В каких продуктах содержится метанол

Ученые из МГУ обнаружили новые биологические свойства известного яда, который, как оказалось, постоянно вырабатывается в организме человека

Метанол давно имеет репутацию ядовитой жидкости, которую путают с этиловым спиртом при употреблении внутрь — часто с летальным исходом. Широкой публике гораздо менее известен тот факт, что сам по себе метанол не ядовит. А вот формальдегид, как продукт его метаболизма, — весьма токсичен.

До сих пор считалось, что метиловый спирт — чужеродный для организма продукт и участвует в метаболических процессах, только попадая в организм извне. Однако новое исследование ученых МГУ имени М.В.Ломоносова это мнение опровергает. Сотрудники НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского установили целых два источника эндогенного (то есть, вырабатываемого внутри организма) метанола у человека, а также обнаружили возможную связь метаболизма метанола с нейродегенеративными заболеваниями типа болезни Альцгеймера. Их работа опубликована в недавнем номере журнала PLoS One (PLoS One, 2014, 9(7), e102837).

Метанол может попадать в организм человека не только по ошибке. Его небольшое количество в виде примесей содержится во всех алкогольсодержащих продуктах. По словам руководителя исследований Юрия Дорохова, при употреблении таких продуктов содержание метилового спирта в организме резко подскакивает. Но вследствие ли загрязнения исходного продукта? Ученые провели эксперименты на добровольцах, которым выдавались небольшие порции 40%-го водного раствора этилового спирта, полностью очищенного от метанола. После употребления раствора внутрь, уровень метанола в крови людей подскакивал в десятки раз. То есть источником вещества становился сам организм, но под воздействием спиртного.

«Не существует грязной водки», — комментирует эксперимент Юрий Дорохов, имея в виду, что даже потребление полностью очищенного этанола не «спасает» от наличия метанола в крови. По словам ученого, эндогенный метанол накапливается в крови, потому что фермент алкогольдегидрогеназа, окисляющий оба спирта, ингибируется большим количеством выпитого этанола. «Грубая оценка показывает, что каждый час человек получает от микрофлоры кишечника не меньше метанола, чем его содержится в 250 мл красного вина», — подчеркивает Дорохов

Исследования, кстати, показали: совсем не факт, что человека «спасать» от метанола надо. Дорохов с коллегами определили два источника этого вещества в организме. Первый — микрофлора кишечника (метанол, продуцируемый как раз этим источником, ученые находили в описанном выше эксперименте). Второй — метаболизм пектина, поступающего в организм с овощами и фруктами. Давая добровольцам пектин и вызывая выработку метанола, ученые обнаруживали в белых кровяных тельцах десятки матричных РНК (мРНК), гены которых, по литературным данным, тем или иным образом связаны с развитием болезни Альцгеймера, межклеточной коммуникацией и миграцией лимфоцитов. Экспрессия ряда генов красных кровяных телец и известного онкогена MYC, напротив, снижалась. Всё то же самое наблюдалось, если метанол поступал извне (с красным вином). По словам Дорохова, эти результаты, возможно, показывают, что нарушения регуляции обмена метанола каким-то образом могут приводить к нейродегенеративным заболеваниям. Ученый также считает: проведенные исследования мРНК — убедительный аргумент в пользу гипотезы, что метанол не только метаболит или биологический яд, но и молекула с сигнальными функциями, способная запускать транскрипционную активность многих важных генов.

к.х.н. Иван Охапкин,
Управление инновационной политики и международных научных связей

Человек каждый день сталкивается с вещами, сделанными с использованием метанола. Он нужен везде — от лекарств до мебели и автопрома. Самый крупный производитель метанола в России — ПАО «Метафракс». Его бенефициарный владелец Сейфеддин Рустамов (Seyfeddin Roustamov) объясняет, как производят это вещество и почему метанол так важен.

Чем так важен метанол?

