Войти
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Предпочтительное название IUPAC 3,3-диметилбутан-2-илметилфосфонофторидат | |
| Другие имена GD; Сложный метил-, 1,2,2-триметилпропиловый эфир фосфонофтористоводородной кислоты; 2- (фторметилфосфорил) окси-3,3-диметилбутан; Пинаколилметилфосфонофторидат; 1,2,2-триметилпропилметилфосфонофторидат; Оксид метилпинаколилоксифторфосфина; Пинаколилоксиметилфосфонилфторид; Пинаколилметанфторфосфонат; Метилфторпинаколилфосфонат; Оксид фторметилпинаколилоксифосфина; Метилпинаколилоксифосфонилфторид; Пинаколилметилфторфосфонат; 1,2,2-Триметилпропоксифторметилфосфиноксид | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| 3D-модель (JSmol ) | |
| ChEMBL |
|
| ChemSpider | |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКИ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C7H16FO2P |
| Молярная масса | 182,175 г · моль |
| Внешний вид | Чистая бесцветная жидкость с запахом, напоминающим запах гнилых фруктов. С примесями, янтарного или темно-коричневого цвета, с запахом камфорного масла. |
| Плотность | 1,022 г / см³ |
| Температура плавления | −42 ° C (-44 ° F; 231 K) |
| Температура кипения | 198 ° C (388 ° F; 471 K) |
| Растворимость в воде | Умеренная |
| Давление пара | 0,40 мм рт. (53 Па) |
| Опасности | |
| Основная опасность ds | Высокотоксичный |
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  1 4 1 |
| Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [ 77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки на информационное окно | |
Soman (или GD, EA 1210, Zoman, PFMP, систематическое название: О-пинаколилметилфосфонофторидат) - чрезвычайно токсичное химическое вещество. Это нервно-паралитический агент, препятствующий нормальному функционированию нервной системы млекопитающих путем ингибирования фермента холинэстеразы. Он является ингибитором как ацетилхолинэстеразы, так и бутирилхолинэстеразы. Как химическое оружие, оно классифицируется как оружие массового уничтожения ООН в соответствии с Резолюцией ООН 687. Его производство строго контролируется, а накопление запасов запрещено Конвенцией о химическом оружии 1993 года, где оно классифицируется как вещество Списка 1. Зоман был третьим из так называемых нервно-паралитических агентов серии G, обнаруженных вместе с GA (табун), GB (зарин) и GF ( циклозарин).
В чистом виде это летучая, едкая и бесцветная жидкость со слабым запахом, напоминающим запах нафталина или гнилых фруктов. Чаще он имеет цвет от желтого до коричневого и имеет сильный запах, описанный как сходный с камфорой. LCt 50 для зомана составляет 70 мг · мин / м у человека.
GD может быть загущен для использования в качестве химического спрея с использованием акрилоидного сополимера. Его также можно использовать как бинарное химическое оружие ; его химические вещества-предшественники: метилфосфонилдифторид и смесь пинаколилового спирта и амина.
После Первой мировой войны, во время которой иприт и фосген использовались в качестве боевых отравляющих веществ, был подписан Женевский протокол 1925 года в попытке запретить химическое оружие. Тем не менее исследования боевых отравляющих веществ и их использования продолжались. В 1936 году был обнаружен новый, более опасный химический агент, когда Герхард Шрадер из IG Farben в Германии изолировал табун (названный в США GA для немецкого агента A.), первое нервно-паралитическое вещество, при разработке новых инсектицидов. За этим открытием последовало выделение зарина (обозначенного Соединенными Штатами как GB) в 1938 году, также открытого Шредером.
Во время Второй мировой войны исследования нервно-паралитических агентов продолжались в США и Германии. Летом 1944 года немцы разработали зоман, бесцветную жидкость с запахом камфоры (обозначенную в США как GD). Зоман оказался даже более токсичным, чем табун и зарин. Нобелевский лауреат Ричард Кун вместе с Конрадом Хенкелем обнаружили зомана во время исследования фармакологии табуна и зарина в Институте медицинских исследований кайзера Вильгельма в Гейдельберге. Это исследование было заказано немецкой армией. Soman производился в небольших количествах на опытном заводе на заводе IG Farben в Людвигсхафене. Он никогда не использовался во время Второй мировой войны.
Производство или накопление зомана было запрещено Конвенцией о химическом оружии 1993 года. Когда конвенция вступила в силу, стороны объявили о мировых запасах сомана в размере 9 057 тонн. По состоянию на декабрь 2015 года 84% запасов было уничтожено.
Кристаллическая структура зомана в комплексе с ацетилхолинэстеразой была определена Millard et al. в 1999 г. по рентгеновской кристаллографии: 1 сом. Другие решенные структуры ацетилхолинэстеразы со связанным с ними зоманом включают 2wfz, 2wg0 и 2wg1.
Стереоизомеры зомана. Зоман (C (±) P (±) -soman) имеет четыре стереоизомера, каждый с разной токсичностью, хотя в значительной степени похож. Стереоизомеры: C (+) P (+) - зоман, C (+) P (-) - зоман, C (-) P (-) - зоман и C (-) P (+) - зоман.
Зоман имеет фосфонильную группу с фторидом и (большим) углеводородом, ковалентно связанным с ней. Таким образом, структура аналогична зарину, к которому присоединена только меньшая углеводородная группа (изопропил). Из-за схожести химических структур реакционная способность двух соединений практически одинакова. И зоман, и зарин будут реагировать с использованием фосфо-кислородной группы, которая может связываться с аминокислотами, такими как серин.
