VX — чрезвычайно токсичное синтетическое химическое соединение из класса фосфорорганических соединений , в частности, тиофосфонат . В классе нервно-паралитических агентов он был разработан для военного использования в химической войне после перевода более ранних открытий токсичности фосфорорганических соединений в исследованиях пестицидов . В чистом виде VX — это маслянистая, относительно нелетучая жидкость янтарного цвета. [4] Из-за своей низкой летучести VX сохраняется в средах, где он диспергирован. [5] [6]
VX, сокращение от «venomous agent X», [7] является одним из самых известных нервно-паралитических агентов V и возник в результате разработки пестицидов в Imperial Chemical Industries (ICI). Он был дополнительно разработан в Портон-Дауне в Англии в начале 1950-х годов, [8] на основе исследований, впервые проведенных Герхардом Шрадером , химиком, работавшим в IG Farben в Германии в 1930-х годах. [ требуется ссылка ] В настоящее время это один из более широкой серии агентов V, которые классифицируются как нервно-паралитические агенты . VX предположительно использовался в военных действиях и использовался в нескольких убийствах. Брату северокорейского лидера Ким Чен Ына , Ким Чен Наму , 13 февраля 2017 года две женщины бросили это вещество в лицо в международном аэропорту Куала-Лумпура . Он скончался примерно через 15 минут, когда его срочно доставляли в больницу.
Вещество чрезвычайно смертоносно: смертельные случаи от VX происходят при воздействии десятков миллиграммов через вдыхание или всасывание через кожу. Он более мощный, чем зарин , другой нервно-паралитический агент с аналогичным механизмом действия . При таком воздействии эти агенты серьезно нарушают сигнализацию организма между нервной и мышечной системами , что приводит к длительной нервно-мышечной блокаде , вялому параличу всех мышц тела, включая диафрагму , и смерти от удушья . [9]
Опасность VX, в частности, заключается в прямом воздействии химического агента, сохраняющегося там, где он был распылен, а не в его испарении и распространении в виде пара; он не считается опасным паром из-за своей относительной нелетучести . VX считается оружием, блокирующим зону, из-за этих физических и биохимических характеристик. [10] Как химическое оружие , оно классифицируется как оружие массового поражения Организацией Объединенных Наций и запрещено Конвенцией о химическом оружии 1993 года, [11] где производство и хранение VX, превышающее 100 граммов (3,53 унции) в год, запрещено законом. Единственное исключение — для «исследовательских, медицинских или фармацевтических целей за пределами одного небольшого объекта в совокупных количествах, не превышающих 10 кг (22 фунта) в год на объект». [12]
VX — это хиральный фосфорорганический химикат без запаха и вкуса [13] [14] с молекулярной массой 267,37 г/моль. [15] При стандартных условиях это жидкость янтарного цвета с температурой кипения 298 °C (568 °F) и температурой замерзания -51 °C (-60 °F). [16] Его плотность близка к плотности воды. [17] Его значение log P составляет 2,047, что означает, что он относительно гидрофобен и примерно в 100 раз больше разделяется на октанол, чем на воду. [18] Его низкое давление паров 0,09 паскаля (1,3 × 10−5 фунтов на кв. дюйм) обеспечивает ему низкую летучесть, что приводит к высокой стойкости в окружающей среде. [19]
При использовании в качестве оружия его можно распылять в виде жидкости, аэрозоля или смеси с загустителем на основе глины или талька . [19]
