Что такое нитроглицерин? Взрывчатка, спасающая жизнь
Век XIX был веком торжества металлургии и химии. Заводы становились все крупнее, производилось все больше стали, строились новые мосты и дороги, тоннели и все более глубокие шахты. И в рытье новых тоннелей, строительстве новых дорог, выработке новых шахт большую роль сыграл нитроглицерин, а потом и созданный на его основе динамит.
А как обрадовались генералы, узнав, что вместо слабого дымного пороха теперь в бомбы можно положить намного более мощную взрывчатку!
Изобретение
Асканио Собреро
Фото: ru.wikipedia.org
Итальянский химик Асканио Собреро, работавший в Туринском университете, проводил опыты по реакции между глицерином и смесью азотной и серной кислот. Смесь этих кислот сегодня называют «нитрующей смесью», ее воздействие на многие вещества создает новые вещества, часто очень неустойчивые и склонные к самопроизвольной детонации.
Взаимодействие глицерина с нитрующей смесью породило в 1846 году нитроглицерин. В 1847 году автор выступил с докладом об изобретении. В ходе проверки свойств нового вещества произошел взрыв, изуродовавший автору изобретения лицо. А в 1850 году в Турин в лабораторию приехал молодой Альфред Нобель и начал изучать производство нитроглицерина.
В то же время Нобели изучали и работу российских химиков, исследовавших возможность уменьшения чувствительности нитроглицерина. Нобели придумали способ подрыва нитроглицерина, создав капсюли-детонаторы на основе гремучей ртути. 
A — опилки или иной абсорбционный материал, пропитанный нитроглицерином; B — защитная оболочка; C — капсюль-детонатор; D — кабель, связанный с подрывным капсюлем; E — крепёжная лента
Фото: ru.wikipedia.org
Применение в медицине
При изучении свойств созданного вещества Асканио Собреро установил, что вещество обладает сладким вкусом и вызывает сильную головную боль. Сегодня врачи понимают, что эта боль вызвана снижением артериального давления. Но эти симптомы не были правильно интерпретированы тогдашними врачами.
Лишь в 1858 году в Англии врач Альфред Филд прописал пациентке 68 лет нитроглицерин от стенокардии, чтобы уменьшить боль в груди. Он прописал ей новый препарат «глоноин», как тогда называли в фармакологии нитроглицерин. Однако в жидком виде употреблять препарат было очень неудобно. В том числе и из-за его склонности к детонации при встряхивании: попытался вытряхнуть в стакан каплю — и взрыв разнес в клочья всё в комнате.
Но история лекарства скоро продолжилась: новым препаратом заинтересовался врач из Лондона Вильям Мюррел. Он обратился к химику В. Мартиндейлу, который сумел придать нитроглицерину форму мелких стабильных гранулок. Пациент взял на язык одну гранулку — и боль в груди прекратилась. Если нет, то принять еще одну гранулку, рассосав ее на языке. Первое сердечное лекарство состоялось! 
Фото: nebolet.com
А понять, что этот нитроглицерин делает и почему сердце перестает болеть, сумели только в самом конце XX века три исследователя из США: Луис Игнарро, Роберт Фёрчготт и Ферид Мьюрэд, за что они и получили в 1998 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии.
Оказывается, в организме человека нитроглицерин освобождает оксид азота, который расслабляет гладкомышечные клетки, что приводит к расширению кровеносных сосудов.
Создание динамита
Нобели придумали пропитывать нитроглицерином различные пористые материалы.
Одновременно с ними в других странах, в том числе и в России, проводились аналогичные исследования.
В России полковник Петрушевский создал в 1868 году магнезиальный динамит: нитроглицерин впитывался в пористый порошок магнезии — и получалось мощное взрывчатое вещество, которое можно было провозить к месту применения, не опасаясь встряхнуть ящик с динамитом. А на месте динамитные шашки можно было взорвать с помощью капсюля-детонатора. 
Динамит производства фабрики Нобеля
Фото: ru.wikipedia.org
В том же 1868 году динамит на базе кизельгура (кремнистой земли) начали производить и Нобели. И взяли на динамит патент, став официальными изобретателями новой взрывчатки.
Взрывчатые работы при помощи динамита, особенно при подземных работах, были намного безопаснее, чем взрывные работы при помощи пороха. Порох горит намного медленнее и его вспышка часто воспламеняла в шахтах рудничный газ, что влекло подземные взрывы. А мгновенная детонация динамита рудничный газ не успевала поджечь.
Динамит был нарасхват, за первые 8 лет его производство выросло в 800 раз — от примерно 10 тонн в год до 8000 тонн. И на этом производстве уже работала не одна небольшая фабрика, а несколько десятков фабрик. Генералы начали потирать руки…
Боевое применение
Попытка заложить динамит в пушечный снаряд провалилась — слишком часто снаряды взрывались при выстреле. Зато для производства мин, для начала — морских, а также для подрыва крепостных стен, мостов, тоннелей — динамит отлично подходил.
Во франко-прусской войне 1870−1871 годов динамит уже использовался в больших масштабах. 
Взрывные работы с помощью динамита, рисунок из французского журнала La Nature, 1873 г.
Фото: ru.wikipedia.org
Расширение производства динамита сопровождалось взрывами на производстве. Взрывались заводы, гибли люди, нитроглицерин — все же очень взрывоопасное вещество. А динамит при ненадлежащем хранении или долгом хранении «отпотевает», на его поверхности выступают капельки нитроглицерина — и тут до взрыва всего склада взрывчатки остается совсем чуть-чуть.
Пытаясь уменьшить взрывоопасность динамита, исследователи создали желатин-динамит — при взаимодействии нитроглицерина и желеобразной массы, получаемой при разведении коллодия различными органическими растворителями. Желатин-динамиты, или «гремучие студни», широко использовались при строительстве тоннелей в Альпах. И туннель под перевалом Сен-Готард, и все остальные туннели, пробитые людьми в то время, своей прокладкой во многом обязаны «гремучим студням». 
Гремучие студни в отражённом свете (сверху) и на просвет (снизу)
Фото: ru.wikipedia.org
Триумф и закат эпохи динамита
В конце XIX — начале XX века динамит был главной взрывчаткой мира.
Ручные гранаты — динамит. Террористические акты ирландцев в Великобритании и революционеров в России — динамит. Морские мины — динамит.
Но в самом конце XIX века ученые начали исследовать свойства тринитротолуола и гексогена. Более мощные, чем динамит, хранящиеся намного дольше, намного более стабильные. Эту взрывчатку можно было поместить в артиллерийский снаряд, в торпеду, в мину, в ручную гранату.
Век динамита почти закончился — осталось еще применение при прокладывании тоннелей, при постройке шахт.
Динамит производят и сегодня. Но в общей массе производимой в мире взрывчатки на динамит приходится только 2%.
Зато все до сих пор помнят Нобелей. В основном благодаря Нобелевской премии.
Даже шутливая премия Ignobel получила свое название именно от Нобеля.
История открытия нитроглицерина
Казале-Монферрато – маленький Итальянский городок к востоку от Турина. Именно здесь в 1812 году родился Асканью Собреро – химик, открывший вещество, ставшее одним из самых известных и востребованных в мире.
