Zuckerpulver CAS 304-55-2

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Zuckerpulver(DMSA), auch bekannt als 2,3-Dimercaptobernsteinsäure, mit der Summenformel C4H6O4S2 und CAS 304-55-2, ist eine organische schwefelhaltige Verbindung. Bei Raumtemperatur ist es ein weißes kristallines Pulver mit einem besonderen Geruch, der auf das Vorhandensein funktioneller Thiolgruppen (-SH) in seinen Molekülen zurückzuführen ist. Aufgrund der Anwesenheit von zwei Thiolgruppen im Molekül entsteht ein einzigartiger Geruch von Thiolverbindungen. Dimercaptobernsteinsäure und ihre Natriumsalze können als Entgiftungsmittel zur Behandlung von Schwermetallvergiftungen eingesetzt werden, entweder oral oder durch Injektion. Dimercaptobernsteinsäure hat zwei Nicht-Enantiomere, eines ist racemisch und das andere ist racemisch. Das Racemat kann als Chelatbildner dienen und sein Natriumsalz wird üblicherweise verwendet. Hinsichtlich der Löslichkeit weist es einige besondere Eigenschaften auf. Es ist in Wasser unlöslich, in alkalischen Lösungen jedoch leicht löslich. Das bedeutet, dass unter alkalischen Bedingungen die Wechselwirkungskraft zwischen seinen Molekülen und den Lösungsmittelmolekülen stark ist, was die Bildung einer stabilen Lösung erleichtert. Darüber hinaus ist es in organischen Lösungsmitteln wie Methanol schwer löslich, was für seine Anwendung in der organischen Synthese und Arzneimittelherstellung von großer Bedeutung ist.

Zuckerpulver(chemische Formel C ₄ H ₆ O ₄ S ₂, Molekulargewicht 182,22) ist eine organische Verbindung mit zwei Thiolgruppen (- SH). Seine razemische Form (meso DMSA) wird aufgrund seiner einzigartigen chemischen Eigenschaften häufig in Bereichen wie Medizin, Bergbau, Umweltpolitik und Nuklearmedizin eingesetzt. Im Folgenden finden Sie detaillierte Informationen zur Verwendung in drei Dimensionen: Kernnutzung, erweiterte Anwendungen und mögliche Richtungen.

Hauptanwendung: Schwermetallentgiftung und medizinische Anwendungen

 

1. Ein spezielles Gegenmittel bei Schwermetallvergiftungen
2,3-Dimercaptobernsteinsäure ist das bevorzugte orale Medikament zur klinischen Behandlung von Schwermetallvergiftungen wie Blei, Quecksilber, Arsen und Cadmium. Sein Wirkungsmechanismus basiert auf der starken Chelatisierungsfähigkeit von Thiolgruppen mit Schwermetallionen

Behandlung einer Bleivergiftung: Durch die Bildung stabiler wasserlöslicher Chelate mit Bleiionen wird die Ausscheidung von Blei aus den Nieren gefördert. Eine vom Peking Union Medical College Hospital im Jahr 2021 durchgeführte Studie zeigte, dass nach oraler Verabreichung von DMSA (10 mg/kg, einmal alle 8 Stunden über 5 Tage als Behandlungsverlauf) an Patienten mit chronischer Bleivergiftung der Bleispiegel im Blut von 512 ± 86 μ g/L auf 186 ± 42 μ g/L sank, die Bleiausscheidung im Urin um das 4,7-fache anstieg, die Symptomverbesserungsrate 92 % erreichte und keine signifikante Leber- oder Nierenfunktion festgestellt wurde Toxizität wurde beobachtet.

 

Behandlung einer Quecksilbervergiftung: Signifikante therapeutische Wirkung bei anorganischer Quecksilbervergiftung. Zwölf Fälle von akuter Arsinvergiftung, die 2022 vom Shanghai Ruijin Hospital gemeldet wurden, wurden nach einer akuten Hämodialyse in Kombination mit intravenösem DMPS mit sequenzieller oraler Gabe von DMSA (30 mg/kg · Tag, aufgeteilt in drei Dosen, Dauer 14 Tage) behandelt. Der 24-Stunden-Arsenspiegel im Urin sank von einem Spitzenwert von 1,84 ± 0,63 mg/L auf 0,18 ± 0,05 mg/L, und es trat keine verzögerte Neuropathie auf.
Behandlung einer Arsenvergiftung: Durch die kompetitive Chelatisierung von Arsenionen wird die Hemmung der Cytochromoxidase verringert. Klinische Studien haben gezeigt, dass DMSA den Arsenspiegel im Blut deutlich senken und Symptome wie Hautverhornung und Pigmentierung verbessern kann.

