1,4-Butandiolo

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1,4-Butandiolo (1,4-Butandiolo; Butano-1,4-diolo; 1,4-Glicole butilenico; Glicole tetrametilenico; 110-63-4; 1,4-Diidrossibutano; 1,4-Glicole tetrametilenico; BDO; Butandiolo-1,4; 1,4-BD; 1,4-BDO; 1,4-Tetrametilene) - è un prodotto chimico industriale utilizzato nella produzione di solventi e reagenti industriali (ad esempio, è utilizzato nella produzione di fibre spandex, elastomeri uretanici ed eteri di copoliestere). A volte viene anche utilizzato a scopo ricreativo perché in ambiente naturale si trasforma in gamma-ossibutirrato, una droga con azione euforizzante, che è anche un depressore del sistema nervoso centrale. In presenza di acido fosforico e ad alta temperatura, viene disidratato in un solvente - il tetraidrofurano. A una temperatura di circa 200 °C, in presenza di catalizzatori di rutenio solubili, il diolo subisce una disidratazione che porta alla formazione di butirrolattone. La produzione mondiale di 1,4-butandiolo è di circa un milione di tonnellate all'anno e il prezzo di mercato è di circa 2500 euro per tonnellata. La maggior parte del BDO prodotto viene utilizzata per la produzione di tetraidrofurano (THF), che a sua volta viene utilizzato per la produzione di estere di glicole litirametilenico. Quest'ultimo è utilizzato principalmente nella produzione di fibre di spandex, elastomeri ed eteri di copoliestere. Il secondo rifiuto in ordine di grandezza è il polibutilene tereftalato (PBT).

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L'applicazione medica del BDO non è approvata, tuttavia il dimetansolfonato (1,4-butandiolo dimetansolfonato) è disponibile in forma orale ed endovenosa per il trattamento della leucemia mieloide cronica (Busulfan; Myleran, GlaxoSmithKline). Altri nomi della sostanza sono: "BlueRaine", "Dream On", "Fubar", "Pine Needle Oil", "Rejuv@Nite", "Thunder", "Cleaner", "Enliven", "Inner G", "One Comma Four", "One Four Bee", "One Four B-D-O", "Revitalize Plus", "Serenity", "SomatoPro", "Soma Solution", "Sucol B", "Thunder Nectar", "Weight Belt Cleaner", "White Magic". Il BDO, come il GBL, dissolve nel tempo la maggior parte dei tipi di plastica, per cui si raccomanda di trasportarlo e conservarlo solo in contenitori di vetro, capsule di gelatina standard o polietilene ad alta densità. Il BDO ha l'aspetto di una sostanza incolore, quasi inodore e cerosa (ha una consistenza solida o liquida a seconda della temperatura). Ha formula molecolare C4H10O2, peso molecolare di 90,12 g/mol e 246,3 g/mol (dimetilsolfonato) 202,25 g/mol (diglicidil etere). Il punto di fusione è di 20,4 gradi Celsius e il punto di ebollizione è di 235 gradi Celsius.

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Il processo di produzione del BDO più diffuso al mondo è il processo Reppe dell'azienda BASF, che prevede una reazione tra acetilene e formaldeide. L'acetilene reagisce con due equivalenti di formaldeide, dando luogo alla formazione di 1,4-butinediolo (noto anche come but-2-yne- 1,4-diolo). Come risultato dell'idrogenazione dell'1,4-butinediolo, si forma l'1,4-butandiolo. Viene prodotto su larga scala industriale anche mediante idrogenazione continua del 2-butin-1,4-diolo con catalizzatori al nichel modificati. Il processo a flusso monostadio viene eseguito a una temperatura di 80-16 gradi Celsius, a una pressione di 300 bar. L'azienda Mitsubishi utilizza un processo a tre fasi: (1) la reazione catalitica di butadiene e acido acetico produce 1,4-diacetossi-2-butene; (2) la successiva idrogenazione dà 1,4-diacetossi-butano; e (3) l'idrolisi porta all'1,4-butandiolo4.È facilmente solubile in acqua (1,0x106 mg/L a 20 °C), alcoli, chetoni, esteri glicolici e acetati di esteri glicolici; meno solubile in etere dietilico ed esteri; non si mescola con idrocarburi alifatici e aromatici e idrocarburi clorurati. I test antidroga di screening standard non sono in grado di rilevare il BDO. È stato inventato un metodo diagnostico rapido per determinare il livello di 1,4-D (compresi GHB e GBL) nelle urine mediante cromatografia liquida-spettrometria di massa in tandem. Inoltre, esiste una misura sensibile per determinare questi livelli nel sangue intero mediante LC- MS/MS con un limite di rilevamento di 0,02 mg/L per il BDO in campioni di sangue post mortem. Esistono anche metodi di cromatografia elettrocinetica micellare.

