس الطريقة التحفيزية هو التفاعل المكتشف بواسطة Kucherov: يضيف الأسيتيلين في وجود أملاح أكسيد الزئبق جسيمًا واحدًا من الماء ويتحول إلى أسيتالديهيد - CH: CH + H 2 O \u003d CH 3 · CHO. للحصول على أسيتالديهيد بموجب براءة اختراع ألمانية (مصنع المواد الكيميائية Griesheim-Electron في فرانكفورت أم ماين) ، يتم تمرير الأسيتيلين في محلول من أكسيد الزئبق في حمض الكبريتيك القوي (45٪) ، ويتم تسخينه إلى ما لا يزيد عن 50 درجة مئوية ، مع التقليب القوي ؛ يتم بشكل دوري شفط الأسيتالديهيد والبارالدهيد الناتج أو تقطيره في فراغ. ومع ذلك ، فإن أفضل طريقة هي الطريقة التي تطالب بها براءة الاختراع الفرنسية 455370 ، والتي يعمل فيها مصنع كونسورتيوم الصناعة الكهربائية في نورمبرج.
هناك ، يتم تمرير الأسيتيلين إلى محلول ساخن ضعيف (لا يزيد عن 6٪) من حامض الكبريتيك المحتوي على أكسيد الزئبق ؛ يتم تقطير وتكثيف الأسيتالديهيد المتكون خلال هذه العملية باستمرار في أجهزة استقبال معينة. وفقًا لطريقة Grisheim-Electron ، يتم فقد بعض الزئبق المتكون نتيجة الاختزال الجزئي للأكسيد ، لأنه في حالة مستحلب ولا يمكن تجديده. تعتبر طريقة الاتحاد في هذا الصدد ميزة كبيرة ، حيث يتم هنا فصل الزئبق بسهولة عن المحلول ثم تحويله كهروكيميائيًا إلى أكسيد. العائد كمي تقريبًا والأسيتالديهيد نقي جدًا. الأسيتالديهيد سائل متقلب ، عديم اللون ، درجة غليان 21 درجة ، الثقل النوعي 0.7951. يمتزج بالماء بأي نسبة ، ويتحرر من المحاليل المائية بعد إضافة كلوريد الكالسيوم. من بين الخواص الكيميائية للأسيتالديهيد ، فإن ما يلي له أهمية تقنية:
1) تؤدي إضافة قطرة من حامض الكبريتيك المركز إلى البلمرة مع تكوين البارالدهيد:
يستمر التفاعل بإطلاق حرارة كبيرة. Paraldehyde هو سائل يغلي عند 124 درجة مئوية ولا يظهر تفاعلات ألدهيد نموذجية. عند تسخينها بالأحماض ، تحدث إزالة البلمرة ، ويتم الحصول على الأسيتالديهيد مرة أخرى. بالإضافة إلى البارالدهيد ، يوجد أيضًا بوليمر بلوري من الأسيتالديهيد - ما يسمى ميتالديهيد ، والذي ربما يكون عبارة عن أيزومر مجسم للبارالدهيد.
2) في وجود بعض المحفزات (حمض الهيدروكلوريك ، كلوريد الزنك والقلويات الضعيفة بشكل خاص) يتم تحويل الأسيتالديهيد إلى ألدول. تحت تأثير القلويات الكاوية القوية ، يحدث تكوين راتنج الألدهيد.
3) تحت تأثير كحول الألومنيوم ، يتم تحويل الأسيتالديهيد إلى أسيتات إيثيل (تفاعل Tishchenko): 2CH 3 · CHO \u003d CH 3 · COO · C 2 H 5. تستخدم هذه العملية لإنتاج أسيتات الإيثيل من الأسيتيلين.
4) تعتبر تفاعلات الإضافة ذات أهمية خاصة: أ) يعلق الأسيتالديهيد ذرة أكسجين ، بينما يتحول إلى حمض أسيتيك: 2CH 3 · CHO + O 2 \u003d 2CH 3 · COOH ؛ تتسارع الأكسدة إذا تمت إضافة كمية معينة من حمض الأسيتيك إلى الأسيتالديهيد (جريشيم إلكترون) ؛ أهمها طرق الأكسدة التحفيزية. المحفزات هي: أكسيد - أكسيد الحديد ، خامس أكسيد الفاناديوم ، أكسيد اليورانيوم ، وخاصة مركبات المنجنيز ؛ ب) إضافة ذرتين من الهيدروجين ، يتم تحويل الأسيتالديهيد إلى كحول إيثيلي: CH 3 · CHO + H 2 \u003d CH 3 · CH 2 OH ؛ يتم إجراء التفاعل في حالة بخار في وجود محفز (نيكل) ؛ في ظل بعض الظروف ، يتنافس الكحول الإيثيلي الصناعي بنجاح مع الكحول الذي يتم الحصول عليه عن طريق التخمير ؛ ج) ينضم حمض الهيدروسيانيك إلى الأسيتالديهيد ، مكونًا نيتريل حمض اللاكتيك: CH 3 CHO + HCN \u003d CH 3 CH (OH) CN ، والذي منه يتم الحصول على حمض اللبنيك عن طريق التصبن.
هذه التحولات المتنوعة تجعل الأسيتالديهيد أحد أهم منتجات الصناعة الكيميائية. أتاح إنتاجه الرخيص من الأسيتيلين مؤخرًا إمكانية تنفيذ عدد من المنتجات الاصطناعية الجديدة ، والتي تعد طريقة إنتاج حمض الأسيتيك منها منافسًا قويًا للطريقة القديمة للحصول عليه عن طريق التقطير الجاف للخشب. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الأسيتالديهيد كعامل مختزل في إنتاج المرايا ويستخدم لتحضير الكوينالدين ، وهي مادة تستخدم للحصول على الدهانات: الكينولين الأصفر والأحمر ، إلخ ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فهو يستخدم في تحضير البارالدهيد ، الذي يستخدم في الطب كمنوم.