Асканью Собреро (1812-1888)
Образование Собреро получил в Туринском университете, затем работал в Париже под руководством знаменитого химика Пелуза. Проводя серию опытов, в 1846 году в реакции глицерина с азотной и серной кислотами Асканью впервые синтезирован тринитрат глицерина, известный сегодня как нитроглицерин. В 1847 он выступил со знаменитой лекцией в Туринской академии наук, продемонстрировав, что небольшие количества вновь синтезированного вещества могут взрываться. В 1850 году в лабораторию Пелуза прибыл молодой Альфред Нобель, который осознал огромный потенциал изобретения Собреро. Вернувшись в Стокгольм, вместе с отцом он начал поиски способа уменьшить способность нитроглицерина спонтанно детонировать, результатом чего явилось изобретение динамита – смеси нитроглицерина с сорбентами, которая может относительно безопасно храниться и взрываться, когда это нужно (с помощью запатентованного Нобелем детонатора). Позже, поняв разрушительную силу нитроглицерина, Собреро писал: «думая о том, сколько людей погибло и еще погибнет от взрывов нитроглицерина, я почти стыжусь, что мне принадлежит его открытие». Сам Собреро пострадал от взрыва, который изуродовал его лицо.
Он же впервые сообщил, что обладающий сладковатым острым вкусом нитроглицерин при помещении на язык в минимальных количествах в течение минуты вызывает ужасную головную боль, которая продолжается несколько часов. На это описание физиологического эффекта нитроглицерина обратил внимание Константин Геринг, известнейший гомеопат своего времени, живший на тот момент в Америке. Один из тезисов гомеопатии гласит, что вещество, вызывающее какой-либо симптом у здоровых людей, может бороться с этим же симптомом у больных («лечи подобное подобным»). Геринг испытал нитроглицерин (названный им глоноином), давая его здоровым добровольцам, и убедился, что он действительно вызывает головную боль (результаты своего исследования он опубликовал в 1849 году в американском гомеопатическом журнале). Геринг обратился к химику Моррису Девису с просьбой синтезировать нитроглицерин для его работы. Моррис также испытал нитроглицерин на себе и описывал свои ощущения следующим образом: «после нанесения 0,36 мл вещества на губы кровь прилила к голове, появилась пульсирующая боль в висках, движения головы усиливают боль; во время прогулки изменилось восприятие: все вокруг странное, путь до дома занимает, кажется, втрое больше времени, чем обычно». Указанные симптомы, как мы понимаем сегодня, связаны со снижением артериального давления и уменьшением кровоснабжения головного мозга после приема нитроглицерина. Геринг также заметил, что у некоторых добровольцев отмечался дискомфорт за грудиной и в левой руке после приема нитроглицерина, однако такие симптомы наблюдались значительно реже, чем головная боль, и знаменитый гомеопат не придал этому особого значения. В связи со скептическим отношением официальной медицины к гомеопатии, долгое время врачи не обращались к нитроглицерину.
Медицинское применение нитроглицерина связано с наблюдениями за другим нитросодержащим веществом – амилнитритом, синтезированным в 1844 году Антонием Белардом. Английский химик Фредерик Гутри в 1859 году писал: «нанесение на ноздри минимальных количеств амилнитрита в течение 50 секунд приводит к сердцебиению, приливу крови к шее и голове, пульсации височных артерий». Затем лондонский врач Беньямин Ричардсон показал, что амилнитрит вызывает расширение сосудов у экспериментальных животных. Шотландский врач Томас Лодер Брунтон провел ряд экспериментов на себе, отслеживая изменения пульса и артериального давления после применения амилнитрита, а в 1867 году появилась его публикация в журнале Lancet, в которой он описывал эффективность амилнитрита у больных грудной жабой (стенокардией, см. статью «Ишемическая болезнь сердца»), ранее не поддававшейся лечению другими лекарствами. Брунтон продолжал поиск веществ, которые бы действовали пусть не так быстро, как амилнитрит, но сохраняли эффект в течение более длительного времени. Так он обратил внимание на публикации Геринга, сопоставив головную боль после приема амилнитрита и глоноина (нитроглицерина).
Впервые нитроглицерин при стенокардии применил английский врач Альфред Филд в 1858 у больной 68 лет с интенсивной болью в груди. Затем и другие врачи стали назначать нитроглицерин больным стенокардией. В 1876 действие нитроглицерина на себе испытал Брунтон и почувствовал столь сильную головную боль, что поначалу он не решался назначать вещество пациентам. Однако лондонский врач Вильям Мюррелл, знакомый с работами Брунтона по использованию амилнитрита, в 1878 опубликовал результаты своих наблюдений о высокой эффективности нитроглицерина при стенокардии. В связи с неудобством применения жидкой формы нитроглицерина, Мюррелл обратился к химику Вильяму Мартиндейлу, который сумел приготовить нитроглицерин в форме стабильных мелких гранул, покрытых шоколадом. Пациенты принимали гранулы до тех пор, пока боль не проходила. Узнав о работах Мюррелла, Брунтон стал также применять нитроглицерин при стенокардии и обобщил опыт использования нитроглицерина в фунтдаментальном научном труде «Фармакология и терапия», опубликованном в 1885 году. По иронии судьбы, в 1890 году врачи рекомендовали принимать нитроглицерин Альфреду Нобелю, страдавшему стенокардией.
Множество исследований было направлено на выяснение механизма лечебного действия нитроглицерина и других нитросодержащих веществ. В результате ученые показали, что нитроглицерин высвобождает оксид азота (NO), который, расслабляя гладкомышечные клетки, приводит к расширению сосудов. Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1998 г. присуждена трем американским исследователям: Фериду Мьюрэду (Техасский университет в Хьюстоне), Роберту Фёрчготту (Университет штата Нью-Йорк) и Луису Игнарро (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе) за установление функциональной роли оксида азота в работе сердечно-сосудистой системы.
С действием оксида азота связан частый побочный эффект нитроглицерина в виде головной боли (расширение артериол головного мозга), и его основной, антиангинальный (снимающий стенокардию) эффект. Напомним, что стенокардия вызывается сужением просвета коронарных сосудов и уменьшением кровоснабжения сердечной мышцы, в результате чего она испытывает кислородное голодание (ишемию). Расширение коронарных сосудов под действием нитроглицерина приводит к улучшению кровоснабжения ишемизированных участков миокарда. Кроме того, нитроглицерин расширяет вены, в результате больше крови задерживается в них и меньше возвращается к сердцу, нагрузка на сердце падает, миокарду требуется меньше кислорода, и приступ стенокардии проходит в течение нескольких секунд или минут после приема лекарства.
При частом приеме нитроглицерина и нитратов длительного действия головная боль проходит, но нарастает потребность в нитроглицерине: приходится принимать все большую и большую дозу для получения терапевтического эффекта (феномен толерантности к нитратам). Во избежание формирования толерантности больным стенокардией, которым назначили нитроглицерин, следует применять короткодейстующие нитраты (в виде таблеток нитроглицерина и спреев) только при возникновении приступа стенокардии и следовать рекомендациям врача по приему препаратов длительного действия. В связи с тем, что нитроглицерин расширяет все сосуды, после его приема резко снижается артериальное давление и уменьшается приток крови к головному мозгу, это может вызвать ортостатический (возникающий в положении стоя) коллапс, т.е. потерю сознания. Поэтому больные, принимающие нитроглицерин, должны знать, что препарат следует принимать в положении сидя, после приема нельзя резко вставать, т.к. может закружиться голова и возможна потеря сознания.
