گاما بوتیرولاکتون یک ترکیب شیمیایی است که معمولاً به عنوان حلال صنعتی استفاده می شود. به عنوان پیش ساز در سنتز مواد شیمیایی مختلف عمل می کند. گاما-بوتیرولاکتون به اسید گاما هیدروکسی بوتیریک تبدیل می شود که یک عامل تضعیف کننده سیستم عصبی مرکزی است. رسیدگی دقیق به دلیل خطرات بالقوه سلامتی و پیامدهای قانونی آن ضروری است. این یک ماده شیمیایی درون زا است که در بدن انسان یافت می شود. شکل پروتونه شده گاما هیدروکسی بوتیریک اسید است، در حالی که شکل پروتونه شده نصف کربوکسیلیک اسید گاما هیدروکسی بوتیرات است. همچنین می توان آن را به راحتی از موادی که به راحتی به دست می آید سنتز کرد.

کاربرد گاما بوتیرولاکتون

گاما بوتیرولاکتون نقش چندوجهی را در کاربردهای صنعتی مختلف ایفا می کند. به عنوان یک حلال صنعتی، گاما بوتیرولاکتون به طور قابل توجهی به تولید پلیمر کمک می کند و به ساخت پلاستیک، رزین و قطعات الکترونیکی کمک می کند. کارایی آن به عنوان یک عامل تمیز کننده در تمیز کردن سطوح و تعمیر و نگهداری ماشین آلات مشهود است و عملکرد مطلوب را در تنظیمات صنعتی تضمین می کند.

قابلیت پاک کردن رنگ گاما بوتیرولاکتون آن را برای از بین بردن پوشش ها در کاربردهای مختلف ارزشمند می کند. علاوه بر این، به عنوان یک راه حل قابل اعتماد برای حذف چسب عمل می کند، که در فرآیندهای صنعتی که نیاز به انحلال باقی مانده های پیوند دارند، بسیار مهم است.

با ارتباط تاریخی در عکاسی، گاما بوتیرولاکتون در تولید مواد شیمیایی عکاسی استفاده شده است. علاوه بر این، مشارکت آن در فرمول‌های کشاورزی برای علف‌کش‌ها و آفت‌کش‌ها بر تطبیق پذیری آن تأکید می‌کند.

علیرغم کاربردهای قانونی آن، رعایت مقررات سختگیرانه و اقدامات ایمنی به دلیل پتانسیل استفاده نادرست و تبدیل به مواد کنترل شده، با تاکید بر رویه های صنعتی مسئولانه از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده نادرست از گاما بوتیرولاکتون و این پیش داروها از اوایل دهه ۱۹۹۰ در کشورهای غربی به ویژه در صحنه های باشگاهی بسیار افزایش یافت.

این دوره پس از آن با ادعاهایی مبنی بر دخیل بودن این مواد در افزایش تعداد مرگ و میرها در ایالات متحده آمریکا و اروپای غربی مشخص شده است.

استرالیا و سایر کشورهای توسعه یافته به روش های دیگر، گاما بوتیرولاکتون به طور گسترده ای به عنوان یک حلال صنعتی برای کاربردهای مختلف، از جمله تولید پلیمرها، داروسازی و الکترونیک استفاده می شود.

کاربردهای گاما بوتیرولاکتون

1. عامل تمیز کننده: گاما بوتیرولاکتون به دلیل خاصیت حلال خود به عنوان یک ماده پاک کننده سطوح، ماشین آلات و تجهیزات صنعتی استفاده می شود.
2. پاک کردن رنگ: در صنایع خاصی، گاما بوتیرولاکتون به عنوان یک عامل پاک کننده رنگ برای حذف رنگ و پوشش از سطوح استفاده می شود.
3. حذف چسب: برای از بین بردن بقایای چسب، به ویژه در محیط های صنعتی که مواد چسب نیاز به حل شدن دارند، استفاده می شود.
4. مواد شیمیایی عکاسی: گاما بوتیرولاکتون در تولید مواد شیمیایی عکاسی و به عنوان جزئی در برخی از فرآیندهای تولید فیلم کاربرد تاریخی دارد.
5. فرمولاسیون علف کش و آفت کش: در کشاورزی، گاما بوتیرولاکتون ممکن است جزئی در فرمولاسیون علف کش ها و آفت کش ها باشد.

توجه به این نکته ضروری است که در حالی که Gamma-ButyrolactoneL مصارف صنعتی قانونی دارد، پتانسیل استفاده نادرست و تبدیل آن به Gamma-Butyrolactone، یک ماده کنترل شده، منجر به مقررات و کنترل های سختگیرانه در بسیاری از مناطق شده است.

رعایت دقیق دستورالعمل های قانونی و اقدامات احتیاطی ایمنی در حمل و نقل و توزیع آن ضروری است.

