Нитроглицерин: свойства, история и применение¶

Нитроглицерин (глицерилтринитрат, 1,2,3-тринитроксипропан) — органическое соединение класса сложных эфиров азотной кислоты и многоатомного спирта глицерина, с брутто-формулой C₃H₅N₃O₉. Представляет собой тяжёлую маслянистую жидкость без цвета, плохо растворимую в воде и хорошо — в органических растворителях. Вещество известно прежде всего как мощное взрывчатое соединение, а также как лекарственный препарат, применяемый в кардиологии для купирования приступов стенокардии и снижения артериального давления.

¶Химические и физические свойства

Молекулярная масса нитроглицерина составляет 227,09 г/моль. В чистом виде это вязкая жидкость плотностью около 1,59 г/см³, затвердевающая при температуре около +13 °C с образованием двух кристаллических форм. Температура кипения при атмосферном давлении не определяется из-за разложения — вещество детонирует при нагреве выше примерно 200 °C.

Нитроглицерин чрезвычайно чувствителен к механическим воздействиям: удару, трению, резкому нагреву. Именно эта чувствительность долгое время делала его опасным в обращении. Химически он является сложным эфиром: три гидроксильные группы глицерина этерифицированы азотной кислотой. Реакция получения идёт с сильным экзотермическим эффектом и требует тщательного охлаждения реакционной смеси.

При разложении нитроглицерин выделяет значительное количество газов и тепла, что и обусловливает его взрывчатые свойства. Скорость детонации достигает 7–8 км/с, что относит его к бризантным взрывчатым веществам высокой мощности.

¶История открытия

Нитроглицерин впервые синтезировал итальянский химик Асканио Собреро в 1847 году, обработав глицерин смесью концентрированных азотной и серной кислот. Собреро сразу отметил крайнюю опасность вещества и его сильное физиологическое действие — головную боль при контакте с парами.

Практическое применение долгое время оставалось ограниченным из-за частых взрывов при производстве и транспортировке. Перелом произошёл в 1860-х годах, когда шведский инженер и изобретатель Альфред Нобель разработал способы безопасного обращения с нитроглицерином. В 1867 году он запатентовал динамит — нитроглицерин, стабилизированный в смеси с инертным наполнителем (диатомитом). Позднее появились желатинированные и другие формы взрывчатых составов на его основе.

¶Взрывчатое применение

Нитроглицерин служит основой для ряда промышленных и военных взрывчатых веществ:

• Динамит — нитроглицерин, впитанный пористыми носителями или желатинированный нитроцеллюлозой.
• Бездымный порох — получают желатинизацией нитроцеллюлозы нитроглицерином.
• Промышленные ВВ — используются в горнодобыче, строительстве туннелей, сносе зданий.

В чистом виде в промышленности его применяют редко из-за опасности; чаще используют флегматизированные и стабилизированные составы.

¶Медицинское применение

С конца XIX века нитроглицерин используется как лекарственное средство. В 1878 году английский врач Уильям Мюррелл впервые описал его применение для облегчения приступов стенокардии. Вещество действует как вазодилататор: в организме оно превращается в оксид азота (NO), который расслабляет гладкую мускулатуру сосудов, расширяет вены и артерии, снижает нагрузку на сердце и улучшает кровоснабжение миокарда.

Формы выпуска включают таблетки для сублингвального приёма, спреи, пластыри и растворы для внутривенного введения. Типичные побочные эффекты — головная боль, головокружение, снижение давления, покраснение кожи. При длительном применении развивается толерантность, поэтому назначают перерывы в приёме.

¶Токсичность и техника безопасности

Нитроглицерин токсичен при попадании внутрь, вдыхании паров и контакте с кожей. Вдыхание паров вызывает резкую головную боль, слабость, падение давления. Хроническое воздействие может приводить к так называемой «нитроглицериновой головной боли» у работников производств.

Вещество способно всасываться через неповреждённую кожу, поэтому при работе с ним используют защитную одежду и средства индивидуальной защиты. Хранение и транспортировка регламентируются специальными правилами, а производство относится к категории особо опасных.

¶Нитроглицерин в культуре и науке

Нитроглицерин вошёл в массовую культуру как символ нестабильности и опасности. Альфред Нобель, разбогатевший на производстве взрывчатки, учредил известную премию, финансируемую из его состояния. Медицинское открытие действия нитроглицерина на сосуды стало важным шагом к пониманию роли оксида азота в биологии; за исследования в этой области в 1998 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии или медицине.

Соединение остаётся объектом изучения в химии энергетических материалов, фармакологии и токсикологии. Современные исследования направлены на создание более безопасных форм и на уточнение механизмов его биологического действия.