stringtranslate.com

Люизит

Люизит ( L ) ( А-243 ) представляет собой мышьякорганическое соединение . Когда-то он производился в США, Японии, Германии [2] и Советском Союзе [3] для использования в качестве химического оружия , действуя как нарывное (нарывное средство) и раздражающее легкие . Хотя в чистом виде вещество бесцветно и не имеет запаха, нечистые образцы люизита представляют собой желтую, коричневую, фиолетово-черную, зеленую или янтарную маслянистую жидкость с характерным запахом, похожим на запах герани . [4] [5] [6]

Если не считать использования в качестве оружия войны, люизит бесполезен; химик из лабораторий химического оружия армии США заявил, что «никто никогда не нашел применения этому соединению». [7]

Химические реакции

Соединение получают добавлением трихлорида мышьяка к ацетилену в присутствии подходящего катализатора:

AsCl 3 + C 2 H 2 → ClCHCHAsCl 2 (люизит)

Этот химический процесс может происходить во второй или третий раз, в результате чего в качестве побочных продуктов образуются люизит 2 и люизит 3 . [8]

Люизит, как и другие хлориды мышьяка, гидролизуется в воде с образованием соляной кислоты и оксида хлорвиниларсена (менее мощного нарывоопасного агента): [5]

ClCHCHAsCl 2 + 2 H 2 O → ClCHCHAS(OH) 2 + 2 HCl

Эта реакция ускоряется в щелочных растворах и образует ацетилен и арсенат тринатрия . [5]

Люизит реагирует с металлами с образованием газообразного водорода. Он горюч, но его трудно воспламенить. [5]

Приложения

Помимо преднамеренного нанесения увечий и убийств людей, люизит не имеет никакого коммерческого, промышленного или научного применения. [7] В статье 1959 года, посвященной разработке периодического процесса синтеза люизита, Гордон Джарман из Лабораторий химического оружия армии США сказал:

Производство может быть одним из самых простых и экономичных в металлоорганической области, и жаль, что никто так и не нашел применения этому соединению. Жалко терять такой аккуратный процесс. [7]

Хотя это соединение само по себе не имеет никакого полезного применения, в отчете Министерства обороны США по ядерной энергии за 1993 год подробно описаны попытки российских химиков «изучить процессы превращения этих агентов в товарную продукцию», включая извлечение мышьяка высокой чистоты для использования в полупроводниках. легирование (в виде арсенида галлия ). В отчете, однако, делается вывод, что «инжиниринг и масштабирование процесса до уровня производства могут быть непомерно трудными» и что «если не будут удалены другие металлические примеси, которые могут быть обнаружены в люизите, высокая чистота, необходимая для применения чипов могут потребоваться дополнительные шаги», отметив, что мировой спрос на соединения мышьяка (в то время уже снижавшийся), согласно прогнозам, будет и дальше сокращаться, и что предлагаемая экономика процесса конверсии не соответствовала текущим на тот момент ценам на арсенид галлия. [9]

Механизм действия

Люизит является суицидным ингибитором компонента Е3 пируватдегидрогеназы . В качестве эффективного метода производства АТФ пируватдегидрогеназа участвует в превращении пирувата в ацетил-КоА . Последний впоследствии входит в цикл ТСА . Патология периферической нервной системы обычно возникает в результате воздействия люизита, поскольку нервная система по существу полагается на глюкозу как на единственное катаболическое топливо. [10]

Люизит (верхний ряд) и тест на иприт с концентрациями от 0,01% до 0,06%

Он легко проникает в обычную одежду и перчатки из латексной резины. При попадании на кожу он вызывает немедленное жжение, жгучую боль и зуд, которые могут сохраняться в течение 24 часов. Через несколько минут появляется сыпь, и средство впитывается через кожу. Большие, наполненные жидкостью волдыри (похожие на те, которые возникают при воздействии иприта ) развиваются примерно через 12 часов и вызывают боль в течение 2–3 дней. [4] [5] Это тяжелые химические ожоги , которые начинаются с небольших волдырей на красных участках кожи в течение 2–3 часов и усиливаются, охватывая всю красную область, в течение последующих 12–18 часов после первоначального воздействия. Жидкий люизит оказывает более быстрое воздействие, чем пары люизита. [5] Достаточное всасывание может вызвать смертельный некроз печени .