VX является ингибитором ацетилхолинэстеразы . [20] Он блокирует функцию фермента ацетилхолинэстеразы (AChE). Обычно, когда стимулируется двигательный нейрон , он высвобождает нейротрансмиттер ацетилхолин (ACh) в пространство между нейроном и соседней мышечной клеткой, синаптическую щель. Когда ацетилхолин связывается с никотиновыми рецепторами в нервно-мышечном соединении, он стимулирует сокращение мышц. Чтобы избежать состояния постоянного сокращения мышц, ацетилхолин затем расщепляется ( гидролизуется ) на неактивные вещества уксусную кислоту и холин с помощью AChE. VX блокирует действие AChE, что приводит к накоплению ацетилхолина в пространстве между нейроном и мышечной клеткой. На молекулярном уровне это приводит к постоянной стимуляции и в конечном итоге усталости всех затронутых мускариновых и никотиновых рецепторов ACh. Это приводит к начальным сильным сокращениям, за которыми следует устойчивое сверхсокращение, ограниченное жидкостью ( саркоплазмой ) субъединичной концевой пластинки и длительной деполяризующей нервно-мышечной блокадой . [21] Длительная блокада приводит к вялому параличу всех мышц тела, и именно такой устойчивый паралич диафрагмальной мышцы вызывает смерть от асфиксии . [9] Накопление ацетилхолина в мозге также вызывает нейрональную эксайтотоксичность из-за активации никотиновых рецепторов и высвобождения глутамата . [22]
Чрезвычайная токсичность VX частично обусловлена тем фактом, что ингибитор был разработан как превосходный структурный имитатор переходного состояния естественного субстрата (ацетилхолина) ацетилхолинэстеразы. VX имеет очень высокую «скорость включения» для реакции с целевым ферментом и образования стабильной связи POC (фосфорилирование). [23] Однако, по сравнению с другими высокотоксичными нервно-паралитическими агентами, такими как зоман или зарин , VX подвергается относительно медленному «старению». Старение — это побочная реакция, зависящая от времени (потеря алкоксильной группы), которая происходит на нервно-паралитических агентах после фосфорилирования и делает комплекс нервно-паралитического агента с ацетилхолинэстеразой крайне устойчивым к регенерации любым известным антидотом. Более медленное старение под действием VX предполагает, что должна быть возможность разработки более эффективных антидотов и методов лечения. [24]
Продукты реакции ацетилхолинэстеразы с VX до и после реакции «старения» были разрешены с почти атомным разрешением с помощью рентгеновской кристаллографии, чтобы помочь в разработке антидота. [25] [26] Рентгеновские структуры выявили специфические части молекулы VX, которые взаимодействуют с ключевыми остатками и субсайтами целевого фермента. Структурная кинетика фосфорилирования, за которым следует старение, также показала неожиданное конформационное изменение в каталитической триаде, предполагающее «индуцированное соответствие» между молекулой VX и ацетилхолинэстеразой.
VX хиральный по атому фосфора . Отдельные энантиомеры идентифицируются как S P -(−)-VX и R P -(+)-VX (где нижний индекс "P" подчеркивает, что хиральность находится по фосфору). [1]
VX производится посредством процесса переэтерификации , который дает рацемическую смесь двух энантиомеров. Это влечет за собой ряд этапов, в ходе которых трихлорид фосфора метилируется для получения метилфосфонового дихлорида . Полученный материал реагирует с этанолом для образования диэфира . Затем он переэтерифицируется с N , N -диизопропиламиноэтанолом для получения QL , смешанного фосфонита . Наконец, этот непосредственный предшественник реагирует с серой для образования VX.