النشر في وسائل الإعلام المطبوعة: قضايا موضوعية في الطب الشرعي والقانون ، كازان 2010 المجلد. 1 GKUZ "المكتب الجمهوري لفحص الطب الشرعي التابع لوزارة الصحة في جمهورية تتارستان"
غالبًا ما يؤدي التشخيص الطبي الشرعي لسبب الوفاة في حالات التسمم بالكحول إلى صعوبات خطيرة. هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، ينطبق على تلك الحالات التي لا توجد فيها تغييرات واضحة بما فيه الكفاية في الأعضاء الداخلية ، ويكون تركيز الإيثانول في الدم إما ضئيلًا ، أو لا يتم اكتشافه على الإطلاق. في مثل هذه الحالات ، يمكن أن يكون الكشف عن منتجات أكسدة الإيثانول ، ولا سيما الأسيتالديهيد ، بمثابة دليل موضوعي على تسمم الكحول ، لأنه يعد أحد أسباب المخلفات التي تبقى في الجسم لفترة طويلة.
الأسيتالديهيد (AC) - أسيتالديهيد ، مركب عضوي ، سائل عديم اللون سريع التطاير برائحة خانقة ، قابل للامتزاج من جميع النواحي بالماء والكحول والأثير. يحتوي التيار المتردد على جميع الخصائص النموذجية للألدهيدات. في ظل وجود الأحماض المعدنية ، فإنه يتبلمر إلى بارالدهيد سائل ثلاثي ورباعي المعادن. الأبخرة أثقل من الهواء وتتأكسد في الهواء لتكوين بيروكسيدات. تكتسب رائحة الفواكه عند تخفيفها بالماء. يتم استخدامها على نطاق واسع في إنتاج حمض الأسيتيك ، أنهيدريد الخل ، الأدوية المختلفة ، إلخ. ...
يوجد الإيثانول الداخلي باستمرار في جسم الإنسان ، والذي يتكون في عمليات كيميائية حيوية. مصدر الإيثانول الداخلي هو الأسيتالديهيد الداخلي ، وهو منتج من استقلاب الكربوهيدرات ، والذي يتكون بشكل أساسي نتيجة نزع الكربوكسيل من البيروفات بمشاركة الإنزيم المقابل لمركب هيدروجيناز البيروفات. وفقًا لبيانات الأدبيات ، يبلغ متوسط \u200b\u200bتركيز الإيثانول الداخلي في دم الأشخاص الأصحاء 0.0004 جم / لتر ؛ القيم القصوى لا تتجاوز المئات من جم / لتر ، وتركيز الأسيتالديهيد الداخلي 100-1000 مرة أقل. AC هو المستقلب الوسيط الرئيسي للإيثانول. الطريق الرئيسي بمشاركة نازعة هيدروجين الكحول وفقًا للمخطط:
C 2 H 5 OH + NAD + ↔ CH 3 CHO + NADH + H +.
يتأكسد AC المتكون بواسطة نازعة هيدروجين الألدهيد (ADH) إلى أسيتات. في غضون ساعة واحدة ، يمكن استقلاب 7-10 جم من الكحول في جسم الإنسان ، وهو ما يتوافق مع انخفاض تركيزه بمعدل 0.1-0.16 ‰. يمكن تنشيط العمليات المؤكسدة لتصل إلى 0.27 ‰ / ساعة. يتم تحديد مدة الديناميكا السمية ، أولاً وقبل كل شيء ، بكمية الكحول المستهلكة. عند تناول كميات كبيرة من التيار المتردد ، يمكن أن يستمر في الجسم لمدة يوم واحد أو أكثر. في غضون ساعة إلى ساعتين بعد أخذ الدم من الأحياء ، تتوقف الأكسدة الإنزيمية للكحول ، وكذلك بعد الموت يحدث في دم الجثث. المكان الرئيسي لتكوين AC من الإيثانول وأكسدته اللاحقة هو الكبد. لذلك ، تم تحديد أكبر كمية من الأسيتالديهيد في التجارب في الكبد ، ثم في الدم ، الأصغر - في السائل النخاعي.
تم إجراء تحديد التيار المتردد في الكائنات البيولوجية على كروماتوجراف الغاز Kristalluks-4000M المجهز ببرنامج كمبيوتر NetchromWin وكاشف تأين اللهب على أعمدة الشعيرات الدموية. تم استخدام ثلاثة أعمدة شعرية:
- العمود رقم 1 30 م / 0.53 مم / 1.0 درجة ، ZB - WAX (بولي إيثيلين جلايكول) ؛
- العمود رقم 2 30 م / 0.32 مم / 0.5 درجة ، ZB - 5 (5٪ بنيل ميثيل بولي سيلوكسان) ؛
- العمود رقم 3 50 م / 0.32 مم / 0.5µ ، HP - FFAP.
درجة حرارة العمود 50 درجة مئوية ، ودرجة حرارة الكاشف 200 درجة مئوية ، ودرجة حرارة المبخر 200 درجة مئوية. معدل تدفق الغاز الحامل (نيتروجين) 30 مل / دقيقة ، هواء 500 مل / دقيقة ، هيدروجين 60 مل / دقيقة.
لوحظ فصل جيد للخليط (الشكل 1): أسيتالديهيد + إيثيل إيثر + أسيتون + أسيتات إيثيل + إيثانول + أسيتونيتريل.
الشكل: 1. توزيع المواد.
الأسيتون والميثانول والإيثانول والكحولات الأليفاتية الأخرى وخلات الإيثيل والمركبات العضوية الكلورية والهيدروكربونات العطرية وثنائي إيثيل الإيثر لا تتداخل مع اكتشاف وتحديد الأسيتالديهيد (الجدول 1).
الجدول 1. نتائج مقارنة لتحديد الأسيتالديهيد في خليط مع مواد أخرى
العمود رقم 3 HP - لم يتم استخدام FFAP للتحليل الكمي ، لأن مثل هذا التحليل يستغرق وقتًا طويلاً واقتصاديًا.
إنشاء رسم بياني لمعايرة الأسيتالديهيد. لإنشاء رسم بياني للمعايرة ، استخدمنا المحاليل المائية من الأسيتالديهيد (النقي كيميائيًا للكروماتوغرافيا) بتركيز 1.5 ؛ خمسة عشر؛ ثلاثين ؛ 60 ؛ 150 مجم / لتر. المعيار الداخلي عبارة عن محلول مائي من الأسيتونيتريل بتركيز 78 مجم / لتر.