Метанол (он же — метиловый спирт, или CH₃OH) — это прозрачная жидкость со спиртовым запахом. Она используется в автопроме — из производных метанола делают синтетический каучук для автомобильных шин, пластики для интерьера и экстерьера автомобилей. В смеси с бензином метанол может использоваться как топливо. При сгорании такая смесь выделяет меньше вредных веществ, чем обычный бензин. Метанол , поэтому топливо спортивных автомобилей делается на его основе. Для обычных машин производят топливо с присадками на основе метанола — они повышают октановое число и снижают вредные выбросы. По законодательству концентрация метанола в российском бензине может доходить до 1% (в США и Европе — до 3%, в Китае — до 15%). В последнее время все чаще применяют метанол в качестве топлива для морских судов. Это более экологично: если случается авария и метанол попадет в воду, он растворяется в больших объемах воды, а его остатки уничтожают морские микроорганизмы.

Что еще делают из метанола?

Антисептики и консерванты. Из метанола делается формалин — водный раствор формальдегида. Он вызывает свертываемость белков, поэтому его используют как антисептик и консервант. Формальдегид необходим при бальзамировании, производстве кинофотопленки и выделке кожи.

Краски, лаки и эмали. Без формальдегида, который производят из метанола, не получится сделать пентаэритрит — белый кристаллический порошок, который нужен при производстве смол, лаков и эмалей, смазочных масел и, например, пенопласта.

Реагенты для дорог. Формиат натрия — побочный продукт производства пентаэритрита. Этот порошок используют при изготовлении противогололедных материалов и средств против коррозии, его добавляют зимой в бетон и цементный раствор при строительстве.

Сухое горючее. Метанол нужен для производства уротропина (сухого спирта) — белого порошка, который отлично горит в любых условиях. Из него делают таблетки для розжига, взрывчатые вещества, а также используют в фармацевтике.

Фанера и ДСП. Важное сырье в деревообработке — карбамидоформальдегидный концентрат — тоже делается из метанола. Из него делают карбамидные смолы для фанеры, ДСП и других материалов, которые используются в строительстве и производстве мебели.

Метанол ядовитый?

При попадании метанола в организм человека он превращается в формальдегид. Это токсичное вещество вызывает серьезные нарушения обмена веществ, слепоту, постоянную неврологическую дисфункцию. Поэтому смертельная доза метанола — 40 миллилитров. Получить ее в быту можно только выпив метанол: несмотря на запрет использования этого вещества в ликеро-водочной промышленности, метанол употребляют, путая его с винным спиртом (этанолом).

В любом случае нужно соблюдать правила безопасности в обращении с этим веществом, и тогда оно не принесет никакого вреда.

Как и из чего делают метанол?

Раньше метанол получали в результате сухой перегонки древесины, поэтому его еще называют древесным спиртом. Сейчас используют более современный способ. Сначала природный газ очищают от примесей (особенно серы), смешивают с водяным паром и конвертируют при температуре 860 °C в синтез-газ (смесь водорода (H₂) с угарным газом (CO). Выработка метанола происходит при температуре 200–300 °C и высоком давлении (в 4–15 мегапаскалей). Ускоряет эту химическую реакцию медный катализатор.

Производить метанол дорого?

Основное сырье для синтеза метанола — это природный газ. Затраты на него составляют половину от себестоимости метанола. Плюс — стоимость оборудования. Так, строительство одного небольшого завода по выпуску метанола обходится в 500–600 миллионов долларов. На более крупные проекты уходит еще больше средств. Например, сейчас «Метафракс» строит комплекс стоимостью почти 1 миллиард евро в Губахе — это город в Пермском крае, в 219 км от Перми.

Сколько в России производят метанола?

Всего в прошлом году в России выпустили 4,1 миллиона тонн метанола. Причем четверть приходится на «Метафракс»: за год он произвел 1,11 миллиона тонн. Кроме метанола компания производит формалин, уротропин, полиамид и пентаэритрит.

Как появилась компания «Метафракс»?

В разгар войны в 1942 году в город Губаха, где сейчас расположена штаб-квартира «Метафракса», было эвакуировано оборудование Сталиногорского завода по производству азотно-туковых удобрений. А уже после войны в Губаху завезли трофейное немецкое оборудование.