Сегодня нитроглицерин в качестве взрывчатки практически вытеснен другими, более дешевыми и менее опасными веществами, в то время как в медицине он остается одним из самых востребованных и часто назначаемых препаратов. Благодаря цепочке случайных наблюдений и целенаправленных исследований замечательных ученых из разных стран, нитроглицерин ежедневно помогает миллионам людей во всем мире, избавляя их от мучительного симптома ишемической болезни сердца – стенокардии.
(Очерк написан на основе статьи Marsh N, Marsh A. A short history of nitroglycerine and nitric oxide in pharmacology and physiology. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2000 Apr;27(4):313-9).
НИТРОГЛИЦЕРИН, НОБЕЛЬ И НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ
Доктор медицинских наук В. ПРОЗОРОВСКИЙ
Нитроглицерин – основа динамита, обладает огромной разрушительной силой. Но взятое в небольших количествах это вещество служит лекарством, которое в экстренных случаях помогает сердцу справиться с чрезмерной нагрузкой.
НИТРОГЛИЦЕРИН СДЕЛАЛ НОБЕЛЯ
Итальянский химик Асканио Собреро синтезировал нитроглицерин еще в 1846 году. Он же обнаружил, по счастью без катастроф и жертв, способность этого вещества взрываться от самых слабых ударов, сотрясений и нагревания. С тех пор нитроглицерин стали считать весьма перспективным взрывчатым веществом для горнодобывающей промышленности. Перспективным, но неудобным, поскольку его нельзя было даже перевозить.
Незадолго до этого в Россию из Швеции “на ловлю счастья” и богатства прибыло семейство Нобелей. География их деятельности простиралась от Финляндии до Азербайджана, а сфера – от пороха до нефти. И повсюду с успехом. Но после поражения в Крымской войне Россия стала закупать вооружение и взрывчатые вещества за границей, и государственные заказы на производство этой продукции в стране прекратились. Эммануил Нобель вернулся в Швецию, где опять начал строить заводы по производству взрывчатых веществ. Альфред, один из четырех сыновей Нобеля, изучил процесс получения нитроглицерина еще в Петербурге, работая у профессора Н. Н. Зинина. Интерес к этому веществу был вполне естественным, поскольку его взрывчатая сила в два раза превышала эффективность известного уже тогда тротила. После трагической гибели младшего сына во время взрыва на одном из заводов глава семьи заболел и отошел от дел. Производство взрывчатых веществ перешло в руки Альфреда Нобеля. Первое время шла череда неудач. Рабочие погибали не только от взрывов, но и от отравления нитроглицерином. Приглашенный доктор Д. Мерилл быстро разобрался, что нитроглицерин – это сосудистый яд, вызывающий падение артериального давления, что и приводило к смерти. Опасно не только попадание нитроглицерина в рот, но и вдыхание его паров. Нобелю пришлось перестраивать заводы, чтобы обеспечить безопасность рабочих. Вскоре он изобрел динамит, смешав нитроглицерин с диатомитом – тонковолокнистой осадочной породой. Такая смесь не ядовита и не взрывается от удара, но сохраняет взрывчатые свойства, детонируя от запала.
В 1879 году доктор Мерилл установил, что нитроглицерин можно использовать как лекарство, в частности для устранения спазмов сосудов сердца. И вовремя. Применение нитроглицерина спасло Альфреда от смерти во время одного из приступов стенокардии. Отойдя от дел, Альфред Нобель все больше увлекался наукой, работал сам и щедро поощрял перспективные исследования молодых ученых, особенно в области медицины.
В 1896 году Альфред Нобель умер, завещав специальному фонду превратить его имущество в ценные бумаги, доход от которых должен ежегодно выдаваться в виде премий его имени ученым за крупные научные открытия и изобретения в области физики, химии, физиологии и медицины, а также лицам, достигшим наибольших успехов в литературе и борьбе за мир. Проект устава Нобелевского комитета был принят шведским риксдагом, и завещание вступило в силу, несмотря на многие возражения. Противники назначения таких премий указывали, в частности, на возможность возникновения вокруг них всяческих махинаций. Действительно, время от времени происходят те или иные промашки как субъективного, так и объективного характера.
Первыми нобелевскими лауреатами в 1901 году стали Вильгельм Рентген – по физике, Якоб Вант-Гофф – по химии и Эмиль Беринг – по медицине. Имя Рентгена известно всем, Вант-Гоффа, возможно, вспомнят те, кто внимательно читал школьные учебники, а Беринга не знает никто, но изобретенной им противодифтерийной сывороткой пользуется весь мир. Дальнейшее премирование шло не столь гладко. Один из принципов отбора кандидатов – частота цитирования, но не все ученые широко рекламировали свои открытия, не все имели возможность публиковать работы за рубежом. Сейчас нам трудно понять, почему кандидатуры таких русских ученых, как В. И. Вернадский, К. А. Тимирязев, К. Э. Циолковский и многие другие, не получили достаточной поддержки международной научной общественности. Д. И. Менделееву в 1906 году не присудили премию по химии из-за его преклонного возраста. Иван Петрович Павлов стал нобелевским лауреатом в 1904 году за работы в области физиологии пищеварения, которые в его жизни были просто эпизодом. Предложение двадцать лет спустя отметить премией его гениальные работы по условным рефлексам поддержки не получило. Когда наконец Нобелевский комитет решился на этот шаг, Павлов умер, а посмертно премия не вручается. Были и “запоздалые” премии. Пример этого – присужденная в 2000 году премия крупнейшему российскому ученому Жоресу Алферову за работы, выполненные 20 лет назад. Петр Капица ждал премии 40 лет. Своеобразный рекорд – премия Френсису Пейтону Роусу, которого наградили через 55 лет после того, как он обнаружил вирус, вызывающий злокачественные опухоли.
Несмотря на трудности и ошибки Нобелевская премия остается одной из наиболее авторитетных и почетных. Ее вручение всегда превращается в настоящий праздник.
В 1998 году премию, основанную на деньги от производства нитроглицерина-взрывчатки, дали за исследование нитроглицерина-лекарства. Давно известного, но открывшего тайну своего влияния на сосуды всего лишь несколько лет тому назад.
НИТРОГЛИЦЕРИН КАК ЛЕКАРСТВО
Несмотря на более чем столетнее применение нитроглицерина, изучение механизма его лечебного действия продвигалось с трудом. Откроем учебник по фармакологии издания 1896 года, то есть спустя почти 20 лет после начала применения этого лекарства. В разделе “Физиологическое действие” читаем: “Принятие нескольких капель 1%-ного спиртового раствора вызывает сперва чувство сжимания в сердечной области, а затем чувство жара; в то же время к лицу делается прилив, и оно багровеет. Сердечные сокращения становятся более сильными и более быстрыми; пульс становится аритмичным, кровяное давление уменьшается, периферические сосуды расширяются”. Какая уж тут физиология? Просто описание симптомов отравления. Чтобы получить лечебный эффект при приеме внутрь, требовались дозы 10-20 мг, поскольку , всасываясь из кишечника, нитроглицерин попадает прежде всего в печень, где частично разрушается. Но такие дозы вызывают токсические явления. Позднее врачи поняли, что лучше назначать нитроглицерин “под язык”, тогда он попадает в кровь, минуя кишечный тракт. Рекомендуемые ныне дозы – 0,5-1 мг в виде таблеток, капсул или спиртового раствора на сахаре.