У тех, кто подвергся воздействию люизита, может развиться рефрактерная гипотония (низкое кровяное давление), известная как люизитовый шок, с некоторыми признаками токсичности мышьяка. [11] Люизит повреждает капилляры , которые затем становятся негерметичными, уменьшая объем крови, необходимый для поддержания кровяного давления, состояние, называемое гиповолемией . Когда кровяное давление низкое, почки могут не получать достаточно кислорода и могут быть повреждены . [5]

Вдыхание, наиболее распространенный путь воздействия, вызывает жгучую боль и раздражение во всех дыхательных путях, носовое кровотечение (носовое кровотечение), ларингит , чихание , кашель , рвоту , затрудненное дыхание ( одышку ), а в тяжелых случаях воздействия может вызвать смертельный отек легких. , пневмонит или дыхательная недостаточность . Проглатывание приводит к сильной боли, тошноте, рвоте и повреждению тканей. [4] [5] Последствия воздействия на глаза могут варьироваться от жжения, жгучей боли и сильного раздражения до образования волдырей и рубцов на роговице , а также блефароспазма , слезотечения и отека век и периорбитальной области . Глаза могут опухнуть и закрыться, что защитит глаза от дальнейшего воздействия. Наиболее тяжелыми последствиями воздействия люизита на глаза являются перфорация глазного яблока и слепота . [5] Генерализованные симптомы также включают беспокойство, слабость, гипотермию и низкое кровяное давление.

Вполне возможно, что люизит канцерогенен : Международное агентство по исследованию рака классифицирует мышьяк как респираторный канцероген , хотя не было подтверждено, что люизит является канцерогеном. [12]

Люизит вызывает повреждение дыхательных путей при уровнях ниже порога обнаружения запаха. Раннее повреждение тканей вызывает боль. [5]

Гидролиз приводит к хлорвиниларсоновой кислоте, ЦВАА.

Уход

Британский антилюизит , также называемый димеркапролом, является противоядием от люизита. Его можно вводить для предотвращения системной токсичности, но он не предотвратит повреждение кожи, глаз или слизистых оболочек. Химически димеркапрол связывается с мышьяком в люизите. Он противопоказан людям с аллергией на арахис . [5]

Другие методы лечения воздействия люизита в первую очередь являются поддерживающими. Первая помощь при воздействии люизита состоит из обеззараживания и орошения любых участков, подвергшихся воздействию. При необходимости могут использоваться и другие меры, такие как обеспечение проходимости дыхательных путей , вспомогательная вентиляция и мониторинг жизненно важных функций . В условиях расширенного ухода поддерживающая терапия может включать восполнение жидкости и электролитов. Поскольку зонд может повредить или перфорировать пищевод, промывание желудка противопоказано. [5]

Долгосрочные эффекты

В результате одного острого воздействия у человека, вдыхавшего люизит, может развиться хроническое респираторное заболевание ; Воздействие люизита на глаза может привести к необратимому ухудшению зрения или слепоте. [5]

Хроническое воздействие люизита может вызвать отравление мышьяком (из-за содержания в нем мышьяка) и развитие аллергии на люизит . Это также может вызвать долговременные заболевания или необратимое повреждение органов, в зависимости от того, где произошло воздействие, включая конъюнктивит , отвращение к свету ( светофобия ), нарушение зрения, двоение в глазах ( диплопия ), слезотечение ( слезотечение ), сухость слизистых оболочек, чесночное дыхание , жгучая боль в носу и рту, токсическая энцефалопатия , периферическая нейропатия , судороги , тошнота , рвота, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), бронхит , дерматит , язвы кожи , базальноклеточный рак и плоскоклеточный рак . [5]

Химический состав

Люизит может представлять собой смесь молекул с разным количеством винилхлоридных групп на хлориде мышьяка: сам люизит (2-хлорвиниларсоновый дихлорид), а также бис (2-хлорвинил) мышьяк хлорид ( люизит 2 ) и трис (2-хлорвинил) арсин. ( люизит 3 ). [13] Кроме того, иногда встречаются изомерные примеси: сам люизит в основном представляет собой транс -2-хлорвиниларсоновый дихлорид, но также могут присутствовать цис- стереоизомер и конституционный изомер (1-хлорвиниларсоновый дихлорид). [14]

Экспериментальные и компьютерные исследования показывают, что транс -2-хлор-изомер является наиболее стабильным и что связь углерод-мышьяк имеет конформацию, в которой неподеленная пара мышьяка примерно выровнена с винильной группой. [14]

История

Опознавательный плакат из люизита времен Второй мировой войны .