В окрестностях Губахи добывали много каменного угля, из которого на местном заводе получали кокс. В процессе его производства выделялся побочный продукт — коксовый газ, из которого в 1959 году на Губахинском химическом заводе получили метанол. Тогда этот метод считался самым передовым. С развитием технологий и прокладкой газопровода до Губахи метанол стали производить из природного газа, что проще и экологичнее.

В 1984 году в Губахе построен на тот момент крупнейший в мире агрегат синтеза метанола, мощность выросла почти в семь раз — до 750 тысяч тонн в год. В тяжелые 1990-е годы предприятие было сохранено и продолжало работать. В начале 2000-х акционерное общество «Метафракс» принимает новую стратегию развития — предприятие было решено реконструировать и модернизировать. 

В 2014 году бенефициаром губахинского комбината «Метафракс» стал . А к 2018 году группа «Метафракс» включала в себя уже , работающих в России и за рубежом, например в Австрии и Швейцарии. Предприятия группы выпускают не только метанол и его производные, но и синтетические смолы. Причем группа «Метафракс» — крупнейший производитель смол в России и третий в Европе. Годовая выручка группы достигает 50 миллиардов рублей.

Кто покупает российский метанол?

Порядка 40% произведенного метанола и его производных «Метафракс» экспортирует за границу, в десятки стран мира. В основном — в Европу, где производить этот спирт нерентабельно из-за высоких цен на газ и рабочую силу. Возить метанол в Азию, например в Китай, пока довольно дорого. Но недавно вместе с южнокорейскими партнерами «Метафракс» создал трейдинговую структуру SamyangMeta, которая поможет нарастить продажи уротропина и пентаэритрита в Южной Корее.

Одно из дочерних предприятий «Метафракс» — «Метадинеа», ведущий производитель синтетических смол в Европе. У компании также есть активы в Австрии, с научно-исследовательским центром для разработки новых химических рецептур.

«Метафракс» проводит ребрендинг. Зачем?

Сейчас каждое предприятие, входящее в группу компаний «Метафракс», — это отдельный актив, и у каждого из них — своя собственная вывеска. Но со следующего года их объединит один бренд. По мнению Сейфеддина Рустамова (Seyfeddin Roustamov), такой ребрендинг должен повысить доверие партнеров и клиентов к «Метафраксу», а также выстроить единую визуально-смысловую коммуникацию как внутри группы, так и на внешние аудитории. Как будет выглядеть новый бренд, пока неизвестно — он в процессе разработки. Но в любом случае результат будет отображать основные черты группы компаний: развитие, бережное отношение к экологии, высокие стандарты безопасности и производства. Обновленный бренд представят широкой публике осенью 2019 года.

Метиловый спирт (син.: метанол, метиловый алкоголь, карбинол, оксиметан, древесный спирт) — первый член гомологического ряда предельных одноатомных спиртов; CH3OH; сильный яд с выраженными кумулятивными свойствами, действует преимущественно на нервную и сердечно-сосудистую системы. Используется как фиксирующее средство при гистологических исследованиях мазков крови и других препаратов, как растворитель для многих применяемых в микроскопии красителей; в клинико-биохимических лабораториях находит широкое применение в качестве органического растворителя. Метиловый спирт служит исходным веществом в синтезе многих лекарственных средств (см.). В больших количествах его используют для производства формалина, получения различных метилирующих агентов, синтеза душистых веществ (метиловые эфиры бензойной, антраниловой и салициловой к-т). Метиловый спирт применяют в качестве растворителя для приготовления политур и лаков, в качестве добавки к жидким топливам для повышения их октанового числа и в качестве антифриза.

Впервые М. с. был описан англ. ученым Бойлем (R. Boyle) в 1661 г. как «нейтральное вещество» в составе жидкости, получаемой при сухой перегонке древесины. В 1834 г. франц. химики Дюма (J. Dumas) и Пелиго (E. M. Peligot) установили формулу М. с.— CH3OH.

В природе М. с. в небольшом количестве встречается в растениях гераклеи (Heracleum), в листьях каштанов и лип, в нек-рых эфирных маслах. По данным Уэстерна (О. Western), в крови здоровых людей содержится от 25 до 245 мкг% М. с. Нек-рое количество М. с. обнаружено также в моче.