طريقة البحث: في قنينة زجاجية تحتوي على 0.5 مل من محلول 50٪ من حمض الفوسفوريك - التنجستيك ، 0.5 مل من المعيار الداخلي - محلول الأسيتونيتريل بتركيز 78 مجم / لتر و 0.5 مل من محلول الأسيتالديهيد مع التركيز المعروف - تم وضعها. لتقليل الضغط الجزئي لبخار الماء ، تمت إضافة 2 جم من كبريتات الصوديوم اللامائية إلى الخليط. تم إغلاق القارورة بسدادة مطاطية ، مثبتة بمشبك معدني ، وتم تسخينها في حمام ماء مغلي لمدة 5 دقائق ، وتم إدخال 0.5 مل من طور غاز بخار دافئ في مبخر الكروماتوجراف. تم حساب عامل الحساسية (الجدول 2) لعمودين:
الجدول 2. حساب عامل الحساسية
| أ تيار متردد ، ملجم / لتر | العمود رقم 1 | العمود رقم 2 | ||
| Sх ، في mv / min | Sst ، في mv / min | Sх ، في mv / min | Sst ، في mv / min | |
| 150 | 69 | 10 | 15 | 2 |
| 60 | 39 | 11 | 4.5 | 1.7 |
| 30 | 24 | 14 | 3 | 2 |
| 15 | 10 | 12 | 1.2 | 1.5 |
| 1,5 | 1.2 | 15 | 0.18 | 2 |
الاختصارات: و ac - تركيز الأسيتالديهيد. Sх - منطقة ذروة الأسيتالديهيد ؛ Sst هي منطقة ذروة الأسيتونتريل.
الشكل: 2. رسم بياني لاعتماد نسبة المناطق على تركيز الأسيتالديهيد للعمود الأول.
وفقًا للتقنية المذكورة أعلاه ، أجريت الدراسات على الكائنات البيولوجية (الدم ، والبول ، ومواد المخ ، والكبد ، والكلى ، إلخ).
التحقيق في 40 حالة يشتبه في تسممها "بدائل الكحول". تم تلخيص نتائج دراسة هذه الحالات في الجدول 3.
الجدول 3. توزيع الإيثانول
حالة من الممارسة: تم تسليم جثة رجل يبلغ من العمر 40 عامًا من وحدة العناية المركزة. كان المريض في المستشفى لمدة 4 ساعات ، في سوابق المريض للعلاج تم استخدام "Esperal". في عملية البحث الكيميائي الجنائي للأجسام البيولوجية ، لم يتم العثور على ديسفلفرام والمواد الطبية الأخرى. لم يتم العثور على الكحول الإيثيلي في الدم. وجدت AC بتركيز 0.5 مجم / لتر في الدم ، 28 مجم / لتر في المعدة ، 2 مجم / لتر في الكبد ، 1 مجم / لتر في الكلى ، 29 مجم / لتر في الأمعاء.
مع الاستخدام المتزامن لكحول الإيثيل وديسولفيرام (تتورام) ، يتشكل التيار المتردد. وتتمثل الآلية في أن ديسفلفرام يثبط إنزيم نازعة الهيدروجين الكحولي ، مما يؤخر أكسدة الإيثانول عند مستوى التيار المتردد ، مما يؤدي إلى تسمم جسم الإنسان. يمكن أن يكون لبعض الأدوية نشاط يشبه التيتورام ، مما يسبب عدم تحمل الكحول. هذه ، أولاً وقبل كل شيء ، كلوربروباميد وعقاقير السلفا الأخرى المضادة لمرض السكر ، ميترونيدازول ، وما إلى ذلك ، مشتقات نيترو-5-إيميدازول ، بيوتاديون ، المضادات الحيوية.
الموجودات
- تم استخدام كروماتوجراف غاز حديث عالي الحساسية "Kristalluks-4000M" مع كاشف RIP وبرنامج كمبيوتر "NetchromWin" ، والذي يسمح بتحديد تركيزات منخفضة من التيار المتردد قريبة من الذاتية.
- تم اقتراح أعمدة شعرية انتقائية عالية الحساسية مع أطوار ZB-WAX و ZB-5 ، مما يجعل من الممكن اكتشاف ما يصل إلى 100 ميكروغرام (0.001٪ o) أسيتالديهيد في العينات قيد الدراسة.
- تم اختيار الظروف المثلى التي تسمح بالفحص الكروماتوجرافي الغازي للأسيتالديهيد والمذيبات العضوية التالية: الكحولات الأليفاتية ، المذيبات العضوية الكلورية ، الهيدروكربونات العطرية ، أسيتات الإيثيل ، الأسيتون ، ثنائي إيثيل الإيثر لمدة 15 دقيقة.
- يوصى بإجراء تحديد كمي لكل من الإيثانول والأسيتالديهيد في تشخيص "تسمم الكحول".
قائمة المراجع
- ألبرت أ. // السمية الانتقائية. - م ، 1989. - ت 1 - س 213.
- R. Morrison ، R. Boyd // الكيمياء العضوية ، العابرة. من الإنجليزية-1974-78
- Savich V.I. ، Valladares H. Agusakov. ، Yu.A. ، Skachkov Z.M. // حكم-عسل. خبير. - 1990. - رقم 4. - س 24-27.
- Uspensky A.E. ، Listvina V.P. // فارماكول. وسام. - 1984. - رقم 1. - ص 119-122.
- Shitov L.N. طرق البحث وعلم السموم للكحول الإيثيلي (مختبر السمية الكيميائية لـ YaOKNB). - 2007.
UDC 577.1: 616.89
الإيثانول الداخلي وأسيتالديهايد ،
قيمتها الطبية الحيوية (مراجعة الأدبيات)
يو. أ. تاراسوف ، دكتوراه. Sci.، s.s.s .؛ V.V. Lelevich ، دكتور في العلوم الطبية ، أستاذ
EE "جامعة غرودنو الطبية الحكومية"
تقدم المراجعة بيانات الأدبيات حول استقلاب الإيثانول الداخلي والأسيتالديهيد في الجسم ، بالإضافة إلى أهميتها البيولوجية.
الكلمات الأساسية: إيثانول داخلي المنشأ ، أسيتالديهيد ، نازعة هيدروجين الكحول ، نازعة هيدروجين الألدهيد ، نازعة هيدروجين البيروفات.
تقدم المراجعة بيانات الأدبيات حول استقلاب الإيثانول الداخلي والأسيتالديهيد في الكائن الحي ، بالإضافة إلى قيمتها البيولوجية.
