Бутанол

Пов’язані терміни:

Розчинник
Оцтова кислота
Похідна від алкоголю
Ацетон
Етиловий ефір оцтової кислоти
2 Пропанол
Пропанол
Метанол
Фосфоліпаза D

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

н-бутиловий спирт

Токсикокінетика

н-бутиловий спирт легко засвоюється після перорального прийому щурам, помірно всмоктується після інгаляційного впливу у щурів та людей, а погано всмоктується після шкірного впливу in vitro. Після всмоктування н-бутиловий спирт швидко поширюється в багатьох тканинах, включаючи печінку, нирки, легені, мозок та серце. н-бутиловий спирт швидко метаболізується до масляного альдегіду під дією алкогольної дегідрогенази (АДГ), а далі до н-масляної кислоти - альдегіддегідрогеназою. н-бутиловий спирт також окислюється цитохромом Р450 у печінці щурів. Подальше окислення н-масляної кислоти утворює СО2. Існує незначний шлях кон'югації, в результаті чого n - бутанол - O-глюкуронід або n-бутанол-O-сульфат, які виводяться з сечею. На додаток до екзогенних джерел н-бутилового спирту, цей спирт легко і швидко метаболізується з н-бутилацетату. Виведення н-бутилового спирту відбувається переважно у вигляді СО2 при видиху, при незначному виведенні з сечею щурів (2,6–5,1%) та калом (0,6–1,1%).

Біопаливо

Передумови

Біобутанол - це бутанол, вироблений ферментацією із сировини біомаси. Процес виробництва може впливати на ізомер бутанолу, який утворюється. В даний час n-бутанол та ізобутанол є двома ізомерами, які, ймовірно, можна використовувати як біопаливо. Інший ізомер, т-бутанол, навряд чи буде використовуватися як паливо через набагато повільнішої деградації навколишнього середовища. Біобутанол має якості палива та оксигенату для сумішей із бензином у двигунах із іскровим запалюванням.

Дані про токсичність, зазначені нижче, стосуються бутанолу. Оскільки оригінальна вихідна сировина часто не вказується в літературі, термін бутанол замість біобутанолу зазвичай використовується.

Легкозаймисті та горючі рідини

Ерік Стаффер,. Рета Ньюман, в “Аналіз сміття вогню”, 2008

7.6.1 Принцип

Значення каурі-бутанолу, скорочено Kb, визначається як об’єм розчинника, необхідний для досягнення точки помутніння розчину, коли його додають до 20 г розчину 20% -ної масової маси смоли каурі в н-бутанолі. Смола каурі добувається з дерева каурі, знайденого в Новій Зеландії. ASTM International розробив стандарт D 1133-04 для визначення значення Kb [11].

Величина Kb часто використовується для оцінки здатності розчиняти вуглеводні та ароматичності розчинників. Значення Kb зазвичай збільшується в такій послідовності: аліфатика Таблиця 7-2 [12].

Таблиця 7-2. Значення каурі-бутанолу

Значення розчинникаKb

н-октан	24.5
н-гептан	25.4
н-гексан	26.5
н-пентан	33.8
Циклогексан	54.3
д-лімонен	68
Ксилени	95
Толуол	105
Трихлоретилен	129
Дихлорметан	136

КЛОСТРІДІЙ | Clostridium acetobutylicum

Історія ферментаційної промисловості ABE

На початку 1930-х рр., Одночасно із закінченням терміну дії патенту К. Вейцмана в 1936 р., Було створено велику кількість комерційних виробничих підприємств у різних країнах. Крім того, в цей час спостерігалося перенасичення патоки, і були виділені і розвинені штами C. acetobutylicum, які могли перетворювати більшу кількість вуглеводів і виробляти більш високі концентрації розчинників, ніж отримані з кукурудзи (тобто 6,5% цукру до 1,8–2,2% розчинників на відміну від 1,2–1,8% у крохмальних матеріалах). Під час Другої світової війни потужності бродіння бутанол-ацетону в США (наприклад, у Філадельфії), Франції (наприклад, в Усінес-де-Мелле) та Англії знову розширились, щоб задовольнити підвищений попит на ацетон, що використовується для виробництва боєприпасів, частково командуванням спиртзаводами. Після 1945 р. Фракція бутанолу, зокрема ацетону, що виробляється ферментацією, поступово зменшувалась, оскільки деякі компанії перейшли на виробництво антибіотиків. Тим не менше, кілька невеликих об'єктів вижили. Останній завод у Західній півкулі, ПАР, закрився в 1983 році, тоді як у Бразилії заводи з виробництва бутанолу все ще працюють.

КЛОСТРІДІЙ | Вступ

Сольвентогенні клостридії: C. acetobutylicum та C. beijerinckii

Ферментація вуглеводів до АВЕ сольвентогенними клостридіями добре відома. Для огляду розвитку генетичних маніпуляцій із сольвентогенними клостридіями для біотехнологічних програм читач звертається до подальшого списку читання. В даний час цей процес бродіння з доданою вартістю привабливий з кількох економічних та екологічних причин. Важливим серед економічних факторів є поточний надлишок сільськогосподарських відходів або побічних продуктів, які можуть бути використані як недорогі субстрати бродіння. Приклади включають забруднену мікотоксинами кукурудзу, яка непридатна для використання в якості корму для тварин, і 10% твердих речовин, легких крутих кукурудзяних напоїв, що є низькоцінним побічним продуктом мокрого виробництва кукурудзи.