سنتز گاما بوتیرولاکتون

گاما هیدروکسی بوتیرات به صورت درون زا از اسید γ-آمینو بوتیریک (GABA) یا به صورت بیرونی از ۱،۴-بوتاندیول (بوتان-۱،۴-دیول؛ ۱،۴-BD) یا γ-بوتیرولاکتون (GBL) سنتز می شود.

γ-بوتیرولاکتون و ۱،۴-BD به سرعت به گاما هیدروکسی بوتیرات تبدیل می شوند.

پیش ساز سنتز شیمیایی: گاما بوتیرولاکتون به عنوان پیش ساز در سنتز مواد شیمیایی متعددی مانند گاما هیدروکسی بوتیریک اسید، ترکیبی که برای اهداف پزشکی و تفریحی استفاده می شود، عمل می کند.

سنتز γ-بوتیرولاکتون شامل چندین مرحله شیمیایی است.

یکی از روش های رایج، اکسیداسیون تتراهیدروفوران (THF)، یک اتر حلقوی است. مراحل کلیدی در سنتز را می توان به شرح زیر بیان کرد:

۱. اکسیداسیون THF: تتراهیدروفوران تحت اکسیداسیون قرار می گیرد که معمولاً از یک عامل اکسید کننده مانند دی کرومات سدیم یا پتاسیم استفاده می کند. این فرآیند باعث تولید گاما بوتیرولاکتون می شود. ۲. هیدرولیز: γ-بوتیرولاکتون می تواند در حضور یک کاتالیزور اسیدی یا بازی تحت هیدرولیز قرار گیرد تا اسید گاما هیدروکسی بوتیریک تولید کند.

توجه به این نکته مهم است که γ-بوتیرولاکتون پیش ساز گاما هیدروکسی بوتیرات است، یک ماده کنترل شده به دلیل پتانسیل سوء مصرف آن. مقررات و محدودیت هایی برای نظارت و کنترل تولید و توزیع γ-بوتیرولاکتون وجود دارد و بر استفاده مسئولانه از آن در کاربردهای صنعتی مشروع تأکید دارد.

ایمنی گاما بوتیرولاکتون

گاما بوتیرولاکتون و ۱،۴- بوتاندیول (۱،۴-BD)، داروهای سوء مصرفی هستند که عمدتاً به عنوان مضعف کننده سیستم عصبی مرکزی (CNS) عمل می کنند. گاما هیدروکسی بوتیرات یک انتقال دهنده عصبی درون زا است که عمدتاً در مناطق مجزای مغز پستانداران توزیع می شود، اگرچه در خون، ادرار و سایر بافت های محیطی نیز وجود دارد.

گاما هیدروکسی بوتیرات هم متابولیت و هم پیش ساز انتقال دهنده عصبی مهارکننده گاما هیدروکسی بوتیرات (GABA) است و به عنوان یک نورومدولاتور در سیستم GABA عمل می کند. یک نمای کلی از مسیر بیوشیمیایی آن در شکل ۱ با توضیحات مفصل در بخش Toxicokinetics ارائه شده است.

گاما هیدروکسی بوتیرات از گلوتامات، به طور معمول در نورون های آزاد کننده گابا، که عمدتا در هیپوکامپ، قشر، تالاموس و آمیگدال قرار دارند، سنتز می شود. پس از دپلاریزاسیون، گاما هیدروکسی بوتیرات آزاد شده به صورت درون زا دارای میل ترکیبی بالایی با گیرنده های گاما هیدروکسی بوتیرات است که در نورون های پیش و پس سیناپسی وجود دارد.

فارماکوکینتیک گاما هیدروکسی بوتیرات در داوطلبان سالم، الکلی ها و بیماران مبتلا به نارسایی کبدی مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مطالعه بیشتر سینتیک گاما هیدروکسی بوتیرات را پس از تجویز ۱،۴-بوتاندیول به داوطلبان سالم بررسی کرد.

به نظر نمی رسد فارماکوکینتیک در بین داوطلبان انسان سالم، بیماران نارکولپتیک یا بیماران وابسته به الکل تفاوت قابل توجهی داشته باشد. با این حال، هنگامی که داوطلبان بالغ سالم و بیماران مبتلا به سیروز کبدی اثبات شده با بیوپسی مقایسه شدند، کاهش قابل توجهی در کلیرانس پس از مصرف خوراکی و افزایش قابل توجه نیمه عمر حذف مشاهده شد .

استفاده نادرست از گاما بوتیرولاکتون از اوایل دهه ۱۹۹۰ به شدت افزایش یافته است و در افزایش تعداد مرگ و میر نقش دارد.

این مقاله دانش گاما-بوتیرولاکتون و مشتقات آن را مرور می‌کند و بزرگترین سری از مرگ‌های مرتبط با استفاده غیرپزشکی آنها را بررسی می‌کند .