الكلمات المفتاحية: إيثانول داخلي المنشأ ، أسيتالديهيد ، نازعة هيدروجين الكحول ، نازعة هيدروجين الأسيتالديهيد ، نازعة هيدروجين البيروفات.
أثناء توصيف النشاط البيولوجي للإيثانول ومستقلبه ، الأسيتالديهيد ، يجب التأكيد على جانبين من جوانب المشكلة. أولاً ، عندما يتعلق الأمر بهذه المركبات ، كمستقلبات طبيعية ، تتواجد باستمرار (داخليًا) في الجسم بتركيزات فسيولوجية. ثانياً ، عندما تنشأ حالة مع تناول الكحول من الخارج في الجسم ، أي تكوين حالات تسمم كحولي حاد أو مزمن.
الإيثانول ومستقلباته - المكونات الطبيعية لعملية التمثيل الغذائي ، مشاركين لا يمكن الاستغناء عنهم في آليات التماثل الساكن. لتقييم الأهمية الأيضية للإيثانول الداخلي ، يجب مقارنة مستواه في الدم والأنسجة بمحتوى الركائز المعروفة - المشاركين في التمثيل الغذائي لدى البشر والحيوانات (انظر الجدول). وهذا يجعل من الممكن التأكد من أنه ، نظرًا للوزن الجزيئي المنخفض نسبيًا للإيثانول ، يمكن بسهولة وضعه على قدم المساواة مع المنتجات الوسيطة للتمثيل الغذائي للكربوهيدرات والبروتين. من البيانات المقدمة في الجدول ، يترتب على ذلك أن تركيز الناقل العصبي أقل بعدة مرات من الإيثانول الداخلي. لكن محتوى الأسيتالديهيد ، الموجود باستمرار في الجسم في حالة توازن (1: 100) مع الإيثانول ، يمكن مقارنته تمامًا به. يشير هذا إلى أن دور زوج الإيثانول / الأسيتالديهيد في الحفاظ على وظائف التمثيل الغذائي المتماثل مماثل لدور نسب الجلوكوز / الجلوكوز 6-الفوسفات واللاكتات / البيروفات في الجسم في التحكم في تفاعلات تحلل السكر وتثبيت مستويات تحلل السكر الوسيط.
كمية البيروفات في الأنسجة أقل بمقدار 2-3 مرات من اللاكتات ، لكن البيروفات نفسها ، مثل الأسيتالديهيد ، شديدة التفاعل. مع تغير حالات التمثيل الغذائي ، يتغير مستوى البيروفات بشكل ملحوظ
الدم المركب (مول / لتر) الكبد (مول / كغم)
الجلوكوز 5 - 10 - 3
الجلوكوز 6 فوسفات 2 × 10-4
فركتوز 6 فوسفات 2 × 10-4
فوسفوديوكسي أسيتون 10-5-10-4 10-4
أحماض أمينية 10-4-10-3
الإيثانول 10-4 10-4
الأدرينالين 10-9
أقل من مستوى اللاكتات ، مما يعكس بلا شك الأهمية الأكبر في عملية التمثيل الغذائي للمركب الأول بدلاً من المركب الثاني. لذلك ، يعتبر اللاكتات بمثابة طريق مسدود الأيض ، وتسوية التقلبات في البيروفات. من وجهة النظر نفسها ، يعتبر نظام الإيثانول / الأسيتالديهيد نقطة تحكم مماثلة لمركبات البيكربون والأسيتالديهيد نفسه. يشرح مثل هذا التقييم لعلاقة الإيثانول / الأسيتالديهيد بشكل مرضٍ تمامًا قابلية مستوى الإيثانول الداخلي تحت مجموعة متنوعة من التأثيرات. وبالتالي ، يعمل الإيثانول الداخلي كمخزن في العلاقات الديناميكية المتوازنة مع سلائفه النشطة للغاية ، الأسيتالديهيد. تؤدي مادة بارا-إيثانول / أسيتالديهيد (انظر الشكل) وظائف مماثلة لحوض عازلة فيما يتعلق بنشاط شديد ، لا سيما فيما يتعلق بالهرمونات العصبية ، المستقلب أسيتالديهيد. يعمل الإيثانول في هذا النظام كمخزن مؤقت للأسيتالديهيد ، وتقلبات التسوية التي تنشأ حتمًا بسبب الطبيعة الجيبية لمسار التفاعلات متعددة الوصلات في عملية التمثيل الغذائي.
الكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية
اللاكتات ، البيروفات ، الأسيتيل ، CoA
الإيثانول ، أسيتالديهيد ، أسيتات
مصادر أخرى
الشكل - اللاكتات والإيثانول على أنهما "طريق مسدود" لعملية التمثيل الغذائي في تبادل البيروفات والأسيتالديهيد
يعد عدم تجانس وظائف الإيثانول الداخلي ، والذي يمكن أن يكون مختلفًا تمامًا ، مصدرًا للطاقة ، وهو مقدمة للأسيتالديهيد ، الذي يشارك في تخليق المركبات الذاتية الشبيهة بالمورفين ، وهو أقوى معدل لمجموعات الأمين والسلفهيدريل في البروتينات. الأسيتالديهيد ، كمعدل قوي للبروتينات ، لا يغير تفاعلها فحسب ، بل يغير أيضًا الخصائص المكانية ، أي المعلمات الأكثر أهمية للربط الفعال للناقلات العصبية ببروتينات المستقبل. تلعب الطبيعة المتنوعة للإيثانول والأسيتالديهيد دورًا مهمًا في الحفاظ على بعض الكراهية للماء للبروتينات والسيولة الوظيفية المطلوبة لهذا الأخير.
يعتبر كلا المركبين بمثابة جذور بيكربونية قادرة على التفاعل بشكل تنافسي مع العديد من جزيئات البيكربونات الأخرى على مستوى المراكز النشطة من الإنزيمات وبروتينات النقل ومستقبلات محددة. الغشاء الغشائي للإيثانول مهم وظيفيًا في التسبب في مظاهر المرض الكحولي ، حيث أن الديولات المختلفة ، التي لا تشكل الأسيتالديهيد ، قادرة على تخفيف مظاهر انسحاب الإيثانول. قد يكون بخار الإيثانول / الأسيتالديهيد ذا أهمية خاصة في علاقته مع مجموعات الهيدروكسيل أو الكاربونيل التي تحتوي على الناقلات العصبية والهرمونات وسلائفها ومستقلباتها ، نظرًا لأن تركيز هذه المُنظِّمات الحيوية أقل بكثير من تركيز الإيثانول الداخلي والأسيتالديهيد.