Производство зомана очень похоже на производство зарина. Разница в том, что изопропанол из процессов зарина заменяется на пинаколиловый спирт :
. Синтез агента GD Зоман синтезируется путем взаимодействия пинаколилового спирта с метилфосфонилдифторид. Результатом этой реакции является образование зомана, который описывается как «бесцветная жидкость с немного фруктовым запахом». Низкое давление пара зомана также приводит к образованию летучей газовой формы зомана. Кроме того, кислота фтороводород будет образовываться из-за отщепления фторида и протона. Эта кислота косвенно опасна для человека. Контакт кожи с фтористым водородом вызывает немедленную реакцию с водой, которая производит фтористоводородную кислоту.
Зоман является фосфорорганическим нервно-паралитическим агентом с механизмом действия, аналогичным Табуну. Нервно-паралитические агенты ингибируют ацетилхолинэстеразу (AChE), образуя аддукт с ферментом через остаток серина на этом ферменте. Эти аддукты могут разлагаться гидролитически или, например, под действием некоторых оксимов и тем самым регенерировать фермент. Второй тип реакции, при которой комплекс фермент-органофосфат (OP) подвергается последующей реакции, обычно описывается как «старение». После старения комплекс фермент-OP больше не регенерируется обычными реактиваторами оксима. Скорость этого процесса зависит от ОП. Зоман - это OP, который наиболее быстро стимулирует скорость старения, сокращая период полураспада до нескольких минут.
AChE - это фермент, участвующий в нейротрансмиссии. Из-за значительного уменьшения периода полураспада этого фермента нейротрансмиссия прекращается за считанные минуты.
Попав в организм человека, зоман не только ингибирует AChE, но это также субстрат для других эстераз. Реакция зомана с этими эстеразами способствует детоксикации соединения. Никаких метаболических токсических реакций зомана не известно.
Зоман может быть гидролизован так называемой A-эстеразой, более конкретно диизопропилфторфосфатазой. Эта эстераза, также называемая соманазой, реагирует с ангидридной связью между фосфором и фтором и отвечает за гидролиз фторида. Соманаза также гидролизует метильную группу зомана, что приводит к образованию пинаколилметилфосфоновой кислоты (PMPA), которая является менее сильным ингибитором AChE.
Зоман также может связываться с другими эстеразами, например, АХЭ, холинэстераза (ХЭ) и карбоксилэстераза (CarbE). В этом связывании зоман теряет фторид. После связывания с AChE или ChE зоман также теряет свою фосфорильную группу, что приводит к образованию метилфосфоновой кислоты (MPA). Связывание с CarbE снижает общую концентрацию зомана в крови, что снижает токсичность. Кроме того, CarbE вовлечены в детоксикацию путем гидролиза зомана до PMPA. Итак, CarbE объясняет детоксикацию зомана двумя способами.
Важность детоксикации зомана после воздействия была проиллюстрирована в экспериментах Фоннума и Стерри (1981). Они сообщили, что только 5% LD50 ингибировали AChE у крыс, что приводило к острым токсическим эффектам. Это показывает, что метаболические реакции составили детоксикацию оставшихся 95% дозы.
Метаболизм зомана. Поскольку зоман тесно связан с такими соединениями, как зарин, показания для отравления зоманом относительно похожи. Один из первых наблюдаемых признаков отравления зоманом - миоз. Некоторые, но не все последующие признаки - рвота, сильные мышечные боли и проблемы с периферической нервной системой. Эти симптомы проявляются уже через 10 минут после воздействия и могут длиться в течение многих дней.
Помимо прямого токсического воздействия на нервную систему, люди, подвергшиеся воздействию зомана, могут испытывать долгосрочные эффекты, большинство из которых психологический. Субъекты, которые подверглись воздействию небольшой дозы зомана, испытали тяжелые токсические эффекты; После лечения у субъектов часто развилась депрессия, у них были антиобщественные мысли, они были замкнутыми и подавленными, беспокойно спали и видели плохие сны. Эти симптомы сохранялись через шесть месяцев после воздействия, но исчезли без длительного повреждения.
LC50 содержания зомана в воздухе оценивается в 70 мг / мин. По сравнению со значением LC 50 крысы летальная концентрация для человека намного ниже (954,3 мг мин / м против 70 мг мин / м). Для таких соединений, как зоман, которые также могут быть использованы в качестве оружия, часто первые эффекты проявляются именно в части дозы LC 50. Миоз является одним из первых симптомов интоксикации зоманом, и его можно увидеть в дозах менее 1% от LC 50.
Были проведены эксперименты, в которых крысы были подвергается воздействию зомана, чтобы проверить, можно ли увидеть поведенческие эффекты при низких дозах без появления явных симптомов. Воздействие зомана на крыс в дозе менее 3 процентов от LD 50 вызывало изменения в поведении. Активное избегание экспонированных крыс было меньше, чем избегание необлученных крыс (эксперимент с двусторонним челноком). Также были затронуты координация движений (задание на преодоление препятствий), поведение в открытом поле, а также активное и пассивное поведение избегания. Можно сделать вывод, что крысы, подвергшиеся воздействию зомана, с меньшим успехом выполняли задачи, требующие двигательной активности, а также функции высших структур центральной нервной системы (ЦНС) одновременно. В этом отношении зоман играет преимущественно центральную роль.
Знание о воздействии низких доз зомана и других ингибиторов холинэстеразы на крыс, возможно, может быть использовано для объяснения относительно высокой частоты авиационных происшествий из-за ошибок пилотов-сельскохозяйственных пилотов. Если бы эти знания можно было применить к людям, можно было бы объяснить эту высокую частоту случаев подавленной активности холинэстеразы из-за воздействия пестицидов. Неизвестно, может ли быть произведена экстраполяция с крыс на людей.