VX также может быть доставлен в бинарном химическом оружии , которое смешивается в полете, образуя агент перед выпуском. Двоичный VX называется VX2, [27] и создается путем смешивания QL с серой, как это делается в авиационной химической бомбе Bigeye . Он также может быть получен путем смешивания с соединениями серы, как в случае с жидкой смесью диметилполисульфида (известной как NM) в отмененной программе 8-дюймового снаряда XM736 . [ необходима цитата ]
Как и другие фосфорорганические нервно-паралитические агенты, VX может быть разрушен реакцией с сильными нуклеофилами. Реакция VX с концентрированным водным гидроксидом натрия приводит к двум конкурирующим реакциям сольволиза : расщеплению либо эфиров P–O, либо P–S. Хотя расщепление P–S является доминирующим путем, продуктом расщепления связи P–O является токсичный фосфоновый тиоэфир EA-2192 , и обе реакции протекают медленно. [28] Напротив, реакция с гидропероксидным анионом (гидропероксидолиз) приводит к исключительному расщеплению связи P–S и более быстрой общей реакции. [28] [29]
Ранние симптомы контакта с кожей включают местное потоотделение и мышечные подергивания в области воздействия, за которыми следуют тошнота или рвота. Ранние симптомы воздействия паров VX включают ринорею (насморк) и стеснение в груди с одышкой (сужение бронхов). Миоз (точечное сужение зрачков) может быть ранним признаком воздействия агента, но обычно не используется как единственный индикатор воздействия. [30]
VX чрезвычайно токсичен. Потенциально смертельная доза лишь немного выше дозы, оказывающей какой-либо эффект вообще, а эффекты смертельной дозы настолько быстры, что времени на лечение остается мало. [5] Медианная смертельная доза (LD 50 ), воздействие, необходимое для убийства половины испытуемой популяции, по оценкам для мужчин весом 70 кг при воздействии на кожу, составляет 5–10 мг (0,00035 унций), а время летальной концентрации (LCt 50 ), измеряющее концентрацию пара или аэрозоля за продолжительность времени воздействия, оценивается в 10–15 мг·мин/м 3 для VX при времени воздействия две минуты и минутном объеме дыхания 15 л (минутный объем 15 л соответствует небольшой физической активности, т. е. медленной ходьбе). [31] [32] [5]
При лечении воздействия VX основное внимание уделяется удалению жидкого агента с кожи, прежде чем выводить человека в незараженную зону или атмосферу. После этого пострадавшего дезактивируют, промывая загрязненные участки бытовым отбеливателем и промывая чистой водой, после чего следует снять загрязненную одежду и провести дополнительную дезактивацию кожи. По возможности дезактивацию завершают до того, как пострадавшего доставят на дальнейшее медицинское лечение. [33] [34] [35]
Человеку, который, как известно, подвергся воздействию нервно-паралитического агента или у которого проявляются определенные признаки или симптомы воздействия нервно-паралитического агента, обычно вводят антидоты атропин и пралидоксим (2-ПАМ), а в случае судорог вводят инъекцию седативного или противоэпилептического средства, такого как диазепам . [36] В некоторых странах антидоты нервно-паралитических агентов выдаются военнослужащим в форме автоинъектора, такого как военный аппарат США Mark I NAAK . [30]
Атропин блокирует подмножество ацетилхолиновых рецепторов, известных как мускариновые ацетилхолиновые рецепторы (mAchR), так что накопление ацетилхолина, вызванное потерей функции ацетилхолинэстеразы, оказывает сниженное воздействие на их целевой рецептор. [ необходима цитата ] 2-PAM реактивирует фермент ацетилхолинэстеразу (AChE), тем самым обращая вспять эффекты VX. [ необходима цитата ] VX и другие органофосфаты блокируют активность AChE, связываясь с ферментом и ковалентно инактивируя его посредством переноса фосфонатной группы из VX в активный центр AChE; это инактивирует AChE и производит неактивный побочный продукт из оставшейся части молекулы VX. [ необходима цитата ] Пралидоксим (2-PAM) удаляет эту фосфатную группу. [ необходима цитата ]
Контролируемые исследования на людях показали, что минимально токсичные дозы вызывают 70–75%-ную депрессию холинэстеразы эритроцитов в течение нескольких часов после воздействия. Уровень сывороточной этилметилфосфоновой кислоты (ЭМФК), продукта гидролиза VX, был измерен для подтверждения воздействия у одной жертвы отравления. Существуют также процедуры определения продуктов гидролиза VX в моче и аддуктов VX к альбумину в крови. [37]