لذلك ، يجب اعتبار كمية الأسيتالديهيد والإيثانول المتكون داخليًا والمستقلبين كعامل يتحكم في جزء مهم من آليات الاستتباب التي تشكل في النهاية الحالة التي يسعى أي كائن حي إليها دائمًا - إلى "الراحة الأيضية".
متكررًا عدة مرات في فترات موسمية مختلفة من العام ، فإن اختيار الحيوانات فيما يتعلق باستهلاكها لمحاليل الإيثانول جعل دائمًا من الممكن عزل الفئران التي تفضل الماء (PV) أو الإيثانول (PE) عن عامة السكان. شكلت PEs ما يقرب من 5-10 ٪ من جميع الحيوانات المختبرة. كانت السمة المميزة لـ PE للأفراد هي أن محتوى الإيثانول الداخلي في الدم ، وخاصة في الكبد ، كان دائمًا أقل بمقدار 2-3 مرات منه في PV. في المقابل ، فإن الارتباطات العكسية المكتشفة بين مستوى الإيثانول الداخلي والاستهلاك الطوعي للكحول ، في جوهرها ، تكرر الحالة المسببة للأمراض: قيمة الإيثانول الداخلي والأسيتالديهيد هي أنه مع نقصهما في الجسم ، يصبح تناول الكحول الإضافي أبسط طريقة التصحيح الذاتي. في المقابل ، فإن استقراء هذه العلاقات لآليات التسبب في إدمان الكحول يجعل من الممكن الاعتقاد بأن الاستهلاك المفرط لفترات طويلة للكحول ، المفروض في تجربة على الحيوانات وطوعيًا أو بدوافع اجتماعية عند البشر ، يحل في النهاية محل إنتاج الإيثانول الداخلي و الأسيتالديهيد ، يؤدي أولاً إلى تثبيط ، ثم إلى تدهور أنظمة التوليف الداخلي لهذه المركبات. أي في حالة يصبح فيها تناول الكحول الخارجي في الجسم ضروريًا. إلى حد كبير ، وبطبيعة الحال ، وبطريقة مبسطة ، دون مراعاة عامل إدمان المخدرات في التسبب في المرض ، يمكن لمثل هذه العلاقات أن تفسر ظاهرة الاعتماد الجسدي ، وكذلك فهم سبب أفضل وأبسط طريقة في ظروف الهذيان لمنعهم من إعطاء الكحول للمريض.
يمكن تتبع العلاقة بين الدافع للكحول ومستوى الإيثانول الداخلي في مواقف تجريبية أخرى. وهكذا ، تم تقسيم العوامل المختلفة التي تؤثر على استهلاك الكحول من قبل الحيوانات أو الأدوية المستخدمة للعلاج ، من حيث تأثيرها على مستوى الإيثانول الداخلي في الدم والكبد ، إلى مجموعتين متعارضتين تمامًا. جميع التأثيرات التي تعزز الدافع الكحولي ، مثل: الإجهاد ، والمجاعة ، والأوكسيثيامين ، والإبرونيازيد ، ورباعي هيدرو إيزوكينولين - تقلل وتضعف الدافع الكحولي (الثيامين ، ثيامين فوسفات ، ريبوفلافين ، ثنائي إيثيلديثيوكاربامات ، الجلوتامين ، كلوريد الليثيوم) -
زيادة مستوى الإيثانول الداخلي. استكملت هذه البيانات بدراسات أجراها مؤلفون آخرون فيما يتعلق بالمهدئات والإخصاء والتجارب التي اختلفت فيها الفئران ، الحساسة بشكل مختلف للتأثير المخدر للإيثانول ، في مستوى الإيثانول الداخلي. يتم استخدام تحديد مستوى الإيثانول الداخلي المنشأ في عيادات العلاج من تعاطي المخدرات في بولندا للتحكم الديناميكي في العلاج العلاجي المطبق للمرضى المصابين بأمراض كحولية. في عيادة علاج إدمان الكحول في معهد سان بطرسبرج للطب النفسي. نجح VM Bekhterev في استخدام طريقة لعلاج إدمان الكحول ، تعتمد على استعادة التوازن الداخلي للإيثانول الداخلي في جسم المريض.
وتجدر الإشارة إلى أن المتغيرات المدرجة لمظاهر نشاط الإيثانول والأسيتالديهيد مهمة ليس فقط في التسمم الحاد والمزمن بالكحول ، ولكن ، وهو أمر بالغ الأهمية ، في الظروف الطبيعية ، مع الخلفية الذاتية لأداء المركبات. في الوقت نفسه ، عند تقييم النشاط البيولوجي للإيثانول ، يتم تمييز خيارين: التمثيل الغذائي والسموم. في الحالة الأولى ، يكون الإيثانول الداخلي في المقدمة - كمستقلب طبيعي لعملية التمثيل الغذائي. في الثانية ، يعمل الإيثانول الذي يدخل الجسم بإفراط كعامل سموم قوي وعامل في تفكك التمثيل الغذائي لعملية التمثيل الغذائي. في حالة واحدة وفي الحالة الأخرى ، تعمل نفس الأنظمة عمليًا ، حيث تقوم باستقلاب الكحول والألدهيد ، وتشارك جميع أنظمة الجسم الرئيسية في عمليات التمثيل الغذائي لهذه المركبات. يتأكسد الكحول الذي يدخل الجسم بنسبة 75-95٪ في الكبد. الأعضاء الأخرى أقل قدرة بشكل ملحوظ على استقلاب الإيثانول. بالإضافة إلى ذلك ، تفرز كميات صغيرة منه من الجسم في البول وهواء الزفير.