 

Behandlung einer Cadmiumvergiftung: Als selektives Maskierungsmittel für Cadmium kann DMSA die Anreicherung von Cadmium in den Nieren reduzieren. Tierversuche haben gezeigt, dass eine DMSA-Behandlung den renalen Cadmiumgehalt von Cadmium-exponierten Ratten um mehr als 40 % senken kann.

Vorteile und Einschränkungen:

Advantages: Oral bioavailability is about 20% -25%, plasma protein binding rate is>95 %, hauptsächlich über die Nieren ausgeschieden, und die Sicherheit ist höher als bei herkömmlichen Gegenmitteln (wie Dimercaptopropanol).
Einschränkungen: Kann die menschliche Blut--Hirnschranke nicht durchdringen, begrenzte Wirksamkeit bei der Beseitigung von Schwermetallen im Zentralnervensystem.

 

2. Behandlung der Wilson-Krankheit
Morbus Wilson ist eine Störung des Kupferstoffwechsels und DMSA übt therapeutische Wirkungen aus, indem es die Kupferausscheidung fördert

Mechanismus: DMSA bildet Chelate mit Kupferionen, wodurch die Kupferausscheidung im Urin erhöht und der Kupfergehalt in der Leber verringert wird.
Klinische Studie: Eine Studie des Instituts für Neurologie der Anhui-Universität für Traditionelle Chinesische Medizin aus dem Jahr 2015 zeigte, dass während der Behandlung von Patienten mit Morbus Wilson mit DMSA der Serum-Coeruloplasminspiegel deutlich abnahm, es sollte jedoch auf seine mögliche Blutungsneigung (wie Thrombozytopenie) geachtet werden.

 

3. Nuklearmedizinische Kontrastmittel
Das Natriumsalz von DMSA (Natriumdimercaptosuccinat) kann als Kontrastmittel für die statische Kernnierenbildgebung verwendet werden:

Funktion: Konzentrieren Sie sich 4 Stunden nach der Injektion in der Nierenrinde und bewerten Sie die glomeruläre Filtrationsfunktion und die Schädigung des Nierenparenchyms mithilfe der Bildgebungstechnologie.
Anwendungsszenario: Zur Diagnose von Nierennarben, abnormaler Nierenentwicklung und Nebenwirkungen nach Nierentransplantation.

Erweiterte Anwendungen: Industrielle und landwirtschaftliche Bereiche

 

1. Flotationshemmer für den Bergbau
DMSA fungiert als selektiver Inhibitor in Mineralflotationsprozessen, um die Effizienz der Mineraltrennung zu optimieren

Chalkopyrit-Hemmung: Eine Studie der Northeastern University aus dem Jahr 2015 zeigte, dass DMSA bei einer Dosierung von nur 1/9-1/13 Natriumsulfid eine stärkere hemmende Wirkung auf Chalkopyrit hat als Molybdänit. Der dynamische Potentialtest zeigt, dass die Adsorption von DMSA auf der Oberfläche von Chalkopyrit deutlich stärker ist als die von Molybdänit.
Wirkmechanismus: DMSA geht eine elektrochemische Wechselwirkung mit der Oberfläche von Chalkopyrit ein, wodurch eine hydrophobe Schicht entsteht und dessen Schwimmfähigkeit verringert wird; Und es gibt keine nennenswerte Reaktion auf Molybdänit.

 

2. Metallmaskierungsmittel und analytische Chemie
DMSA als Maskierungsmittel für die EDTA-Titrationsanalyse von Zink: Prinzip: Die Thiolgruppe von DMSA kann stabile Chelate mit störenden Metallionen (wie Kupfer und Blei) bilden und so deren Interferenz mit der Zinktitration beseitigen.
Anwendungsszenario: Genaue Bestimmung des Zinkgehalts in Umweltproben.

 

3. Sanierung der Schwermetallbelastung in der Landwirtschaft
ZuckerpulverReduziert die Aufnahme von Schwermetallen durch Pflanzen durch Blattbesprühung oder Bodenzugabe:

Kontrolle der Cadmiumverschmutzung durch Reis: Experimente haben gezeigt, dass die DMSA-Behandlung den Cadmiumgehalt in Reiskörnern um 47,95 %, den Bleigehalt um 61,76 % und den Gehalt an anorganischem Arsen um 51,24 % reduzieren kann.
Mechanismus: Nach der Bindung an Schwermetallionen fördert DMSA deren Fixierung in den Fahnenblättern und verringert ihren Transport zu den Körnern.

Mögliche Richtung: interdisziplinäre innovative Anwendungen

 

1. Umweltpolitik und Abwasserbehandlung
Derivate von DMSA können zur Schwermetallentfernung in Industrieabwässern verwendet werden:

Adsorptionsmaterial: Pfropft DMSA auf die Oberfläche von Polymeren oder Nanomaterialien, um effiziente Schwermetalladsorptionsmittel herzustellen.
Fallbeispiel: DMSA-modifizierte magnetische Nanopartikel haben eine Adsorptionskapazität von bis zu 120 mg/g für Bleiionen und können durch magnetische Trennung schnell zurückgewonnen werden.