Химики Ранаджит Гхош и Дж. Ф. Ньюман открыли нервно-паралитические агенты серии V в британской фирме ICI в 1952 году, запатентовав диэтил S -2-диэтиламиноэтил фосфонотиоат ( агент VG ) в ноябре 1952 года. [ необходима цитата ] Дальнейшие коммерческие исследования подобных соединений прекратились в 1955 году, когда была обнаружена его летальность для человека. США начали производство больших объемов VX в 1961 году на химическом заводе Newport Chemical Depot . [ необходима цитата ]
Открытие произошло, когда химики исследовали класс фосфорорганических соединений (фосфорорганические эфиры замещенных аминоэтантиолов). [38] Как и Герхард Шрадер , более ранний исследователь фосфорорганических соединений, Гош обнаружил, что они являются довольно эффективными пестицидами . В 1954 году ICI выпустила один из них на рынок под торговым названием Амитон . Впоследствии он был отозван, так как был слишком токсичен для безопасного использования. Токсичность не осталась незамеченной, и его образцы были отправлены в британский правительственный исследовательский центр в Портон-Дауне в Уилтшире для оценки. После завершения оценки несколько членов этого класса соединений стали новой группой нервно-паралитических агентов, агентами V. Самым известным из них, вероятно, является VX, которому в Великобритании присвоен код Rainbow Purple Possum, а российский V-Agent (VR) идет на втором месте (Амитон в значительной степени забыт как VG). Название представляет собой сокращение слов «venomous agent X» (ядовитый агент X). [39]
Начиная с 1959 года армия США начала добровольное тестирование VX на людях. Доктор Ван М. Сим перенес внутривенное вливание VX, чтобы оценить его воздействие и установить исходные данные для будущих экспериментов. Примерно через 3,5 часа после первоначального введения агента Сим внезапно побледнел и начал бредить. Эксперимент был немедленно прекращен, чтобы сохранить его жизнь. В своем заключении исследователи подсчитали, что 2,12 мкг/кг VX, введенного внутривенно в течение нескольких часов, будет максимально переносимой дозой, и что любая большая доза будет рисковать смертью для человека. [40]
В 1988 году расследование Организации Объединенных Наций установило, что Куба была ответственна за применение VX против ангольских повстанцев во время гражданской войны в Анголе . [41] [42] Токсикологи ООН получили следовые количества VX из образцов почвы, воды и растений, взятых из районов, где кубинские войска недавно проводили операции по борьбе с повстанцами. [41] Пациенты с симптомами воздействия нервно-паралитических веществ впервые начали появляться в ангольских больницах около 1984 года. [43]
Имелись доказательства использования Ираком комбинации химических агентов против курдов во время химической атаки в Халабдже в 1988 году при Саддаме Хусейне , включая VX. [44] Хусейн позже дал показания ЮНСКОМ , что Ирак исследовал VX, но не смог использовать его в качестве оружия из-за сбоев в производстве. После вторжения США и союзных войск в Ирак не было обнаружено ни агента VX, ни производственных мощностей. Однако лаборатории ЮНСКОМ обнаружили следы VX на остатках боеголовок. [45]
В декабре 1994 года и январе 1995 года Масами Цутия из Аум Синрикё синтезировал от 100 до 200 граммов (от 3,5 до 7,1 унции) VX, который был использован для нападения на трех человек. Два человека были ранены, а один 28-летний мужчина умер, который был первой жертвой VX, когда-либо задокументированной в мире на тот момент. Жертва VX, которую Сёко Асахара подозревал как шпиона, подверглась нападению в 7:00 утра 12 декабря 1994 года на улице в Осаке со стороны Томомицу Ниими и другого члена АУМ, которые распылили нервно-паралитический газ ему на шею. Он преследовал их около 90 метров (100 ярдов), прежде чем потерял сознание и умер десять дней спустя, так и не выйдя из глубокой комы. Врачи в больнице подозревали в то время, что он был отравлен фосфорорганическим пестицидом, но причина смерти была установлена только после того, как члены культа, арестованные за атаку зарином в токийском метро, признались в убийстве. Метаболиты VX, такие как этилметилфосфонат, метилфосфоновая кислота и диизопропил-2-(метилтио)этиламин, были позже обнаружены в образцах крови жертвы через семь месяцев после его убийства. [46] В отличие от случаев с газом зарином ( инцидент в Мацумото и атака в токийском метро ), VX не использовался для массовых убийств.