أنظمة استقلاب الكحول الرئيسية:
إنزيم نازعة هيدروجين الكحول (ADH، K.F.1.1.1.1) هو إنزيم منتشر على نطاق واسع في الأنسجة الحيوانية والنباتات. يحفز ADH التحويل العكسي للكحول إلى الألدهيدات والكيتونات المقابلة باستخدام NAD كعامل مساعد:
الكحول + NAD □ aldehyde + NADH + H +
يجب التأكيد على أنه في درجة الحموضة الفسيولوجية ، يتم تقليل الألدهيدات أو الكيتونات أسرع بعشرات المرات من أكسدة الكحول. فقط مع زيادة متعددة (100-1000 مرة) في تركيز الإيثانول ، كما يحدث عندما يتم تحميل الجسم بالكحول ، يعمل الإنزيم في الاتجاه المعاكس. ركائز ADH هي الكحولات الأليفاتية الأولية والثانوية والألدهيدات والريتينول وكحولات البوليين الأخرى والديول وكحول البانتوثينيل والمنشطات وأحماض بيتا-أوكسي فاتي و 5-هيدروكسي إيثيل ثيازول وغيرها. علاوة على ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الإيثانول والأسيتالديهيد ليسا أفضل ركائز لـ ADH. أظهرت دراسة التوزيع داخل الخلايا لـ ADH في الكبد أن الإنزيم يتمركز في العصارة الخلوية لخلايا الكبد ، ولكن ليس في خلايا كوبفر. يتم تأكيد القيمة الوظيفية الكبيرة لـ ADH من خلال التغيرات في نشاط الإنزيم في الأعضاء والأنسجة في ظل ظروف مرضية مختلفة. الوظيفة الطبيعية لـ ADH ، الموجودة بكميات كبيرة في كبد الإنسان والحيوان ، هي أن الإنزيم يتشكل ، ولا يستهلك الإيثانول الداخلي ، وبالتالي ينظم مستواه بشكل فعال ويوفر التوازن للأسيتالديهيد الداخلي.
نظام أكسدة الإيثانول الميكروسومي (MEOS). تتم أكسدة الإيثانول بواسطة الميكروسومات وفقًا للمعادلة التالية:
С2Н5ОН + NAPH + Н + 2 □ СН 3СНО + NADP + + 2Н يكمن الرقم الهيدروجيني الأمثل لهذا التفاعل في النطاق الفسيولوجي ، كم للإيثانول هو 7-10 مم ، وهو أعلى بكثير من ADH. يختلف MEOS عن ADH و catalase في الحساسية للمثبطات ، وكذلك في عدد من الخصائص الأخرى. إنه غير حساس لتأثير البيرازول وأزيد الصوديوم. يتم تنشيط MEOS عن طريق بروبيل ثيوراسيل وهرمونات الغدة الدرقية. يُعتقد أن MEOS متطابق مع الأكسيدات غير النوعية التي تزيل سموم الأدوية في الكبد ، وأنه من خلال MEOS يمر المسار المستقل لأكسدة الإيثانول في الثدييات عبر MEOS. من الواضح أن MEOS يعمل بشكل مستقل عن ADH والكاتلاز ، ومساهمته في أكسدة الإيثانول عادة حوالي 10 ٪ ، لكنه يزيد بشكل كبير مع تسمم الكحول.
الكاتلاز (K.F.1.11.1.6) في وجود بيروكسيد الهيدروجين قادر على أكسدة الإيثانول إلى أسيتالديهيد وفقًا للمعادلة:
С С ОН + Ц О2 □ СН3СНО + 2Н2О يعمل الإنزيم في مجموعة واسعة من الأنسجة الحيوانية ، وله تقلبات في كل من الأنواع والأفراد في نشاطه. مصادر بيروكسيد الهيدروجين عبارة عن تفاعلات يتم تحفيزها بواسطة الجلوكوز أوكسيديز وأكسيداز الزانثين وأكسيداز NADPH. يظهر أقصى نشاط للكتلاز عند درجة الحموضة الفسيولوجية. يعتمد معدل تفاعل الكاتلاز على تركيز الإيثانول ومعدل تكوين بيروكسيد الهيدروجين. يمتلك الجسم عددًا كبيرًا من الأنظمة التي تولد بيروكسيد الهيدروجين والمترجمة في البيروكسيسومات ، والشبكة الإندوبلازمية ، والميتوكوندريا ، والعصارة الخلوية ، وتخلق تركيزًا من بيروكسيد الهيدروجين في حدود 10-8-10-6M. مثل MEOS ، يُشار إلى مسار الكاتلاز لأكسدة الإيثانول على أنه ثانوي ، ويكتسب قيمة معينة فقط عند تركيزات عالية من الإيثانول في الجسم أو في ظل ظروف تثبيط ADH.
تم عرض إمكانية أكسدة الإيثانول عن طريق تحويل جزيئه إلى جذر هيدروكسي إيثيل □ ، والذي يمكن أن يحدث أثناء نقل الإلكترونات بواسطة سينسيز أكسيد النيتريك ، القادر على تكوين جذري أكسيد الفائق ، وكذلك بيروكسيد الهيدروجين. يرى الباحثون أن سينسيز أكسيد النيتريك من حيث أكسدة الإيثانول لا يقل أهمية عن السيتوكروم P-450 ، بشرط أن يكون L-arginine موجودًا باعتباره الركيزة الرئيسية.
أحد مصادر الإيثانول الداخلي في جسم الحيوان هو البكتيريا المعوية. في التجارب التي أجريت على الحيوانات الموبوءة بالأوعية ، عن طريق أخذ عينات دم متزامنة من الوريد البابي والسرير الوريدي المحيطي ، تبين أن الدم المتدفق من الأمعاء يحتوي على كمية من الإيثانول أكثر من الدم المتدفق من الكبد.
عند تقييم علاقات التوازن في استقلاب الإيثانول ، يجب على المرء أن يحسب حسابًا مع اثنين من مصادره والدور الرئيسي والحاسم لنزعة هيدروجين الكحوليات والذهب الكبدي في تنظيم مستوى الكحول في الدم.