I risultati del Drug Abuse Warning Network (DAWN), che monitora le visite al pronto soccorso associate all'uso di droghe negli Stati Uniti, hanno registrato 1 253 956 visite di questo tipo nel 2004. 2 340 delle visite erano associate al consumo di BDO/GHB. Nel 2011, il numero di casi è stato quasi lo stesso (2406), il che indica una situazione epidemiologica stabile e poco preoccupante in termini di abuso di BDO.

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Farmacocinetica e farmacodinamica.
1,4 Il BDO viene rapidamente assorbito ed eliminato dall'organismo dopo la somministrazione orale. Il tempo di raggiungimento della concentrazione plasmatica massima è in media di 24 minuti e l'emivita di eliminazione (t1/2) è di 39 ± 11 minuti. La principale via di biotrasformazione è l'ossidazione, con conseguente formazione di GHB. Questo processo di trasformazione avviene molto rapidamente, circa 5 minuti dopo la somministrazione orale, e ha un tempo di raggiungimento della concentrazione massima di circa due minuti. Dopo la somministrazione orale alla dose di 25 mg/kg, la Cmax media per il GHB è di 45,6 mg/L, 10 volte superiore alla Cmax per il BDO, pari a 3,8 mg/L. 4 ore dopo la somministrazione, il livello di entrambe le sostanze nel plasma può già essere inferiore al limite di quantificazione (1 mg/L). La dose letale mediana di questa sostanza è stata studiata solo sui ratti e i suoi indicatori erano, in media, 1.830-2.000 mg/kg. Inizialmente, il BDO subisce l'ossidazione da parte dell'alcol deidrogenasi con conseguente formazione di gamma-idrossibutirraldeide; l'aldeide intermedia viene ossidata dall'aldeide deidrogenasi a GHB. Di conseguenza, il GHB viene ossidato in semialdeide ambrica dalle deidrogenasi citosoliche e mitocondriali.

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Poiché gli enzimi responsabili della formazione del BDO sono anche responsabili del metabolismo dell'alcol, l'alcol può inibire la sua biotrasformazione in GHB. Questo fatto indica un potenziamento reciproco e determina un rischio estremamente elevato di sviluppare effetti collaterali fatali quando viene somministrato a dosi elevate. In caso di tossicità acuta dovuta all'1,4-BDO, l'inibitore dell'alcol deidrogenasi, il fomepizolo (4-metilpirazolo, FOM), può essere un antidoto, impedendo la formazione di GHB. Oltre al FOM, sono stati studiati pirazolo, disulfiram e cimetidina come possibili inibitori della trasformazione del BDO in GHB. Negli studi sull'argomento, è stata rilevata un'inibizione competitiva dell'EtOH con una costante di 0m56 mM. La biodisponibilità dopo l'uso orale era di circa il 26%, anche se negli studi sugli animali era del 50-94%. Il consumo di cibo e bevande gassate insieme al BDO ha ridotto il tempo di picco della concentrazione plasmatica, ha aumentato il tempo medio di picco della concentrazione e ha ridotto l'area sotto la curva concentrazione-tempo nel plasma. Il BDO è un liquido viscoso incolore, prodotto dal butano mediante l'aggiunta di gruppi alcolici a ciascuna estremità della catena. È uno dei quattro isomeri stabili del butandiolo. In genere, sono presenti in tracce nel corpo umano. Il BDO di per sé non ha una certa affinità significativa con i recettori del sistema nervoso centrale, non si lega ai siti ad alta affinità del GHB, ai recettori GABA-A e GABA-B. A causa della mancanza di affinità con questi recettori, e anche a causa dell'inattività del BDO in termini di determinazione degli effetti clinici quando viene utilizzato, si ritiene che il BDO causi i suoi effetti comportamentali trasformandosi in GHB e solo da questo. Le caratteristiche farmacocinetiche e farmacodinamiche complete del GHB saranno trattate nella sezione del rispettivo argomento.

Effetti clinici e dosi.
L'1,4-BDO ha un effetto pronunciato sul sistema nervoso centrale. La somministrazione di 500 mg/kg nei ratti maschi ha dimostrato di avere effetti depressivi sul sistema nervoso centrale, caratterizzati da sonno narcotico, riduzione dei riflessi e dell'attività motoria con conservazione delle reazioni al dolore e agli stimoli tattili. La differenza fondamentale tra la somministrazione di dosi equivalenti di GHB riguarda l'induzione del sonno, essendo il tempo di insorgenza dell'azione, il tempo di massimo effetto e il tempo di addormentamento del BDO maggiore di quello del GHB. Inoltre, il BDO deprime l'attività motoria, induce catalessi e atassia, perdita del "riflesso di raddrizzamento" in misura maggiore rispetto al GHB. Una singola dose di 1 g/kg (per i ratti) somministrata per via endovenosa preserva la perdita di questo riflesso per circa 5 ore; un'alterazione significativa delle prestazioni del rotorod si osserva dopo la somministrazione di una dose di 200 mg/kg (per i ratti) con soppressione assoluta dell'attività motoria locale.