Люизит был синтезирован в 1904 году Юлиусом Артуром Ньюландом во время работы над докторской диссертацией. [15] [16] [17] В своей диссертации он описал реакцию между ацетиленом и трихлоридом мышьяка, которая привела к образованию люизита. [18] Воздействие образовавшегося соединения настолько ухудшило Ньюланда, что он был госпитализирован на несколько дней. [16]

Люизит назван в честь американского химика и солдата Уинфорда Ли Льюиса (1878–1943). [19] В 1918 году Джон Гриффин, научный руководитель Джулиуса Артура Ньюланда, привлек внимание Льюиса к диссертации Ньюланда в Мэлони-Холле , химической лаборатории Католического университета Америки в Вашингтоне , округ Колумбия. [20] Затем Льюис попытался очистить соединение путем перегонки, но обнаружили, что смесь взрывалась при нагревании до тех пор, пока ее не промывали HCl. [20]

Люизит был разработан в качестве секретного оружия на объекте, расположенном в Кливленде , штат Огайо (Кливлендский завод) на Восточной 131-й улице и Тафт-авеню, [19] [21] и получил название «G-34», которое ранее было кодовым кодом. для иприта, чтобы спутать его разработку с ипритом. [22] 1 ноября 1918 года началось производство на заводе в Уиллоуби, штат Огайо . [23] Он не использовался во время Первой мировой войны , но Британия экспериментировала с ним в 1920-х годах как с «Росой смерти». [24]

После Первой мировой войны США заинтересовались люизитом, поскольку он не был горючим. Вплоть до Второй мировой войны он имел военный символ «М1», после чего его сменили на «L». Полевые испытания люизита во время Второй мировой войны показали, что концентрация раненых невозможна при высокой влажности из-за скорости гидролиза и характерного запаха химического вещества, а образование слез вынудило солдат надевать маски и избегать загрязненных территорий. [ нужна цитата ] Соединенные Штаты произвели около 20 000 тонн люизита, сохраняя его под рукой в ​​первую очередь в качестве антифриза для горчичного газа или для проникновения в защитную одежду в особых ситуациях.

Люизит был заменен вариантом горчичного газа HT (смесь сернистого иприта и O-горчицы в соотношении 60:40 ) и был объявлен устаревшим в 1950-х годах. Отравление люизитом можно эффективно лечить британским антилюизитом (димеркапролом). Большинство запасов люизита было нейтрализовано отбеливателем и сброшено в Мексиканский залив . [25] Последние оставшиеся запасы США на химическом складе Дезерет, расположенном недалеко от Солт-Лейк-Сити , штат Юта, были уничтожены в январе 2012 года. [26]

Производство в количествах, превышающих 100 граммов в год на объект, было запрещено Приложением 1 Конвенции о химическом оружии 1993 года . Когда конвенция вступила в силу в 1997 году, стороны заявили, что мировые запасы составляют 6747 тонн. К концу 2015 года 98% заявленных запасов было уничтожено. [27]

В 2001 году люизит был обнаружен на свалке оружия времен Первой мировой войны в Вашингтоне, округ Колумбия [28].

В июле 2023 года представитель Вооруженных сил Украины заявил, что во время боя под Бахмутом в результате артиллерийского обстрела украинских сил российская артиллерия включала в себя люизит, вызвавший симптомы тошноты, рвоты и в некоторых случаях потери сознания. [29] Однако никакой информации по результатам анализа образцов опубликовано не было.