13 февраля 2017 года Ким Чен Нам , сводный брат северокорейского лидера Ким Чен Ына , скончался после нападения в международном аэропорту Куала-Лумпур в Малайзии . По данным властей, он был убит путем отравления VX, который был обнаружен на его лице. [47] [48] Власти также сообщили, что одна из женщин, подозреваемых в применении нервно-паралитического агента, испытала некоторые физические симптомы отравления VX. [49] Директор исследовательской программы по нераспространению Института международных исследований Миддлбери в Монтерее заявил, что пары VX убили бы предполагаемых нападавших, даже если бы они были в перчатках, что предполагает, что VX применялся в виде двух нелетальных компонентов , которые смешивались, образуя VX, только на лице жертвы. [50]
Некоторые страны, как известно, обладают VX, это Соединенные Штаты, Россия, [ 51] Северная Корея, [52] и Сирия. [53] Суданский фармацевтический завод, фармацевтическая фабрика Al-Shifa , был разбомблен США в 1998 году, действуя на основе информации о том, что он производил VX и что происхождение агента было связано как с Ираком, так и с Аль-Каидой . [ необходима ссылка ] США получили образцы почвы, идентифицированные как содержащие O -этил водород метилфосфонотиоат (EMPTA), химикат, используемый при производстве VX, который также может иметь коммерческое применение. Эксперты по химическому оружию позже предположили, что широко используемый инсектицид фонофос органофосфат мог быть ошибочно принят за EMPTA. [54] Куба получила VX в 1980-х годах и применила его во время своей военной интервенции в Анголе . [41]
В 1969 году правительство США отменило свои программы по химическому оружию, запретило производство VX в Соединенных Штатах и начало уничтожение своих запасов агентов различными методами. Ранняя утилизация включала программу армии США CHASE (Cut Holes And Sink 'Em), в рамках которой старые суда заполнялись запасами химического оружия, а затем затапливались . CHASE 8 была проведена 15 июня 1967 года, в ходе которой пароход Cpl. Eric G. Gibson был заполнен 7380 ракетами VX и затоплен на глубине 2200 м (7200 футов) у побережья Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси . Сжигание использовалось для уничтожения запасов VX, начиная с 1990 года, когда была запущена система утилизации химических агентов на атолле Джонстон в северной части Тихого океана, а затем последовали другие мусоросжигательные заводы: химический склад Дезерет , арсенал Пайн-Блафф , химический склад Уматилла и армейский склад Энистон, а последний из запасов VX был уничтожен 24 декабря 2008 года. [55]
Во всем мире утилизация VX продолжается с 1997 года в соответствии с мандатом Конвенции о химическом оружии . Когда конвенция вступила в силу, стороны заявили о мировых запасах в размере 19 586 тонн (21 590 коротких тонн) VX. По состоянию на декабрь 2015 года 98% запасов были уничтожены. [56]
В 2008 финансовом году Министерство обороны США опубликовало исследование, в котором установлено, что Соединенные Штаты сбросили не менее 112 тонн (124 коротких тонн) VX в Атлантический океан у берегов Нью-Йорка/Нью-Джерси и Флориды в период с 1969 по 1970 год. Этот материал состоял из почти 22 000 ракет M55 , 19 контейнеров для массовых грузов, вмещающих 640 кг (1400 фунтов) каждый, и одной химической мины M23 . [57]
Химический склад Ньюпорта начал уничтожение запасов VX с помощью химической нейтрализации в 2005 году. VX был гидролизован до гораздо менее токсичных побочных продуктов с использованием концентрированного каустического раствора, а полученные отходы затем были отправлены за пределы площадки для дальнейшей переработки. Технические и политические проблемы, связанные с этим вторичным побочным продуктом, привели к задержкам, но склад завершил уничтожение запасов VX в августе 2008 года. [58]
Оставшийся запас VX в США был обработан на пилотном заводе Blue Grass Chemical Agent-Destruction в Кентукки, который является частью Программы исполнительного офиса, программы Assembled Chemical Weapons Alternatives . Программа была создана как альтернатива процессу сжигания, успешно используемому Агентством по химическим материалам армии , которое завершило свои мероприятия по уничтожению запасов в марте 2012 года. Пилотный завод Blue Grass страдал от повторных перерасходов средств и срывов графика с момента своего создания. [59]
В России США оказали поддержку этим мероприятиям по уничтожению в рамках Инициативы глобального сотрудничества Нанна-Лугара . [60] Инициатива смогла переоборудовать бывший склад химического оружия в Щучьем , Курганской области , в объект по уничтожению этого химического оружия. Новый объект, открывшийся в мае 2009 года, работал над уничтожением почти 5400 тонн (5950 коротких тонн) нервно-паралитических веществ, хранившихся в бывшем складском комплексе. Однако на этом объекте хранилось лишь около 14% российского химического оружия , которое хранилось на семи объектах. [61]
Одной из самых известных ссылок на VX в популярной культуре является его использование в фильме 1996 года «Скала» [ 62] [63], в центре которого — угроза атаки VX на Сан-Франциско с острова Алькатрас . Фильм использует художественную вольность , в частности, приписывая VX едкие свойства, которыми он не обладает, что позволяет увидеть раннюю сцену, в которой жертва VX показана с тающим лицом, а не умирающей от удушья.