Метиловый спирт представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом, напоминающим запах винного спирта (этанола), и жгучим, неприятным вкусом. Мол. вес (масса) 32,04. Уд. вес (масса) при 15° 0,79609; t° кип 64,65°. М. с. во всех отношениях смешивается с водой и большинством органических растворителей. Легко воспламеняется и горит бледным, синеватым пламенем, с воздухом образует взрывчатые смеси.

До 20-х гг. 20 в. единственным источником М. с. служили продукты сухой перегонки дерева. Однако теперь М. с. в промышленных количествах получают путем каталитического восстановления окиси углерода водородом: CO + 2H2 -> CH3OH.

Для М. с. характерны все реакции первичных спиртов. Он реагирует со щелочными металлами, образуя соответствующие метилаты, напр. 2CH3OH + 2K —> 2CH3OK + H2. При воздействии галоидных соединений фосфора или галоидоводородных к-т из М. с. образуются метилгалогениды: CH3OH +PCl5 —> CH3Cl + HCl + POCl3. С серной к-той М. с. образует монометилсульфат (кислый метиловый эфир серной к-ты) или метилсерную к-ту: CH3OHSO2OH —> CH3OSO2OH + H2O. Диметилсульфат образуется при взаимодействии М. с. с дымящей серной к-той. Метилгалогениды, метилсерная к-та и особенно диметилсульфат широко применяются в химии для проведения реакции метилирования (см.).

Превращение Метилового спирта в организме млекопитающих осуществляется путем медленного окисления через образование формальдегида и муравьиной к-ты до углекислоты и воды. М. с. может нейтрализоваться в печени в результате образования глюкуроновых эфиров.

Профессиональные вредности. М. с. является сильным ядом преимущественно нервного и сердечнососудистого действия с выраженными кумулятивными свойствами; кроме того, он обладает нек-рым наркотическим эффектом, раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз. Типичны поражения органа зрения вплоть до полной слепоты при поступлении М.С. в организм через легкие, кожу или жел.-киш. тракт.

Первые признаки интоксикации М. с. обусловлены действием самого М. с.; дальнейшие тяжелые последствия вызывает сочетанное действие М. с. и формальдегида.

Предельно допустимая концентрация паров М. с. в воздухе рабочей зоны равна 5 мг/м3 (с предупреждением об опасности поступления М. с. через кожу).

Отравления

Острые и хронические отравления Метиловым спиртом возникают при превышении предельно допустимой концентрации его паров в воздухе, а также при попадании М. с. на незащищённую кожу или при сильном загрязнении спецодежды и обуви. Особенно опасен прием М. с. внутрь вместо этилового спирта: 5—10 мл М. с. могут вызвать тяжелое отравление, а 30 мл — привести к смертельному исходу.

При хрон, отравлении М. с. нарушаются окислительно-восстановительные процессы в головном мозге, появляются изменения сосудов головного мозга и особенно сосудов органа зрения, приводящие к изменениям и частичной гибели фоторецепторных, ганглиозных клеток сетчатки (см.), разрастанию глии, дегенеративным изменениям нейронов в центральной части зрительного анализатора (см.). При отравлении М. с. развиваются дистрофические изменения в печеночных клетках, что ведет к стойкой функциональной неполноценности печени, не исчезающей после клин, выздоровления.

Хрон, отравление малыми концентрациями М. с. характеризуется головокружением, головной болью, бессонницей, повышенной утомляемостью, жел.-киш. расстройствами, ухудшением зрения, прежде всего цветового. При хрон, воздействии паров М. с. в концентрации 50 мг/м3 и выше у работающих на производстве, связанном с получением или использованием М. с., выявлены функциональные изменения органа зрения.

Острое отравление М. с. характеризуется состоянием легкого опьянения, тошнотой, рвотой, сильной головной болью, резким ухудшением зрения вплоть до слепоты, при утяжелении состояния появляются цианоз, затрудненное дыхание, расширение зрачков, судороги и смерть от остановки дыхания. Диагноз подтверждается обнаружением в моче муравьиной к-ты, а также анализом рвотных масс и недопитой жидкости.