Існує припущення, що нестабільність певних сольвентогенних генів (ctfAB, aad, adc) може бути причиною дегенерації штаму у C. acetobutylicum. Зокрема, було виявлено, що гени утворень бутанолу та ацетону в C. acetobutylicum ATCC 824 містяться у великій плазміді 210 kb (pSOL1), втрата якої призводить до дегенерації цього штаму. Вісім генів, пов'язаних із сольвентогенною ферментацією у C. beijerinckii 8052, були виявлені в трьох різних місцях геному. У дослідженні C. beijerinckii 8052 дослідження геномного картографування свідчать про те, що ген ctfA локалізований у хромосомі та колокований поруч із геном ацетоацетатдекарбоксилази. Дослідження впливу доданого ацетату на стабільність культури та вироблення розчинника за C. beijerinckii показало, що одним із ефектів може бути стабілізація сольвентогенних генів і тим самим запобігання дегенерації штаму. Для вивчення цієї гіпотези потрібно буде провести подальший генетичний аналіз сольвентогенних генів.

З огляду на значний прогрес та зменшення витрат у технологіях секвенування за останнє десятиліття, технологія секвенування пропонується як засіб для ідентифікації та характеристики тонких змін на геномному рівні, що відбуваються у мутанта C. beijerinckii BA101, що продукує гіпербутанол, який був виготовлений із застосуванням хімічних речовин. мутагенез. Відмінності, що спостерігаються для штаму C. beijerinckii BA101 (патент США 6358717) на рівні послідовності, можна порівняти безпосередньо з батьківським штамом. Визначення геномних змін, відповідальних за фізіологію, пов’язану з фенотипом гіпербутанолу C. beijerinckii BA101, зрештою призведе до розробки стратегії проектування штаму C. beijerinckii з посиленими характеристиками продукування розчинників для промислового застосування.

Геном C. beijerinckii приблизно на 50% більший, ніж геном його двоюрідного брата, C. acetobutylicum. C. beijerinckii демонструє безліч генів, для яких C. acetobutylicum у багатьох є лише одна або дві копії. Це може принаймні частково пояснити відмінності між двома видами. Встановлено, що розмір геному C. acetobutylicum становить 4,11 Мб, із загальним співвідношенням G + C 29,2%. Очікується 4200 генів, і аналіз послідовності виявив схожість, хоча і не обов’язково функціональну, до ряду стійких до антибіотиків генів, генів клостридій-токсинів та різних субстратних гідролітичних генів. Очікується, що аналіз послідовності хромосом надасть важливу інформацію щодо філогенетичної спорідненості клостридій, що продукують розчинник.

Масляна кислота

Репродуктивна токсичність

Фосфоліпаза D ☆

Інструменти

У присутності первинного алкоголю, такого як 1-бутанол, PLD переважно гідролізує спирт. З цієї причини бутанол історично часто використовувався як засіб інгібування ЛПД. Однак алкоголь спричиняє різкі зміни складу ліпідів мембрани та їх текучості, що може вплинути на синтез фосфоліпідів та події стимулювання рецепторів. Неактивні ліпази алелі PLD згодом набули популярності як домінантно-негативні інгібітори, але в значній мірі були витіснені опосередкованим РНК-нокаудом, інгібіторами малих молекул та нокаутними мишами та клітинами.

Сучасні маломолекулярні інгібітори PLD включають 5-фтор-2-індолілдесхлоргалопемід (FIPI), аналог інгібітора пан-PLD, виявленого на скринінгу в Novartis, і який є потужним інгібітором PLD1 і PLD2 (IC50 при суб- або низькі концентрації нМ), виявляє незначну цитотоксичність, поки що не має цільових ефектів та достатню біодоступність in vivo, щоб бути придатною для досліджень на тваринах. Ізоформ-селективні аналоги також були розроблені з використанням комбінаторної хімії, що пропонує можливість розрізнити роль, яку виконують ізоформи PLD1 та PLD2 у складних клітинних умовах.

Також були розроблені сенсори для виявлення локалізованої продукції РА в клітинах шляхом злиття РА-зв’язуючих доменів з білками, такими як Raf1-кіназа або дріжджі Spo20, до GFP. Такі датчики використовувались для зображення продукування ПА на фагосомах макрофагів та на ендоцитозуючих пухирцях, на яких відбувається сигналізація про кіназу Ras – Raf1.

Бутил нітрит

Гостра та короткочасна токсичність

Тварина

У експериментальних мишей бутилітрит метаболізується в печінці до бутилового спирту, що викликає гепатотоксичність. Оральні значення LD50 у щурів та мишей становлять 83 та 171 мг кг -1 відповідно. Внутрішньочеревне значення LD50 у мишей становить 158 мг кг -1. Значення LC50 у щурів та мишей становлять 420 ppm на 4 год та 567 ppm на годину відповідно.

Людина

Бутил нітрит шкідливий при ковтанні, вдиханні або всмоктуванні через шкіру. Це викликає подразнення очей, шкіри, слизових оболонок та верхніх дихальних шляхів. Надмірне потрапляння всередину може спричинити метгемоглобінемію, зниження артеріального тиску внаслідок розширення судин, головний біль, пульсацію та слабкість. Це спричиняє поведінкові зміни, такі як змінений час сну, збудження, рухова активність, атаксія та ригідність. Це також може спричинити задишку, ціаноз та зміни в печінці та нирках. Це імунодепресивний засіб для лімфоцитів людини in vitro.