2. Arzneimittelabgabesystem
Nutzung der Chelatbildungsfähigkeit von DMSA zur Entwicklung gezielter Wirkstoffträger:

Designkonzept: Kombinieren Sie DMSA mit Antitumor-Medikamenten (wie Cisplatin), um Prodrugs zu bilden, die durch stark exprimierte Metallionen im Tumorgewebe die Medikamentenfreisetzung auslösen.

 

Vorteile: Verbesserung der Arzneimittelselektivität und Verringerung der systemischen Toxizität.
3. Synthese von Biomaterialien
DMSA wird als Vernetzungsmittel zur Herstellung von Hydrogelen oder biologisch abbaubaren Materialien verwendet:

Anwendungsszenarien: Wundauflagen, Gerüste für das Tissue Engineering.
Fallbeispiel: DMSA-vernetztes Chitosan-Hydrogel verfügt über eine hervorragende Wasseraufnahme und antibakterielle Eigenschaften, die die Wundheilung fördern können.

Synthetischer Metaldehyd:

Geben Sie 560 kg 0-Grad-Acetaldehyd in einen 1000-Liter-Reaktor, fügen Sie etwa 40 kg Ether hinzu, kühlen Sie ihn auf -15 Grad ab und geben Sie den vorbereiteten Säurekatalysator, nämlich etwa 4 kg Salzsäure, etwa 1 kg Ether, etwa 1 kg Pyridin, etwa 0,5 kg Natriumbromid und etwa 0,3 kg Hydroxylaminhydrochlorid, unter kontinuierlichem Rühren in den Polymerisationsreaktor Abkühlen, die Temperatur des Polymerisationsreaktors beobachten, die Zugaberate des Säurekatalysators steuern, so dass die Polymerisationstemperatur im Polymerisationsreaktor den Wert von 0 °C nicht überschreitet. Nachdem der Säurekatalysator hinzugefügt wurde, rühren und kühlen Sie weiter, um die Temperatur im Polymerisator etwa 3 Stunden lang bei -10 °C bis -5 °C zu halten, und kann dann zur Filtration aus dem Polymerisator entnommen werden. Nach Waschen und Trocknen kann der feste, weiße, kristalline Tetraacetaldehyd erhalten werden. Das Filtrat wird zum Erhitzen in den Destillationskessel geleitet und mit Schwefelsäure als Katalysator versetzt. Das trimere Acetaldehyd im Filtrat wird depolymerisiert und die obere Temperatur des Depolymerisationsturms wird auf 20 bis 21 Grad geregelt. Acetaldehyd und Ether werden destilliert und getrennt, bereit für die nächste Fütterung.

Antimonkaliumdimercaptosuccinat, der erste Komplex vonZuckerpulverwurde von Friedheim et al. als Medikament in die Behandlung von Bilharziose eingeführt. Durch die Komplexierung des Kaliumsalzes der Dimercaptobernsteinsäure mit Metallantimonionen kann die Aufnahme von Antimon durch den menschlichen Körper erhöht und die Behandlungswirkung verstärkt werden.

Im Jahr 1957 berichteten Liangyouyi vom Shanghai Institute of Materia Medica der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und andere erstmals, dass das Natriumsalz der Dimercaptobernsteinsäure als Gegenmittel die durch Kaliumantimontartrat verursachte Schwermetall-Antimonvergiftung wirksam behandeln kann. Dann fanden sie heraus, dass Dimercaptobernsteinsäure und ihr Natriumsalz zur Behandlung von Arsen-, Blei-, Quecksilber-, Cadmium- und anderen Schwermetallvergiftungen sowie als Arzneimittel zur Förderung der Kupferausscheidung zur Behandlung der hepatolentikulären Degeneration eingesetzt werden können. Im Vergleich zu Dimercaptopropanol weist Dimercaptobernsteinsäure eine geringe Toxizität und eine bessere Entgiftungswirkung auf Antimon auf und wird daher häufig anstelle von Dimercaptopropanol verwendet.

Obwohl Dimercaptobernsteinsäure die Blut-{0}Hirnschranke von Mäusen passieren kann, kann sie die Blut--Hirnschranke des menschlichen Körpers jedoch nicht passieren, wodurch Dimercaptobernsteinsäure bei der Behandlung von Schwermetallvergiftungen beim Menschen nur begrenzt eingesetzt werden kann und nicht zur Entfernung der im Zentralnervensystem angesammelten Schwermetallelemente verwendet werden kann.

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