Il BDO provoca un aumento pronunciato e prolungato della pressione arteriosa media e della frequenza cardiaca (gli studi hanno dimostrato il livellamento di questo effetto con la somministrazione endovenosa e intracerebroventricolare dell'antagonista GABA-B - CGP35348). Negli studi condotti sull'uomo alla dose di 25 mg/kg, è stata rilevata la concentrazione massima media nel plasma sanguigno con un indicatore pari a 45 mg/l. È stata raggiunta dopo 39,3 minuti con un periodo di eliminazione di circa 32 minuti. Inoltre, negli studi è stato dimostrato che l'uso continuo di BDO provoca una compromissione della memoria a lungo termine, un'alterazione del funzionamento delle strutture a livello neuronale con una diminuzione del numero di neuroni nell'ippocampo e nella corteccia prefrontale. Le persone con l'aplotipo G143A del gene dell'alcol deidrogenasi ADH-1B hanno una clearance orale estremamente lenta, i cui valori medi sono di circa 160 ml/min/kg, mentre la maggior parte delle persone ha una clearance di circa 450-600 ml/min/kg.

A basse dosi il BDO agisce come psicostimolante, aumenta leggermente l'attività motoria e induce un senso di allegria. A dosi più elevate (più di 1-2 ml) agisce come sedativo, favorisce l'autoimmersione e il rilassamento. L'effetto sedativo è dose-dipendente. Inoltre, gli effetti positivi desiderabili del BDO includono: riduzione dell'ansia, euforia, buon umore, socievolezza, effetto di "disinibizione", maggiore apprezzamento della musica, aumento della libido. Gli effetti negativi indesiderati includono: illusioni, lievi allucinazioni (dopo dosi superiori a 4 ml), depressione respiratoria centrale, nausea e vomito, disturbi funzionali del tratto gastrointestinale, vertigini, amnesia retrograda (a dosi elevate), ipersalivazione, diminuzione della concentrazione e della consapevolezza.

Dopo la somministrazione orale della dose sopra indicata, nei primi 90 minuti, gli effetti consistono in una diminuzione del livello di consapevolezza e di attenzione, vertigini, alterazione della concentrazione, euforia, lieve e moderato aumento della pressione arteriosa sistolica e diastolica media. Il BDO non è una sostanza mutagena, cancerogena e genotossica, e non causa clastogenicità e poliploidia (secondo lo studio Irwin sulle cellule CHL/lU a questo proposito). Come già detto, è difficile differenziare gli effetti del BDO da quelli del GHB; tuttavia, sono sempre più numerose le prove che il BDO provoca dipendenza fisica nell'uomo, così come nei ratti. Pertanto, i risultati dei dati generalizzati mostrano che l'uso continuo di BDO per 5 settimane e la conseguente brusca interruzione provocano i seguenti sintomi: fastidio e crampi all'addome, palpitazioni, tremori, aumento spontaneo della pressione arteriosa in assenza di esercizio fisico e dell'influenza di fattori esogeni, nistagmo, diaforesi, lieve paranoia, illusioni e ansia.

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Modalità d'uso e dosi, istruzioni speciali.
La dose minima di 1,4-BDO è di 0,5 ml, che è associata a lievi effetti di stimolazione, "illuminazione", chiarezza della visione, pacificazione, empatia. Gli effetti si esauriscono in breve tempo senza la comparsa di sintomi indesiderati. La dose iniziale è compresa tra 0,5 e 1,25 ml, che è associata agli effetti classici della sostanza. Le dosi da 1,5 a 3,5 ml sono considerate elevate e il rischio di effetti collaterali indesiderati è anch'esso elevato, con sedazione ed euforia pronunciate. Dosi superiori a 4 ml sono considerate estremamente elevate e possono causare in alcune persone un'improvvisa perdita di coscienza. Si sconsiglia l'uso della sostanza prima di 2 ore dopo un pasto; si raccomanda di assumere prima un ciclo di inibitori della pompa protonica a dosi terapeutiche (1-2 giorni prima). L'insorgenza degli effetti quando viene somministrata per via orale è dopo 10-30 minuti, la durata degli effetti è di circa 2-4 ore. Il periodo di post-effetti può durare 1-2 giorni (a seconda della dose, del tempo e della frequenza di utilizzo della sostanza).

È fortemente sconsigliato l'uso di BDO in concomitanza con sostanze depressive, tra cui 2M2B, alcol, benzodiazepine, barbiturici, GHB/GBL, metaqualone, oppioidi, poiché qualsiasi combinazione di tali sostanze potenzia reciprocamente gli effetti collaterali, causando depressione del sistema nervoso centrale. Questo può portare a una serie di effetti negativi fino alla perdita di coscienza, alla depressione respiratoria e alla morte (ad esempio per aspirazione del vomito). Inoltre, è sconsigliato l'uso di BDO insieme a psicostimolanti, perché questi camuffano l'effetto sedativo di BDO, che porta a una perdita di controllo sulla propria condizione, associata all'uso. Se usato insieme a farmaci dissociativi, può indurre un marcato effetto sedativo, perdita di controllo sul proprio stato e catalessi con perdita di coscienza.
 
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