Поскольку сердце вынуждено прокачивать через себя от 4 до 25 литров крови в минуту, оно постоянно находится в состоянии некоторого напряжения. Это напряжение сохраняется даже в короткие периоды расслабления – диастолы, что весьма неблагоприятно сказывается на протекании крови по внутренним мелким сосудам сердца, артериолам и капиллярам. В момент сокращения – систолы – они и вовсе пережимаются.
Эффекты нитроглицерина сильно зависят от применяемых доз. В средней терапевтической дозе это вещество сначала вызывает расширение крупных вен. Емкость венозной системы сосудов увеличивается, и в них “депонируется” часть общего объема крови. Поэтому к сердцу возвращается меньше крови, что приводит к уменьшению так называемой сердечной преднагрузки. Снижение тонуса сердечной мышцы и давления в его полостях обеспечивает расширение всех сосудов сердца, что, естественно, улучшает его снабжение кровью, уменьшает потребность мышцы сердца в кислороде и улучшает обмен веществ. Одновременно нитроглицерин снимает местные спазмы сосудов сердца, пораженных склерозом. При приеме максимальных терапевтических доз расширяются не только сердечные, но и мозговые артерии, что приводит к возникновению головной боли. Эффект неприятный, но неопасный. Передозировка ведет к расширению артерий всего тела и падению артериального давления.
Если врач рекомендовал вам принимать нитроглицерин, надо в спокойном состоянии опытным путем определить индивидуальную чувствительность к препарату. Обычно для получения желаемого эффекта, который проявляется чувством прилива к лицу и слабой головной болью, достаточно одной таблетки или капсулы (0,5 мг). Если реакции нет, дозу следует удвоить, а при чрезмерной реакции – сильная головная боль, головокружение, слабость, бледность, учащение сердцебиений – уменьшить (в этом случае врач выпишет нитроглицерин в растворе). Нитроглицерин выпускают также в виде мази и пластинок для приклеивания к десне.
Необходимо помнить следующее:
- Головная боль при первых приемах нитроглицерина вызвана расширением сосудов и свидетельствует о том, что препарат действует. После нескольких приемов это явление исчезает, но влияние на сосуды сердца остается, поэтому дозу увеличивать не следует.
- Нитроглицерин быстро разрушается в тепле. Храните его запас в холодильнике и следите за сроком годности.
- Если у вас стенокардия, постоянно носите препарат с собой и при возникновении болей немедленно принимайте, желательно сидя или лежа.
- Если боль не проходит, то через 1-3 минуты можно положить под язык вторую таблетку и даже третью. Необходимо также вызвать “скорую помощь”. Чтобы не было передозировки, следующую таблетку принимайте не раньше, чем через 15-30 минут, когда закончится действие уже принятого нитроглицерина.
- При длительном применении – около месяца – наступает привыкание (толерантность) к нитроглицерину, и он перестает действовать. После месячного перерыва чувствительность восстанавливается.
Для профилактики приступов используют препараты нитроглицерина (или другие нитраты) с пролонгированным действием. Их принимают заранее перед тем, как выйти на холод, перед физической или психической нагрузкой.
Чтобы продлить действие препарата, нитроглицерин помещают в капсулы разных размеров, которые последовательно растворяются, высвобождая действующее начало и обеспечивая эффект в течение 8-12 часов. Из-за неоднородности носителя таблетки препаратов пролонгированного действия выглядят крапчатыми. Таковы препараты нитрогранулонг, нитро-мак ретард, сустак, нитронг. Созданы трансдермальные системы типа пластырей с длительностью действия 24 часа; их приклеивают к коже.
Некоторые нитраты отличаются замедленным, но более длительным, чем у нитроглицерина, эффектом. Изосорбит динитрат действует 4-6 часов; в форме пластинок, приклеиваемых на слизистую рта (динитросорбилонг), – 6-8 часов, в виде мази – 12 часов, в аэрозольных баллонах для нанесения на кожу – 18 часов. Создан пролонгированный динитрат, длительность эффекта которого достигает 24 часов (кардикет).
Изосорбит мононитрат отличается от динитрата более быстрым наступлением эффекта. Его можно использовать, если наступило привыкание к динитрату. Пролонгированные формы (оликард ретард, эфокс лонг) сохраняют эффект 24 часа.
К нитратам относится также препарат эринит, который обладает меньшими побочными эффектами, но и менее эффективен. Из новых нитратов можно назвать дилкоран (тетранитрат), который хорошо сочетается с другими препаратами для лечения стенокардии и действует 10 часов.
Следует отметить, что нитраты способны если не устранить полностью, то ослабить любой спазм гладкой мускулатуры внутренних органов, в частности при желчно-каменной и почечной колике. Нитраты и их препараты средней продолжительности и длительного действия используют для лечения сердечной недостаточности. Снижая приток венозной крови к сердцу и устраняя застой в малом круге кровообращения, эти препараты, конечно, не восстанавливают силу сердечной мышцы, но облегчают течение болезни и ослабляют приступы сердечной астмы.
Давно известно, что нитроглицерин вызывает расширение сосудов, но каков механизм этого процесса? Не менее хорошо известно, что в отличие от симпатической нервной системы, вызывающей сужение сосудов, парасимпатическая вызывает их расширение, но каким образом? Если симпатические волокна проникают в толщу сосуда и непосредственно подходят к их мышцам, а выделяемый этими волокнами передатчик нервных импульсов – норадреналин вызывает сокращения изолированных мышц сосудов, то все ясно. А вот волокна парасимпатических нервов к мышечному слою не подходят и заканчиваются в наружной оболочке сосудов. И ацетилхолин, передатчик парасимпатических импульсов, не только не действует на изолированные мышцы сосудов, но даже утрачивает сосудорасширяющий эффект при удалении внутренней оболочки, которая никакого отношения ни к нервам, ни к мышцам вообще не имеет. Загадка!
Начиная с 80-х годов прошлого века многие ученые в разных лабораториях занялись изучением этих непонятных явлений (см. “Наука и жизнь” № 7, 2001 г.). Не вдаваясь в историю и тонкости, отметим, что благодаря “элегантным” биохимическим и физиологическим исследованиям удалось установить несколько важных фактов.
Оказалось, что нитраты, вступая во взаимодействие в эндотелии сосудов с комплексом ферментов, частично переходят в нитриты с последующим выделением свободного NO – оксида азота, за счет которого и происходит расширение сосудов.
В физиологических условиях оксид азота образуется из аминокислоты аргинина с участием фермента NO-синтетазы. Аминокислота аргинин не является незаменимой, поскольку синтезируется во всех тканях организма. Ее недостаток возможен лишь при наследственном заболевании – цистинурии, при котором происходит ее избыточное выделение с мочой.
В результате активации парасимпатического нерва из его окончаний в наружной оболочке артерий выделяется ацетилхолин, который диффундирует через все слои сосуда до эндотелия (внутренней оболочки), где взаимодействует со специальным чувствительным к нему белком-рецептором – холинорецептором. Активация холинорецептора приводит к его взаимодействию с ферментом NO-синтетазой и образованию оксида азота. Последний проникает в мышечную оболочку сосуда, активируя фермент гуанилатциклазу. Этот фермент преобразует находящийся в мышце неактивный гуанозинмонофосфат (ГМФ) в активный циклический гуанозинмоно фосфат (цГМФ), который и является фактором, вызывающим расслабление гладкой мускулатуры сосудов. Оксид азота после этого быстро инактивируется, превращаясь в нитриты, цГМФ вновь переходит в неактивный ГМФ. Система возвращается в исходное состояние и ждет очередного прихода парасимпатического импульса.