تحدث أكسدة الألدهيدات في الثدييات في الغالب بواسطة ألدهيد هيدروجيناز غير محدد (AldH، K.F.1.2.1.3). تفاعل الإنزيم المحفز لا رجوع فيه:
CH3CHO + NAD + + H2O □ CH 3COOH + NADH + 2H +
يتم تمثيل نازعات هيدروجين ألدهيد الكبد بواسطة إنزيمين: تقارب منخفض (كيلومتر مرتفع) وعالي (كيلومتر منخفض) للأسيتالديهيد ، ويفضل استخدام ركائز أليفاتية و NAD كنزيم مساعد أو ألدهيدات عطرية و NADP كنزيم مساعد. يوجد AldH في أشكال جزيئية متعددة ، تختلف في التركيب ، والخصائص التحفيزية ، والتوطين الخلوي. في الثدييات ، تُصنف إنزيمات AldH إلى خمس فئات مختلفة. لكل فئة توطين خلوي محدد سائد في الأنواع المختلفة ، مما يشير إلى تباعد مبكر جدًا في تطور AldH. بالإضافة إلى ديهيدروجينيز ، يحتوي AldH في الكبد على نشاط استريز. تم العثور على نشاط AldH في الميتوكوندريا والميكروسومات والعصارة الخلوية.
إنزيمات معروفة ولكنها أقل دراستها ، وغيرها من الإنزيمات المشاركة في تحول الأسيتالديهيد ، مثل اختزال الألدهيد وأكسيداز الألدهيد وزانثينوكسيديز. ولكن ، كما هو مذكور أعلاه ، يتم إجراء تقليل الأسيتالديهيد في الجسم بشكل أساسي بواسطة AldH وحتى الآن فإن السلائف المعروفة الوحيدة للإيثانول الداخلي هي الأسيتالديهيد.
بالنسبة للأنسجة الحيوانية ، من المعروف أن الإنزيمات التالية تشارك في إنتاج الأسيتالديهيد:
يحفز Pyruvate dehydrogenase (K.F.1.2.4.1) عادة نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات إلى acetyl-CoA. في هذه الحالة ، يكون مكون نزع الكربوكسيل لمركب متعدد الإنزيمات قادرًا على إطلاق الأسيتالديهيد الحر أثناء التفاعل. يتأكسد الأخير إما بواسطة AldH في الميتوكوندريا إلى أسيتات ، أو في السيتوبلازم ، يتم تقليل ADH إلى إيثانول.
O-phosphorylethanolamine phospholyase (K.F.4.2.99.7)
إنزيم يكسر الفوسفويثانولامين إلى أسيتالديهيد والأمونيا والفوسفات غير العضوي.
Threoninaldolase (K.F.4.1.2.5) - يحفز تفاعل انشقاق ثريونين إلى الجلايسين والأسيتالديهيد.
يتميز Aldolase (K.F.4.1.2.7) للأنسجة الحيوانية بخصوصية فقط في ارتباط فوسفات ديوكسي أسيتون ويستخدم أي ألدهيدات كركيزة ثانية. بدوره ، في رد الفعل العكسي ، يتشكل الأسيتالديهيد بهذه الطريقة.
في الآونة الأخيرة ، تبين أن الانخفاض في تركيز الأسيتالديهيد في الأنسجة الحيوانية في ظل ظروف التثبيط الانتقائي لنشاط نازعة هيدروجين البيروفات يمكن أن يقابله الطبيعة العكسية للتغيرات في نشاط فوسفويثانولامين لياز وثريونينالدولاز.
ومن المعروف أيضًا أنه أثناء تحلل □ -alanine ، وهو منتج تحلل لقواعد البيريميدين النيتروجينية ، يتشكل ألدهيد مالونيك أولاً ، ثم أسيتالديهيد.
في ختام تحليل بيانات الأدبيات ، تجدر الإشارة إلى أن الإيثانول الداخلي موجود باستمرار في جسم الإنسان والحيوان بتركيزات مماثلة لمستويات البينية الطبيعية الأخرى.
دياتومات التمثيل الغذائي. يتم تعديل مستوى الإيثانول الداخلي في الدم والأنسجة بمركبات مختلفة (هرمونات ، فيتامينات ، مضادات الأيض ، أحماض أمينية ومشتقاتها ، أملاح الليثيوم ، ديسفلفرام ، سياناميد) والتغيرات في ظل حالات وظيفية مختلفة للجسم (الإجهاد ، الجوع ، الشيخوخة) ، آلية العمل التي من الواضح أنها ليست موحدة. من الواضح أن التوازن في نظام الإيثانول / الأسيتالديهيد الداخلي ، الذي يوفره ADH والإنزيمات الأخرى التي تنتج وتستهلك الأسيتالديهيد ، يتحكم في كل من تبادل البيكربون وتخليق المركبات الشبيهة بالمورفين ، وينظم نشاط بعض الناقلات العصبية والببتيدات و البروتينات. في المقابل ، فإن التغييرات في نشاط أنظمة استقلاب الكحول والألدهيد ، سواء في ظل الظروف الفسيولوجية أو في ظل الظروف المعدلة بسبب الإجهاد الكحولي ، هي ، في جوهرها ، تكيفية ، وتوفر التوازن الوظيفي والأيضي المناسب.
المراجعة مخصصة للذكرى المباركة للمعلم الأكاديمي يوري ميخائيلوفيتش أوستروفسكي ، الذي قدم مساهمة كبيرة في فهم آليات تنظيم التمثيل الغذائي للإيثانول والأسيتالديهيد وأهميتهما الطبية الحيوية والكيمياء الحيوية لتطور المرض الكحولي.
المؤلفات
1. Andrianova L.Ye. معادلة المواد السامة في الجسم / L.Ye. أندريا نوفا ، S.N. Si luyanov a // Biokhimiya - الطبعة الخامسة ؛ إد. إس. سيفرينا - م: جيوتار ميديا \u200b\u200b، 2009. - س 619-623.
2. أندرونوفا ، ل. ميزات التحفيز الذاتي والإيثانول الداخلي في الفئران من الجنسين / L.I. أندرونوفا ، R.V. Kudryavtsev ، M.A. القسطنطينية ، أ. Stanishevskaya // Byull. خبير. بيول. والعسل. - 1984. - ت 97 ، رقم 6. - س 688-690.
3. Burov، Yu.V. الكيمياء العصبية والصناعات الدوائية لإدمان الكحول / Yu.V. بوروف ، ن. فيديرنيكوفا - م: الطب ، 1985. - 238 ص.
4. المربي ، أ. دراسة تفاعل الأسيتالديهيد مع البروتينات والمركبات النشطة بيولوجيا / I.B. زافودنيك ، إن إس. سموخة ، أنا. ستيبورو ، في يو. Ostrovsky // الكيمياء الحيوية لإدمان الكحول. إد. يو. أوستروفسكي. - مينسك: العلم والتكنولوجيا ، 1980. - ص 68.
