Lewisite - Lewisite

Lewisite[1]
Lewisite
Lewisite vypočteno MP2-3D-balls.png
Lewisite vypočtený MP2-3D-SF.png
Jména
Název IUPAC
2-chlorethenylarsonový dichlorid
Ostatní jména
2-chlorethenyldichloroarsin
2-chlorvinyldichlorarin
Chlorovinylarsin dichlorid
Dichlor (2-chlorvinyl) arsin
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Pletivolewisite
UNII
UN číslo2810
Vlastnosti
C2H2AsCl3
Molární hmotnost207.32 g / mol
Hustota1.89 g / cm3
Bod tání -18 ° C (0 ° F; 255 K)
Bod varu 190 ° C (374 ° F; 463 K)
Tlak páry0.58 mmHg (25 ° C)
Nebezpečí
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Lewisite (L) je organoarsenická sloučenina. Kdysi byl vyráběn v USA, Japonsku, Německu[2] a Sovětský svaz[3] pro použití jako chemická zbraň, jednající jako vesikant (blistrový prostředek) a plíce dráždivý. I když jsou nečisté vzorky lewisitu bezbarvé a bez zápachu, jsou to žlutá, hnědá, fialovočerná, zelená nebo jantarová olejovitá kapalina s výrazným zápachem, který byl popsán jako podobný muškáty.[4][5]

Chemické reakce

Sloučenina se připraví přidáním chlorid arsenitý na acetylén v přítomnosti vhodného katalyzátoru:

AsCl3 + C.2H2 → ClCHCHAsCl2 (Lewisite)

Lewisit, stejně jako jiné chloridy arsenité, hydrolyzuje ve vodě kyselina chlorovodíková a chlorovinylarsenous oxide (méně silný blistr):[5]

ClCHCHAsCl2 + 2 H2O → ClCHCHAs (OH)2 + 2 HCl

Tato reakce se zrychluje v alkalických roztocích a tvoří acetylen a arzeničnan trisodný.[5]

Lewisit bude také reagovat s kovy za vzniku plynného vodíku. Je hořlavý, ale těžko vznětlivý.[5]

Mechanismus účinku

Lewisite je inhibitor sebevraždy složky E3 pyruvátdehydrogenáza. Jako účinná metoda produkce ATP se pyruvátdehydrogenáza účastní přeměny pyruvátu na acetyl-CoA. Ten následně vstupuje do TCA cyklus. Periferní nervový systém patologie obvykle vychází z expozice Lewisite, na kterou se v podstatě spoléhá nervový systém glukóza jako jediné katabolické palivo.[6]

Může snadno proniknout do běžného oblečení a latexových gumových rukavic. Při kontaktu s pokožkou způsobuje okamžité píchání, pálení a svědění, které může trvat 24 hodin. Během několika minut se objeví vyrážka a látka se vstřebává kůží. Velké, naplněné tekutinou puchýře (podobné těm způsobeným hořčičný plyn expozice) se objeví přibližně po 12 hodinách a způsobí bolest po dobu 2–3 dnů.[4][5] To jsou těžké chemické popáleniny a začněte s malými puchýři v červených oblastech pokožky během 2-3 hodin a zhoršujte se, obklopující celou červenou oblast, následujících 12–18 hodin po počáteční expozici. Tekutý lewisit má rychlejší účinky než páry lewisitu.[5] Dostatečná absorpce může způsobit smrt játra nekróza.

Ti, kteří jsou vystaveni lewisitu, mohou vyvinout žáruvzdorný materiál hypotenze (nízký krevní tlak) známý jako Lewisitův šok, stejně jako některé vlastnosti toxicity arsenu.[7] Lewisit způsobuje fyzické poškození kapiláry, které se pak stávají netěsnými, což znamená, že není dostatek objemu krve k udržení krevního tlaku, což je stav zvaný hypovolemie. Když je krevní tlak nízký, ledviny nemusí dostávat dostatek kyslíku a mohou být poškozený.[5]

Vdechování, nejběžnější způsob expozice, způsobuje pálivou bolest a podráždění v dýchacích cestách, krvácení z nosu (epistaxe), zánět hrtanu, kýchání, kašel, zvracení, obtížné dýchání (dušnost ) a v závažných případech expozice může způsobit smrt plicní otok, pneumonitida nebo respirační selhání. Požití vede k silné bolesti, nevolnosti, zvracení a poškození tkání.[4][5] Výsledky expozice očí se mohou pohybovat od píchání, pálení bolesti a silného podráždění až po puchýře a zjizvení rohovky, spolu s blefarospazmus, slzení, a edém očních víček a periorbitální oblasti. Oči se mohou zavřít, což může oči chránit před dalším vystavením. Nejzávažnější důsledky expozice očí lewisitu jsou zeměkoule perforace a slepota.[5] Mezi generalizované příznaky patří také neklid, slabost, hypotermie a nízký krevní tlak.