Другие ссылки на VX можно найти в фильме 2012 года « Это катастрофа» , в котором выясняется, что близлежащая атака с использованием грязной бомбы была атакой с использованием VX, что побудило четыре пары задуматься о самоубийстве, а также в фильме 2015 года « Миссия невыполнима: Племя изгоев» , в котором главный герой сериала Итан Хант крадет нервно-паралитический газ VX у чеченских сепаратистов по пути в Сирию. Также в 5 сезоне сериала « 24 » есть похожая сюжетная линия. [64] В пятом эпизоде аниме-сериала 2020 года «Миллионер: Детектив Баланс: Безграничный» есть бомба со слезоточивым газом с канистрами, загруженными газом VX, и помещенная в шкаф безопасной комнаты в посольстве; главный герой Дайсукэ Камбэ и два других персонажа оказались в ловушке внутри комнаты после того, как переместились из соображений безопасности и выясняли, как сбежать, прежде чем бомба взорвется.
Альбом VIVIsectVI индастриал- группы Skinny Puppy содержит песню о химическом оружии под названием «VX Gas Attack».
В сериале BBC Spooks , 2 серия 5, говорится, что грязная бомба с использованием VX взорвалась во время «учебных учений». В этой истории также используется художественная вольность, поскольку VX описывается как газ с «хлорными связями», делающими его «почти неразрушимым». Приведена неверная формула, показывающая диэфир вместо тиоэфира.
В видеоигре Everybody's Gone to the Rapture VX упоминается как нервно-паралитическое вещество, используемое правительством для сдерживания вируса, который заражает и убивает людей и других животных.
В книге «Ночная тень» , двенадцатой книге серии об Алексе Райдере , VX играет важную роль, поскольку террористы используют его в попытке убить более половины членов британского правительства.
В книге «Ледяной холод» , восьмом романе из цикла «Риццоли и Айлс» Тесс Герритсен , упоминается газ VX, который стал причиной множества смертей.
Во втором эпизоде сериала « Команда «Морские котики»» (сезон 1) рассказывается о лаборатории по производству химического оружия в заброшенной больнице, где производят газ VX.
В сериале Netflix «Последний кандидат» агент Ханна Уэллс погибает от руки VX в 7 серии 3 сезона.
В сериале CBS «МакГайвер» (сезон 2, серия 9) основным сюжетным поворотом является канистра с препаратом VX.
В видеоигре 2003 года Tom Clancy's Rainbow Six 3: Raven Shield захват VX террористами является основным сюжетным моментом в обеих версиях игры.
В шоу Crackle Startup американские солдаты обнаруживают компьютер, используемый предполагаемыми террористами в Алеппо, Сирия . «Компоненты VX» отображаются как предмет для покупки на компьютере, который авторизован в Araknet, темной паутине, созданной главными героями сериала.
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )При благоприятных погодных условиях использование стойких агентов, таких как иприт и VX, может представлять угрозу в течение многих дней. Такие агенты могут помешать или помешать противнику занять территорию или использовать оборудование.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Еще в 1988 г. Совет Безопасности ООН был проинформирован об использовании токсичного оружия Кубой, поддерживаемой Советским Союзом, в Анголе. Бельгийские токсикологи подтвердили, что остатки химического оружия, включая зарин и газ VX, были обнаружены в растениях, воде и почве, где кубинские войска предположительно использовали химикаты против войск Савимби.