На рисунке показана судьба всех участников регуляции сосудистого тонуса: оксид азота, окисляясь и включаясь в обмен веществ, образует многочисленные нитриты, цГМФ вновь превращается в ГМФ, но куда девается ацетилхолин? Этот вопрос как бы повис в воздухе, поскольку удаление ацетилхолина из реакции оказалось в стороне от “столбовой дороги” основного процесса. Такое положение показано на рисунке знаком вопроса. Автору этой статьи недавно удалось доказать, что в эндотелии сосудов существует фермент холинэстераза, который разрушает ацетилхолин после того, как он провзаимодействует с холинорецептором.
Тонус парасимпатических нервов, чувствительность NO-синтетазы и скорость инактивации оксида азота в разных тканях и органах различны. Они максимальны в сердце, мозге и половых органах. У мужчин парасимпатические импульсы вызывают эрекцию, а у женщин – набухание клитора и малых губ.
Совпадение, которое обещано в подзаголовке, состояло в том, что совершенно независимо от описанных работ американская фирма Pfizer начала работу по синтезу и внедрению нового препарата силденафил, предназначенного для лечения ангины. При клиническом испытании силденафила было установлено, что его побочным эффектом является возникновение стойкой эрекции. Руководители фирмы задумались и спросили у исследователей, в чем дело.
Тем временем Нобелевский комитет из всех ученых, занимавшихся проблемой оксида азота, выбрал трех, ставших лауреатами 1998 года: Роберта Ферчготта, Луиса Игнарро и Ферида Мурада, вклад которых в выяснение проблемы механизма действия нитроглицерина, регуляции сосудистого тонуса парасимпатической нервной системой и роли оксида азота действительно велик.
Очень скоро удалось выяснить, что силденафил обладает способностью замедлять распад циклического гуанозилмонофосфата и тем самым продлять его сосудорасширяющее действие, а следовательно, и усиливать эрекцию. 17 марта 1998 года фирма выпустила в продажу уже новый препарат под названием “виагра” для лечения импотенции. Новое лекарство быстро завоевало популярность. Вот так и произошло совпадение научного открытия с его немедленным промышленным использованием. А имена нобелевских лауреатов стали связывать не столько с наукой, сколько с практикой. Беды в этом нет, но ясность необходима во всем.
Курьезы науки: убийца и врач в одном флаконе
Бывает так, что ученый сам не может оценить все аспекты своего открытия. Химик Асканио Собреро, получивший нитроглицерин, и промышленник Альфред Нобель, разработавший способ его производства, так и не поняли, что это вещество может не только взрывать скалы, но и лечить стенокардию. Парадокс заключается в том, что оба они страдали от этой болезни.
В 1847 году талантливый итальянский химик Асканио Собреро смог синтезировать вещество, которое он назвал “пироглицерин”. Оно представляло собой тринитрат многоатомного спирта глицерина и поэтому позже его стали называть нитроглицерином. Сам Собреро считал, что оно может пригодиться в военном деле — ученый сам когда-то служил в армии, воевал в артиллерии и даже после окончания боевых действий продолжал работать в Артиллерийской академии. Поэтому основные его исследования были направлены на удовлетворение нужд и запросов быстро растущей военной промышленности.
Собреро сразу же оценил “взрывной” характер вещества, которое он открыл — во время одного из опытов он даже получил ожоги рук и лица. Однако в своей статье он упомянул и еще один интересный эффект нитроглицерина. Ученый писал, что “что если капнуть “пироглицерин” на язык, то сразу голова начинает сильно болеть”. Так, сам того не желая, Собреро описал одно из фармакологических свойств нитроглицерина, а именно — его способность сокращать гладкую мускулатуру кровеносных сосудов.
Удивительно, но если бы гениальный химик обратил больше внимания на данное свойство, то обнаруженный им препарат мог бы помочь ему самому — ведь Собреро страдал стенокардией, и у него часто бывали спазмы коронарных сосудов. Сейчас врачи прописали бы ему препараты на основе того самого нитроглицерина, который весьма эффективно их снимает. Однако ученому и в голову не пришло, что его “взрывное детище” можно использовать в мирных целях. Он так и умер в 1888 году от сердечной недостаточности, не имея представление о том, что мог бы помочь себе с помощью нитроглицерина.
Тем не менее, среди европейских медиков нашелся один, которого в статье Собреро, посвященной нитроглицерину, заинтересовало именно то, что он вызывает головную боль. Константин Геринг, прочитав о нитроглицерине, начал испытывать этот препарат на добровольцах и после предложил использовать его для лечения… головной боли. Вас может удивить такой подход, однако Геринг был приверженцем гомеопатии и считал, что клин нужно вышибать клином — раз это вещество вызывает головную боль, то оно может и исцелить ее.
Тем не менее, врачи долго не верили этому странному саксонцу, который к тому же носил “говорящую фамилию” (одно из значений слова “hering” — чудак), чьи идеи всегда находились на грани абсурда и гениальности (так, он, например, предлагал лечить отравления с помощью змеиного яда). Однако, как это ни странно, на помощь врачу-оригиналу пришел другой человек, который также не верил в то, что нитроглицерин является лекарством, зато был убежден, что его ожидает большое будущее в горной промышленности. Звали его Альфред Нобель.
Будущий учредитель самой престижной в мире премии познакомился с Собреро еще в 1850 году, когда тот был на семинаре в Париже. Открытие гениального итальянца заинтересовало Нобеля и он, запатентовав в 1863 году способ производства нитроглицерина, приступил к строительству своей “динамитной империи”. Кстати, вопреки бытующему заблуждению, продукция заводов Нобеля шла главным образом не на военные нужды, а на задачи созидания: без его динамита в XIXвеке не были бы проложены знаменитые тоннели и каналы, железнодорожные линии через Альпы и Кордильеры, не стало бы судоходным русло Дуная у Железных ворот и т. д.
Однако интересно другое — Нобель, сам того не подозревая, поставил на своих заводах крупномасштабный фармакологический эксперимент. Дело в том, что в цехах с нитроглицерином работали сотни людей, и они постоянно подвергаясь действию его паров — ведь респираторов тогда еще не было. Не удивительно, что сразу же к окрестным врачам стали поступать жалобы на головную боль и плохое самочувствие, похожее на сильное отравление. Именно тут медики и вспомнили про исследования Геринга, после чего стали проводить свои собственные изыскания в том же ключе.
В результате выяснилась одна интересная вещь — рабочие рассказывали, что голова болит не только у новичков, впервые пришедших в цех — у них головная боль через неделю-другую исчезала (то есть наступало привыкание). Эту же боль испытывали и ветераны производства, причем даже в выходные дни — кроме того, были даже случаи внезапной смерти от спазма коронарных сосудов. Впрочем, причину “воскресных” болей выяснили быстро — оказывается, в день отдыха многие для того, чтобы сделать себе модную прическу, втирали нитроглицерин в кожу головы или надевали на голову пропитанную им повязку.