Первая помощь

При попадании Метилового спирта в глаза необходимо промыть их сильной струей воды, при загрязнении кожи — быстро смыть с нее М. с. водой и сменить одежду.

При приеме Метилового спирта внутрь необходимо немедленно начать промывание желудка и продолжать его в течение первых 2 часов, необходимо также начать борьбу с ацидозом путем введения внутрь 2—4 л и внутривенно 1 л 5% р-ра гидрокарбоната натрия (питьевой соды). Внутривенно вводят 5% р-р этилового спирта, к-рый, конкурируя с М. с. за окислительные ферменты, задерживает образование в организме токсичных метаболитов М. с. По показаниям — заменное переливание крови, гемосорбция (см. Гемосорбция), вдыхание мед. кислорода, сердечные средства.

Аналогичные меры принимают при отравлении суррогатами винного спирта, содержащими примесь М. с. (см. Денатурированный спирт).

Меры предупреждения

Применение М. с. допускается лишь в тех производственных процессах, где он не может быть заменен менее токсичным веществом. В СССР запрещено изготовление политур, мастик и нитролаков на М. с. Предприятия обязаны согласовывать введение М. с. в производство с органами сан. надзора. Особенно строго регламентируются маркировка тары для М. с., правила его хранения и расхода, чтобы исключить случайный прием М. с. внутрь. Работающие с М. с. проходят специальный инструктаж, обеспечиваются защитными перчатками, резиновыми фартуками и противогазами марки «А». Рабочую одежду стирают каждые 10 дней.

Метиловый спирт в судебно-медицинском отношении

Отравления Метиловым спиртом нередко бывают групповыми; обычно пострадавшие недостаточно информированы о ядовитости М. с. или пренебрегают ею. Смертельная доза при приеме внутрь 30—100 мл.

Цатологоанатомические изменения характерны для острой смерти и свидетельствуют о поражении сосудистой системы (выраженное полнокровие со стазами и мелкими множественными кровоизлияниями в головной мозг и другие внутренние органы, кровоизлияния в серозные и слизистые оболочки, темная «дегтеобразная» кровь в крупных сосудах и синусах твердой мозговой оболочки и др.). Наблюдаются симметричные очаги размягчения в головном мозге, в области внутренней капсулы, полосатого тела, иногда мозжечка. Распределение М. с. во внутренних органах зависит от относительного содержания в них воды, поэтому для хим. исследования берут кровь, мочу, цереброспинальную жидкость, почку, печень, мозг и желудок с содержимым. М. с. быстро всасывается и медленно окисляется, в крови максимальная его концентрация создается через 4—16 час.; длительнее всего М. с. сохраняется в цереброспинальной жидкости — до 12 дней.

М. с. частично выделяется слизистой оболочкой желудка, поэтому в промывных водах и рвотных массах его можно обнаружить в течение 2 сут. Муравьиная к-та — ядовитый метаболит М. с. — содержится в крови, моче, печени, почках и мозге. С мочой она выделяется в течение 5—6 дней.

Для суд.-хим. обнаружения Метилового спирта используют метод газожидкостной хроматографии (см.).

Библиография: Бережной Р. В. Судебно-медицинская экспертиза отравлений техническими жидкостями, с.26, М., 1977; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и Э. Н. Левиной, т. 1, с. 363, Л., 1976; Гадаскина И. Д. и Филов В. А. Превращения и определение промышленных органических ядов в организме, с. 232, Л., 1971; Егоров Ю. Л. и др. Состояние органа зрения работающих в производстве синтетических жирных кислот и спиртов и вопросы гигиенического нормирования содержания спиртов в воздухе, Гиг. труда и проф. заболев., № 11, с. 33, 1966; Несмеянов А. Н. и Несмеянов Н.А. Начала органической химии, кн. 1, М., 1974; Робертс Дж. и Касерио М. Основы органической химии, пер. с англ., т. 1, с. 405, М., 1978; Розенбаум Н.Д. Гигиена труда при работе с органическими растворителями, Свердловск, 1946; Mосsсhlin S. Klinik und Therapie der Vergiftungen, Lpz., 1964.

В. И. Розенгарт; Ю. Л. Егоров, P. В. Бережной (суд.).