5. لاكوزا ، ج. مستويات الإيثانول الداخلي وتعطيل الأنظمة المعتمدة على هرمون التستوستيرون في إدمان الكحول التجريبي لذكور الجرذان البيضاء / GN. لاكوزا ، ن. تيورينا ، R.V. كودريافتسيف ، ن. باركوف // أنا موسكو. علمية وعملية. مؤتمر الأطباء النفسيين لأخصائيي العلاج الطبيعي / أسئلة التسبب ، عيادة وعلاج أمراض الكحول. - م ، 1984. - س 66-68.
6. لاكوزا ، ج. حول أهمية التنظيم المركزي للسلوك الجنسي في إدمان الكحول التجريبي في ذكور الجرذان البيضاء
/ GN. لاكوزا ، أ. كوتوف ، أ. ميشرياكوف ، ن. باركوف // فارما كول. وسام. - 1985. - ت 4 ، رقم 3. - س 95-98.
7. Lelevich، V.V. حالة تجمع الدم والأحماض الأمينية في الكبد في حالة التسمم الكحولي المزمن / V.V. Lelevich ، OV Artemov a // Journal of the Grodno State Court of the State Medical University. - 2010. - رقم 2. - س 16-19.
8. أوستروفسكي ، يو. المفهوم الأيضي لنشأة إدمان الكحول / Yu.M. أوستروفسكي // الإيثانول والتمثيل الغذائي ؛ إد. يو. أوستروفسكي - مينسك: العلوم والتكنولوجيا ، 1982. - S. 6-41.
9. أوستروفسكي ، يو. مستوى الإيثانول الداخلي المنشأ وعلاقته باستهلاك الكحول الطوعي من قبل الفئران / Yu.M. أوستروفسكي ، م. سادوفنيك ، أ. بانكوفسكي ، ف. Obidin // تقارير أكاديمية العلوم في BSSR. - 1983. - ت 27 ، رقم 3. - س 272-275.
10. Ostrovsky، Yu.M. المسارات الأيضية للإيثانول ودورها في تطور إدمان الكحول / Yu.M. أوستروفسكي ، م. بستاني // نتائج العلوم والتكنولوجيا. علم السموم. - م: فينيتي ، 1984. - العدد. 13. - س 93-150.
11. أوستروفسكي ، يو. المكون البيولوجي في نشأة إدمان الكحول / Yu.M. أوستروفسكي ، م. سادوفنيك ، ف. ساتانوفسكايا. إد. يو. أوستروفسكي - مينسك: العلوم والتكنولوجيا ، 1986.
12. أوستروفسكي ، يو. شروط التمثيل الغذائي وعواقب استهلاك الكحول / Yu.M. أوستروفسكي ، ف. ساتا نوفسكايا ، S.Yu. أوستروفسكي ، م. سيليفيتش ، في. ليليفيتش. إد. يو. أوستروفسكي - مينسك: العلوم والتكنولوجيا ، 1988. - 263 ص.
13. Pyzhik، T.N. مسارات لتخليق الأسيتالديهيد في ظل ظروف التثبيط الانتقائي لبيروفات ديهيدروجينيز بواسطة أوكيثيامين
/ ت. Pyzhik // مجلة جامعة غرودنو الطبية الحكومية. - 2010. - رقم 3. - س 87-88.
14. سولودونوف ، أ. دراسة تأثير الكحول على ارتباط اللجينات بزلال المصل / А.А. سولودونوف ، ت. جايكو ، أ. Artsukevi h // الكيمياء الحيوية لإدمان الكحول ؛ إد. يو. أوستروفسكي. - مينسك: العلم والتكنولوجيا ، 1980. - ص 132.
15. Blomstand، R. ملاحظة حول تكوين الإيثانول في الأمعاء في الإنسان / R. Blomstand // Life Sci. - 1971. - المجلد. 10. - ص 575-582.
16. تشين ، ج. زيادة محتوى الكوليسترول في كريات الدم الحمراء وأغشية الدماغ في الفئران التي تتحمل الإيثانول / J.H. تشين ، إل. بارسونز ، دي. غولدشتاين // بيوتشيم. بيوفيز. اكتا. - 1978. - المجلد. 513.-P 358-363.
17. كولينز ، م. تترايسوكينولين في الجسم الحي. تكوين دماغ الجرذان من السالسولينول ، وهو منتج من الدوبامين والأسيتالديهيد تحت ظروف معينة أثناء تسمم الإيثانول / M. كولينز ، إم جي. بيجديل /
/ علوم الحياة. - 1975. - المجلد. 16. - ص 585-602.
18. هيغينز ، ج. الكيمياء الحيوية والصيدلة للإيثانول / J.J. هيغنز // نيو جورك - لندن 1979. - ص 531-539.
19. Kopczynsk a، T. T he تأثير الاعتماد على الكحول على أكسدة الإجهاد pa ra متر / T. Kopczynsk a ، L. Torlinski ، M. Ziolkowski // Postepy Hig. ميد. دوسو. - 2001. - المجلد. 55 ، رقم 1. - ص 95-111.
20. Lu k a szewicz، A. T he compa rison of تركيز مصل دم الإيثانول الداخلي في مدمني الكحول والمدمنين غير الكحوليين في مراحل مختلفة من الامتناع عن ممارسة الجنس / A. Lukaszewicz ، T. Markowski ، D. Pawlak // Psychiatr. بول. - 1997. - المجلد. 31، - ص 183-187.
21. نيكولاينكو ، ف. الحفاظ على توازن الإيثانول الداخلي كطريقة لعلاج إدمان الكحول / V.N. نيكولاينكو // الثور. إكسب. بيول. ميد. - 2001. - المجلد. 131 ،
رقم 3. - ص 231-233.
2 2. O strovsk y، Yu. M. إيثانول داخلي المنشأ - أهميته الميثا بولي ، والسلوكية والطبية الحيوية / Yu.M. أوستروفسكي // الكحول.
1986. - المجلد. 3. - ص 239-247.
23. Porasuphatana، S. Inducible nitric oxide syntetase cata lyses ethanol oxida tion to alpha-hydroxyethyl radica l and cetaldehyde /