Этими данными заинтересовался врач Томас Лодер Брентон — особенно тем, что говорили о спазмах коронарных сосудов. Он понял, что нитроглицерин может как-то на них влиять. И вот, сделав несколько экспериментов в своей клинике, Брентон понял, что нитроглицерин в небольших дозах может снимать боли, возникающие при стенокардии. Правда, побочный эффект в виде “больной головы” при этом оставался. Поэтому врачи не рисковали использовать новое лекарство до тех пор, пока в 1887 году доктор Уильям Меррелл не рассчитал точную дозу нитроглицерина, при которой побочные эффекты были минимальны.
Увы, внедрение нового лекарства шло чрезвычайно медленно, поэтому умерший через год после рассчета Меррелла Собреро не успел им воспользоваться (кстати, до конца своих дней он не верил в то, что открытые им вещество может лечить). И этот скепсис великий химик передал своему другу и партнеру Альфреду Нобелю. Тот, пребывая в уверенности, что, кроме как для взрывов, нитроглицерин ни на что не годится, не воспользовался им даже тогда, когда у него самого началась стенокардия. Врачи несколько раз назначали этот препарат упрямому “динамитному королю”, однако он со словами: “Разве не ирония судьбы, что врачи прописали мне нитроглицерин для приема внутрь!”, отказывался от такого лечения.
В итоге Нобель скончался от сердечного приступа в 1896 году так и не узнав, что он мог, кроме “динамитной империи”, создать еще и фармакологическую, которая приносила бы не меньше дохода. Нитроглицерин же прочно вошел во врачебную практику с начала XX века, однако долгое время никто не знал, каким именно образом данное вещество действует на сосуды. Это удалось выяснить лишь в конце столетия американским ученым Роберту Ферчготту, Луису Игнарро и Фериду Мураду, которые в 1998 году за свою работу о роли оксида азота в регуляции сосудистого тонуса были удостоены… Нобелевской премии по медицине! Таким образом великому изобретателю удалось посмертно исправить свою ошибку, совершенную более века назад.
Читайте самое интересное в рубрике “Наука и техника”
Кто изобрел нитроглицерин
В лаборатории получают этерификацией глицерина смесью концентрированной азотной и серной кислот. Кислоты и глицерин должны быть очищены от примесей. Для этерификации предварительно при постоянном перемешивании и охлаждении смешивают кислоты, изготавливая таким образом нитрующую смесь, и добавляют по каплям глицерин при постоянном охлаждении колбы льдом и контроле температуры.
Описание реакции: 2H2SO4 + HNO3 ↔ H2SO4 · H2O + NO2 HSO4 Реакция равновесна с сильным смещением равновесия влево.
Затем реакционную смесь кислот и глицерина выдерживают непродолжительное время, при охлаждении льдом. Жидкость расслаивается на два слоя. Нитроглицерин легче нитрующей смеси и всплывает в виде мутного слоя.
Нитроглицерин отделяют от нитрующей смеси, и промывают содовым раствором до полной нейтрализации кислот. В промышленности получают непрерывным нитрованием глицерина нитрующей смесью в специальных инжекторах. В связи с возможной опасностью взрыва, НГЦ не хранят, а сразу перерабатывают в бездымный порох или взрывчатые вещества. Подробное описание лабораторного получения нитроглицерина, техника безопасности при работе с ним и занимательные эксперименты приведены в статье Нитроглицерин (Химия и Химики № 6 2011) На настоящий момент это наиболее подробная и достоверная информация о нитроглицерине в сети.
Физико-химические свойства
Сложный эфир глицерина и азотной кислоты. Прозрачная вязкая нелетучая жидкость (как масло), склонная к переохлаждению. Смешивается с органическими растворителями, почти нерастворим в воде [1] (0.13 % при 20 °C, 0,2 % при 50 °C, 0,35 % при 80 °C, по другим данным [источник не указан 1317 дней] 1,8 % при 20 °C и 2,5 % при 50 °C). При нагревании с водой до 80 °C гидролизуется. Быстро разлагается щёлочами.
Токсичен, всасывается через кожу, вызывает головную боль. Очень чувствителен к удару, трению, высоким температурам, резкому нагреву и т. п. Чувствительность к удару для груза 2 кг — 4 см (гремучая ртуть — 2 см, тротил — 100 см). Весьма опасен в обращении. При осторожном поджигании в малых количествах неустойчиво горит синим пламенем. Температура кристаллизации 13,5 °C (стабильная модификация, лабильная кристаллизуется при 2,8 °C). Кристаллизуется со значительным увеличением чувствительности к трению. При нагревании до 50 °C начинает медленно разлагаться и становится ещё более взрывоопасным. Температура вспышки около 200 °C. Теплота взрыва 6,535 МДж/кг. Температура взрыва 4110 °C. Несмотря на высокую чувствительность, восприимчивость к детонации довольно низка — для полного взрыва необходим капсюль-детонатор № 8. Скорость детонации 7650 м/с. 8000-8200 м/c — в стальной трубе диаметром 35 мм, инициирован с помощью детонатора № 8. В обычных условиях жидкий НГЦ часто детонирует в низкоскоростном режиме 1100—2000 м/с. Плотность 1,595 г/см³, в твёрдом виде — 1,735 г/см³. Твёрдый нитроглицерин менее чувствителен к удару, но более к трению, поэтому очень опасен. Объем продуктов взрыва 715 л/кг. Фугасность и бризантность сильно зависят от способа инициирования, при использовании слабого детонатора мощность сравнительно невелика. Фугасность в песке — 390 мл, в воде — 590 мл (кристаллического несколько выше), работоспособность (фугасность) в свинцовой бомбе 550 см³. Применяется как компонент некоторых жидких ВВ, динамитов и главным образом бездымных порохов (пластификатор — нитроцеллюлоза). Кроме того, в малых концентрациях применяется в медицине.
Применение
Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор,
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.
Он, растворенный в желатине
И превращенный в динамит,
В далекой золотой долине,
Взрывая скалы, загремит.
И содрогнулся шнур бикфордов,
Сработал капсюля запал,
И он разламывает твердый,
Несокрушимый минерал.
Сердечной боли он – причина,
И он один лекарство мне –
Так разъяснила медицина
В холодной горной стороне.
В фармакологии
Нитроглицерин относится к категории веществ, называемых вазодилататорами — средствам, понижающим кровяное давление, расслабляет гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, желчных и мочевых путей, желудочно-кишечного тракта. Основное применение имеет при стенокардии, главным образом для купирования острых приступов спазмов коронарных сосудов. Для предупреждения приступов он мало пригоден из-за кратковременности действия. Иногда применяется при эмболии центральной артерии сетчатки, а также функциональных холицистопатиях.
Применяется в виде таблеток по 0,5 мг для помещения под язык; а также в 1 % спиртовом растворе.
Во взрывотехнике
Нитроглицерин широко применялся во взрывотехнике. В чистом виде он очень неустойчив и опасен. После открытия Собреро нитроглицерина, в 1853 г. русский химик Зинин предложил использовать его в технических целях. Спустя 10 лет инженер Петрушевский первым начал производить его в больших количествах, под его руководством нитроглицерин был применён в горном деле в 1867 г. Альфред Нобель в 1863 г. изобрёл инжектор-смеситель для производства нитроглицерина и капсюль-детонатор, а в 1867 г. — динамит, получаемый смешением нитроглицерина с кизельгуром (диатомитом, инфузорной землёй).