Споры по поводу японских месторождений люизита в Китае

В середине 2006 года Китай и Япония вели переговоры об утилизации запасов люизита на северо-востоке Китая, оставленных японскими военными во время Второй мировой войны. За последние двадцать лет люди умерли от случайного воздействия этих запасов. [30]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Люизит I - Краткое описание соединений, PubChem .
  2. ↑ Митчелл, Джон (27 июля 2013 г.). «Капля в океане: сброс химического оружия на Окинаве» – через Japan Times Online.
  3. ^ «Россия завершает уничтожение первых 10 тонн люизита – Анализ – НТИ» . www.nti.org .
  4. ^ abc Национальный исследовательский совет США, Комитет по обзору и оценке программы утилизации армейских химических материалов, не имеющих запасов (1999). Утилизация наборов для идентификации химических агентов. Пресса национальных академий. п. 16. ISBN 0-309-06879-7.
  5. ^ abcdefghijklmn «CDC - База данных по безопасности и здоровью при реагировании на чрезвычайные ситуации: блистерный агент: Lewsite (L) - NIOSH» . www.cdc.gov . Проверено 14 января 2016 г.
  6. ^ Гольдман, Макс; Дакр, Джек К. (14 февраля 1989 г.). Уэр, Джордж У. (ред.). «Обзоры загрязнения окружающей среды и токсикологии: продолжение обзоров остатков». Обзоры загрязнения окружающей среды и токсикологии . 110 . Спрингер: 75–115. дои : 10.1007/978-1-4684-7092-5_2. PMID  2692088 – через Springer Link.
  7. ^ abc Металлоорганические соединения. Достижения химии. Том. 23. Американское химическое общество. 1 января 1959 г. doi :10.1021/ba-1959-0023.ch031.
  8. ^ Химия сернистого иприта и люизита https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK236079/
  9. ^ Боско, Сальваторе (май 1993 г.). «Коммерческая продукция, полученная в результате операций по демилитаризации» (PDF) . Оборонное ядерное агентство.
  10. ^ Берг, Дж.; Тимочко, Дж.Л.; Страйер, Л. (2007). Биохимия (6-е изд.). Нью-Йорк: Фриман. стр. 494–495. ISBN 978-0-7167-8724-2.
  11. ^ Чаухан, С.; Чаухан, С.; Д'Круз, Р.; Фаруки, С.; Сингх, К.К.; Варма, С.; Сингх, М.; Картик, В. Боевые отравляющие вещества. Окружающая среда. Токсикол. Фармакол. 2008, 26, 113–122.
  12. ^ Дой, М.; Хаттори, Н.; Ёкояма, А.; Онари, Ю.; Канехара, М.; Масуда, К.; Тонда, Т.; Отаки, М.; Коно, Н. Влияние воздействия иприта на заболеваемость раком легких: продольное исследование. Американский журнал эпидемиологии, 2011 г., 173, 659–666.
  13. ^ МакНатт, Патрик М.; Трейси Л., Гамильтон (2015). «Глазная токсичность боевых отравляющих веществ». Справочник по токсикологии боевых отравляющих веществ . Академическая пресса. стр. 535–555.
  14. ^ аб Урбан, Джозеф Дж.; фон Терш, Роберт Л. (1999). «Конформационный анализ изомеров люизита». Дж. Физ. Орг. Хим . 12 (2): 95–102. doi : 10.1002/(SICI)1099-1395(199902)12:2<95::AID-POC91>3.0.CO;2-V .
  15. ^ Юлиус Артур Ньюланд (1904) Некоторые реакции ацетилена , доктор философии. диссертация, Университет Нотр-Дам (Нотр-Дам, Индиана).
  16. ^ Аб Виленский, Ю.А. (2005). Роса смерти – история люизита, американского оружия массового поражения времен Первой мировой войны . Издательство Университета Индианы. п. 4. ISBN 0253346126.
  17. ^ Виленский, Ю.А.; Редман, К. (2003). «Британский антилюизит (димеркапрол): удивительная история». Анналы неотложной медицины . 41 (3): 378–383. дои : 10.1067/mem.2003.72. ПМИД  12605205.
  18. ^ Виленский, Дж. «Отец Ньюланд и роса смерти » .
  19. ^ ab «Самый смертельный яд, обнаруженный американцем». Ранние новости округа. 29 мая 1919 г. с. 7 . Проверено 30 июля 2020 г.
  20. ^ Аб Виленский, Ю.А. (2005). Роса смерти – история люизита, американского оружия массового поражения времен Первой мировой войны . Издательство Университета Индианы. стр. 21–23. ISBN 0253346126.
  21. ^ «Роль уроженца Аптона была лучшей защитой; маски Первой мировой войны были сорваны» . Архивировано из оригинала 18 декабря 2007 года.
  22. ^ Джоэл А. Виленски, Роса смерти: история люизита, американского оружия массового уничтожения времен Первой мировой войны (Блумингтон, Индиана: Indiana University Press, 2005), стр. 36.
  23. ^ Виленский, Ю.А. (2005). Роса смерти – история люизита, американского оружия массового поражения времен Первой мировой войны . Издательство Университета Индианы. п. 50. ISBN 0253346126.
  24. ^ Табангкура, Д. младший; Добер, Г.П. «Британское антилюизитское развитие». Молекула месяца . Химический факультет Бристольского университета.
  25. ^ Code Red - Интернет-ресурсы по оружию массового уничтожения; – Блистерные агенты
  26. ^ Моултон, Кристен (18 января 2012 г.). «Командир: Мир стал безопаснее, когда запасы химикатов исчезли». Солт-Лейк-Трибьюн . Проверено 25 января 2024 г.
  27. ↑ Организация по запрещению химического оружия (30 ноября 2016 г.). «Приложение 3». Доклад ОЗХО о выполнении Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении в 2015 году (Доклад). п. 42 . Проверено 8 марта 2017 г.
  28. ^ Такер, Дж.Б. (2001). «Химическое оружие: Похоронено на заднем дворе» (PDF) . Бюллетень ученых-атомщиков . 57 (5): 51–56. дои : 10.2968/057005014.
  29. ^ Браун, Стив; Коршак, Стефан (5 июля 2023 г.). «Россия применила химическое оружие во время артиллерийских обстрелов Бахмута, утверждает украинский чиновник». kyivpost.com . Проверено 5 июля 2023 г.
  30. ^ «Заброшенное химическое оружие (ACW) в Китае» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2012 г.