В литературе и кино
Герои приключенческого романа «Таинственный остров» (1874) Жюль Верна использует нитроглицерин для подрыва гранитной скалы. Автор подробно описывает процесс получения нитроглицерина из природных веществ, обнаруженных на острове (хотя Жюль Верн намеренно опустил один из важных этапов синтеза). Писатель характеризует это вещество следующим образом [3] :
Действительно, это был нитроглицерин — ужасное вещество, обладающее в десять раз большей взрывчатой силой, чем порох, и причинившее уже так много несчастий. Правда, с тех пор как нитроглицерин научились превращать в динамит, смешивая его с каким-нибудь пористым веществом — например, глиной или сахаром, способным удержать опасную жидкость, им можно пользоваться с меньшим риском. Но в то время, когда колонисты действовали на острове Линкольна, динамит ещё не был известен.
Основная часть сюжета фильма «Плата за страх» (1953) заключается в процессе перевозки нитроглицерина на грузовиках.
В романе Чака Паланика «Бойцовский клуб» (1996) и одноимённом фильме (1999) главный герой получает нитроглицерин путём плавления мыла и добавления глицерина в азотную кислоту.
Возьмите одну часть 98%-ной дымящей азотной кислоты, и смешайте с тремя частями концентрированной серной кислоты. Делать это надо на ледяной бане. Затем добавляйте глицерин по капле из глазной пипетки. Вы получили нитроглицерин.
В фильме «Вертикальный предел» (2000) есть эпизод с самопроизвольной детонацией жидкого нитроглицерина от прямого воздействия солнечных лучей.
В сериале Побег сезон 2 серия 9 в ботаническом саду находят ящик с ампулами нитроглицерина, который спрятал Майкл Скофилд.
В фильме «Легенда Зорро» (2005) главный злодей демонстрирует нитроглицерин заказчикам, также финальная сцена фильма происходит в поезде, перевозящем нитроглицерин.
В многосерийном фильме «Террористка Иванова» Полина Иванова хочет отомстить следователю за смерть мужа, взорвав отделение милиции при помощи нитроглицерина.
В фильме Серджио Леоне «За пригоршню динамита» один из главных персонажей — ирландский террорист (исполняемый Кобурном) обвешан динамитными шашками и бутылями нитроглицерина. В начале фильма он демонстрирует взрывчатые свойства последнего, капая каплю на камень.
Укрощение дьявола: Строптивая субстанция
Несколько веков единственным видом взрывчатки, которую использовал человек, был черный порох. С его помощью во врага из пушек метали ядра, им же начиняли разрывные снаряды. Порох использовали в подземных минах-подкопах для разрушения стен крепостей, для дробления скальных пород. Впрочем, порох не был единственным известным человеку видом взрывчатки. Например, в 1799 году Эдвардом Говардом была открыта гремучая ртуть. Знаменитый мелинит (он же пикриновая кислота, шимоза, тринитрофенол, лиддит, пертит, пикрит) описал английский химик Вульф еще в 1771 году, и уже тогда были известны его взрывные свойства.
До конца первой трети XIX века порох полностью отвечал потребностям прогресса. Но наука и промышленность не стояли на месте, и вскоре он перестал отвечать требованиям времени из-за своей небольшой мощности.
Взрывчатое масло
И вот в 1846 году химики предложили два новых взрывчатых вещества — пироксилин и нитроглицерин. В Турине итальянский химик Асканио Собреро обнаружил, что достаточно обработать глицерин азотной кислотой (выполнить нитрование), чтобы образовалась маслянистая прозрачная жидкость — нитроглицерин. Cделать это можно в простейших условиях (изготовить черный порох сложнее). По взрывной мощности нитроглицерин более чем в 20 раз превосходит черный порох и по большинству параметров в 4−5 раз мощнее тротила. Если не считать ядерной бомбы, человечество так и не изобрело более мощной взрывчатки, чем нитроглицерин.
Но дьявол, живущий в нитроглицерине, оказался злобным и непокорным. Оказалось, что чувствительность этого вещества к внешним воздействиям лишь немногим уступает гремучей ртути. Он может взорваться уже в момент нитрования, его нельзя встряхивать, нагревать и охлаждать, выставлять на солнце. Он может взорваться в процессе хранения. А если его поджечь спичкой, может совершенно спокойно гореть… Но потребность в мощной взрывчатке к середине XIX века уже была столь велика, что, несмотря на многочисленные несчастные случаи, нитроглицерин стали широко использовать при взрывных работах.
Слава обуздания нитроглицерина принадлежит Альфреду Нобелю. Кем был этот человек, оседлавший посланца ада? Общеизвестно, что это шведский ученый, инженер, изобретатель и предприниматель. Гораздо меньше известна связь Нобеля с Россией. Не будь ее, кто знает, смог ли бы Нобель изобрести динамит?
Русский швед
Альфред Нобель родился в Швеции в 1833 году, а уже в 1837-м его разорившийся отец Эммануэль Нобель оставляет Стокгольм и уезжает в Россию. Получив от русского правительства хорошее вознаграждение за изобретенную им морскую мину, Эммануэль перевозит в Россию свою семью и в 1842 году открывает механическую мастерскую в Санкт-Петербурге. Значительные военные заказы позволяют быстро развить предприятие в крупную процветающую фирму (Fonderie et Atelier Mecanique Nobel et Fils).
Денежный достаток семьи позволил Альфреду получить прекрасное домашнее образование. Известный русский химик, действительный член Российской академии наук Н.Н. Зинин, дававший болезненному Альфреду уроки химии, привил ему любовь к этой науке. В 16 лет Альфред уже помогал отцу в разработке морских мин, а затем отправился в Париж, где занимался химией под руководством известного ученого Пелуза.
К 1854 году Зинин после длительных попыток приручить нитроглицерин разочаровывается в нем, но передает своему бывшему ученику разработанные им правила безопасности: именно Зинин определил основные свойства нитроглицерина и температурные пределы, в которых он «ведет себя прилично». В этот период Нобель сближается с артиллерийским офицером В.Ф. Петрушевским, большим энтузиастом нитроглицерина, немало сделавшим в области изучения способов получения этой взрывчатки, и русскими химиками Якоби и Вересковым.
Взрывной характер
17 июля 1866 года в Петергофе гремит страшный взрыв — 20 пудов только что полученного нитроглицерина взлетают на воздух. Результатом становится категорический запрет императора Александра II производить в России любые работы с опасной жидкостью. Но незадолго до этого Петрушевский высказывает Нобелю предположение, что причиной взрывов нитроглицерина становится его разложение с образованием кислых неустойчивых соединений, а смешивание его с веществом, нейтрализующим кислоты, сделает взрывчатку менее опасной. Петрушевский не изобрел динамит, но в тот момент находился в полушаге от этого. Он-то и подсказал Нобелю направление дальнейших поисков.
Несмотря на крайнюю опасность, потребность в мощной взрывчатке была очень велика. В 1863 году Нобель приезжает в Стокгольм, где целиком посвящает себя разработке безопасных технологий получения нитроглицерина. Он изобретает инжектор для непрерывного перемешивания глицерина с кислотой в процессе нитрования, что резко снижает опасность взрывов на производстве. Для повышения безопасности рабочие, следившие за процессом нитрификации, в то время сидят на одноногих табуретках — чтобы не засыпать и не выпускать химическую реакцию из-под контроля.
Несмотря на полученный Нобелем патент, нитроглицериновый дьявол не побоялся своего нового хозяина. 3 сентября 1863 года предприятие Нобелей в Геленборге взлетает на воздух. При взрыве погибает младший брат Альфреда — 20-летний Альберт. Тем не менее в 1865 году Нобелям удается пустить в ход два новых завода по производству нитроглицерина — в Швеции и Германии. Альфред «гастролирует» по Европе и Америке, доказывая на публичных лекциях безопасность нитроглицерина при соблюдении правил обращения с ним.
Нобель демонстрирует свое «взрывающееся масло» перед американскими бизнесменами, получает патент США и основывает собственную компанию на атлантическом побережье Америки. Американский пороховой фабрикант Дюпон, почувствовав конкуренцию, активно сопротивляется внедрению нового продукта. Но тут взлетает на воздух предприятие в Германии, и почти одновременно происходят два крупных взрыва на рудниках в Швеции. В декабре взрывается нитроглицериновый завод в США и бесследно исчезают в пучинах океана два судна, перевозивших нитроглицерин. Имя Нобеля проклинают по всему свету, в Нью-Йорке его даже просят покинуть отель, в котором он остановился, и забрать с собой все образцы нитроглицерина. Страны Европы одна за другой принимают законы, запрещающие изготовление нитроглицерина на своих национальных территориях.
Инфузорная земля
Запрет нитроглицерина грозил Нобелю полным разорением. И тогда Альфред возвращается к своей идее, работать над которой он начал еще в 1862 году, — нейтрализации чувствительности нитроглицерина при пропитывании им какого-либо пористого вещества. Этот путь подсказал ему еще в 1855 году Петрушевский, который пытался пропитывать нитроглицерином черный порох, надеясь тем самым повысить мощность взрывчатки.
В 1864 году Нобель находит нужное вещество. Кизельгур, известный также как диатомит, инфузорная земля и горная мука, образуется при осаждении на дно водоемов кремниевых скорлупок моллюсков и некоторых водорослей. Инфузорную землю можно найти в каждом озере, 90% ее объема приходится на поры, способные жадно впитывать нитроглицерин.
Первые же опыты дали превосходный результат. Смесь нитроглицерина с кизельгуром была слабее чистой жидкости примерно на четверть (столько в общем объеме занимает кизельгур), но при этом почти безопасной в обращении. Нобель дал этой смеси, внешне похожей на торф, название «динамит» (от греческого слова «динос» — сила). После ряда тщательных испытаний 7 мая 1867 года он патентует динамит в Англии, Швеции, Германии. Новая взрывчатка покоряет Европу. Еще бы, динамит можно кидать, резать, трясти, его можно складывать в мешки и ящики, и он не взрывается! Но при этом надежно срабатывает тогда, когда это нужно. Ирония судьбы — спустя год Петрушевский совершенно самостоятельно смешивает нитроглицерин с магнезией и получает взрывчатку, названную позднее «русским динамитом».
Триумф динамита
Конец девятнадцатого века и начало двадцатого — период триумфа динамита. Он находит самое широкое применение при разработке горных пород, при прокладывании туннелей, в шахтах. С его помощью при строительстве железной дороги через Сен-Готардский перевал было пробито 80 туннелей, включая «Большой туннель» — 15 км сплошной скалы. Динамитом были проделаны котлованы для опор 324 мостов. Огромную роль динамит сыграл при строительстве сооружения века — Панамского канала. 3000 тонн динамита использовалось для того, чтобы выкопать нью-йоркскую систему водохранилищ «Нью-Кротон» (эти работы были завершены в 1890 году). Динамит обеспечивает прокладку Альпийского туннеля и Коринфского канала, удаление подводных скал в Ист-Ривер (Нью-Йорк), расчистку русла Дуная… Конечно же, динамит стал применяться и на бакинских промыслах, где хозяйничали «русские Рокфеллеры» — Альфред Нобель и его старший брат.
Динамит не только принес Альфреду Нобелю известность и славу, но и сделал его миллионером. Если в 1867 году его фабрика изготовила всего 11 тонн динамита, то через семь лет ежегодное производство на фабриках Нобеля составляло уже 3300 тонн.
Однако далеко не все страны благосклонно отнеслись к этой взрывчатке. Так, во Франции военные нужды заставили было весной 1871 года начать изготовление динамита, но поражение во Франко-прусской войне привело к тому, что производство было свернуто до 1875 года. В Англии лоббирование Абелем черного пороха заставило парламент в 1869 году принять закон, запрещающий производство, импорт, продажу и перевозку нитроглицерина и любого другого вещества, содержащего нитроглицерин, в пределах Великобритании. Этот закон под давлением угольного лобби, остро нуждавшегося в хорошей взрывчатке, был отменен лишь в 1893 году.
За семь лет Нобель построил 17 заводов в разных странах мира. К этому времени на его предприятиях производилось больше взрывчатых веществ, чем на государственных пороховых заводах всех стран мира вместе взятых.
Последним изобретением Нобеля стал бездымный порох баллистит, созданный Альфредом в сотрудничестве со своим личным секретарем, молодым шведским химиком Рагнаром Салманом.
Альфред Нобель скончался в возрасте 63 лет 10 декабря 1896 года в Сан-Ремо в зените славы и могущества. Ему принадлежали 93 предприятия, производившие кроме динамита азотную кислоту, глицерин, удобрения, медные сплавы, проволоку, кабель, нитроцеллюлозу и все виды взрывчатых веществ и детонаторов.
Забытое изобретение
Принято считать, что динамит был звездным часом Альфреда Нобеля. Но специалисты полагают, что главное его изобретение вовсе не динамит, а маленькая медная трубочка. Капсюль-детонатор стал настоящей революцией во взрывном деле, сравнимой разве что с изобретением двигателя внутреннего сгорания в области машиностроения.
Когда в качестве взрывчатки использовался черный порох, с инициацией взрыва проблем не возникало — достаточно было отсыпать к заряду дорожку из того же пороха и поджечь ее. Позднее стали использовать стопин (нитка, пропитанная селитрой), потом Бикфорд придумал свой знаменитый шнур. Когда огонь добирался до пороха, взрыв был гарантирован. Положение изменилось с появлением нитроглицерина, пироксилина, мелинита. Эти взрывчатки, включая даже очень чувствительный нитроглицерин, наотрез отказывались взрываться от открытого пламени.
Для инициации взрыва лучше всего было использовать… взрыв. Гремучая ртуть была уже изобретена и использовалась в ударных капсюлях для воспламенения пороха в ружьях (капсюльные ружья), а позднее — в капсюлях патронов. Альфред Нобель в 1863 году догадался наполнить гремучей ртутью в достаточно большом количестве медную трубочку, открытую с одного конца. Эта трубочка помещалась в заряд взрывчатки, а в ее открытый конец вставлялся бикфордов шнур. Струя пламени подожженного шнура надежно воспламеняла гремучую ртуть, чувствительную к любому внешнему воздействию, а небольшого взрыва оказалось достаточно для взрыва нитроглицерина, а позднее — динамита и других взрывчаток.
Альфред Нобель разработал целую линейку из двенадцати капсюлей-детонаторов различных размеров и пронумеровал их. Самым подходящим для большинства взрывных работ оказался номер 8. Со временем капсюль-детонатор усовершенствовался, появилось немало его разновидностей, но нобелевский «номер восемь» и сегодня имеет те же самые размеры и устройство и используется во всех странах мира, в отличие от динамита, постепенно и незаметно отошедшего на вторые роли и почти совсем сошедшего со сцены.
Загрузка...