Je možné, že Lewisite může být a karcinogen: arsen je kategorizován jako respirační karcinogen Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny, i když nebylo potvrzeno, že lewisit je karcinogen.[8]

Lewisit způsobuje poškození dýchacích cest na úrovních nižších, než je prahová hodnota pro detekci zápachu; časné poškození tkáně je docela patrné kvůli bolesti, kterou způsobuje.[5]

Léčba

Britský anti-lewisite, také nazývaný dimercaprol, je protijedem pro lewisite. Může být aplikován injekčně, aby se zabránilo systémové toxicitě, ale nezabrání poranění kůže, očí nebo sliznic. Chemicky se dimercaprol váže na arsen v lewisite. to je kontraindikováno u těch s alergie na arašídy.[5]

Jiná léčba expozice lewisite je primárně podpůrná. První pomoc při vystavení lewisite sestává z dekontaminace a zavlažování jakékoli oblasti, které byly vystaveny. Podle potřeby lze použít i další základní první pomoc, jako např řízení dýchacích cest, asistovaná ventilace, a monitorování vitálních funkcí. V prostředí pokročilé péče může podpůrná péče zahrnovat náhradu tekutin a elektrolytů. Protože trubice může poranit nebo perforovat jícen, výplach žaludku je kontraindikováno.[5]

Dlouhodobé účinky

Z jedné akutní expozice se může vyvinout někdo, kdo se nadechl lewisitu chronické respirační onemocnění; expozice očí lewisitu může způsobit trvalé poškození zraku nebo slepotu.[5]

Může způsobit chronické vystavení lewisitu otrava arsenem (kvůli obsahu arsenu) a vývoj lewisitu alergie. Může také způsobit různá dlouhodobá onemocnění nebo trvalé poškození orgánů v závislosti na tom, kde došlo k expozici, včetně zánět spojivek averze ke světlu (fotofobie ), zrakové postižení, dvojité vidění (diplopie ), trhání (slzení ), suché sliznice, česnekový dech, pálivá bolest v nose a ústech, toxická encefalopatie, periferní neuropatie, záchvaty, nevolnost, zvracení, chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN), bronchitida, dermatitida, kožní vředy, bazocelulární karcinom, a spinocelulární karcinom.[5]

Chemické složení

Materiál "lewisit" může být směsí různých počtů vinylchloridových skupin na chloridu arseničném: samotný lewisit (2-chlorvinylarsonový dichlorid), spolu s bis(2-chlorvinyl) arsinous chlorid (lewisite 2 ) a tris(2-chlorvinyl) arsin (lewisite 3 ).[9] Kromě toho někdy existují izomerní nečistoty: samotný lewisite je většinou trans -2-chlorvinylarsonový dichlorid, ale cis stereoizomer a konstituční izomer Může být také přítomen (1-chlorvinylarsonový dichlorid).[10]

Experimentální i výpočetní studie zjistily, že: trans-2-chlorisomer je nejstabilnější a že vazba uhlík-arsen má konformace ve kterém osamělý pár na arsenu je přibližně vyrovnán s vinylovou skupinou.[10]

Dějiny

Lewisitský identifikační plakát z druhá světová válka.

Lewisit byl poprvé syntetizován v roce 1904 autorem Julius Arthur Nieuwland během studia na jeho PhD.[11][12][13] V rámci své disertační práce popsal reakci mezi acetylenem a chloridem arsenitým, která vedla k tvorbě lewisitu.[14] Expozice výsledné sloučeniny způsobila, že Nieuwland byl tak nemocný, že byl několik dní hospitalizován.[12]

Lewisite je pojmenován po americkém chemikovi a vojákovi Winford Lee Lewis (1878–1943).[15] V roce 1918 John Griffin (vedoucí práce Julius Arthur Nieuwland) upozornil Lewise na Nieuwlandovu práci na Maloney Hall, chemická laboratoř v Katolická univerzita v Americe, Washington DC.[16] Lewis se poté pokusil vyčistit sloučeninu destilací, ale zjistil, že směs explodovala při zahřívání, dokud nebyla promyta HC1.[16]

Lewisite byl vyvinut v tajnou zbraň (v zařízení umístěném v Cleveland, Ohio (The Cleveland Plant) na východní 131. ulici a Taft Avenue[15][17]) a dostal jméno „G-34“ (což byl dříve kód hořčičného plynu), aby zaměnil svůj vývoj s hořčičným plynem.[18] Výroba byla zahájena v závodě v Willoughby, Ohio 1. listopadu 1918.[19]Nebylo použito v první světová válka, ale ve 20. letech 20. století experimentoval jako „Rosa smrti“.[20]

Po první světové válce se USA začaly zajímat o lewisite, protože nebyl hořlavý. Mělo to vojenský symbol „M1“ druhá světová válka, když to bylo změněno na „L“. Polní pokusy s lewisitem během druhé světové války ukázaly, že koncentrací obětí nebylo možné dosáhnout při vysoké vlhkosti kvůli rychlosti hydrolýzy a charakteristickému zápachu a slzení přinutil vojáky nasadit masky a vyhnout se kontaminovaným oblastem.[Citace je zapotřebí ] The Spojené státy vyrobil asi 20 000 tun lewisitu, přičemž jej držel po ruce především jako nemrznoucí směs pro hořčičný plyn nebo k proniknutí do ochranného oděvu ve zvláštních situacích.

Byl nahrazen variantou hořčičného plynu HT (směs sirné hořčice a sirupu 60:40) O-hořčice ), a prohlášen za zastaralý v roce 1950. Je účinně léčen britským antilevisitem (dimercaprol ). Většina zásob lewisitu byla neutralizována bělidlo a hodil se do Mexický záliv,[21] ale někteří zůstali u Deseret Chemical Depot nachází se mimo Salt Lake City, Utah,[22] ačkoli k 18. lednu 2012 byly všechny zásoby USA zničeny.

Produkce nebo hromadění lewisitu byla zakázána Úmluva o chemických zbraních. Když úmluva vstoupila v platnost v roce 1997, strany deklarovaly celosvětové zásoby 6 747 tun lewisitu. V prosinci 2015 bylo 98% těchto zásob zničeno.[23]

V roce 2001 byl lewisit nalezen na skládce zbraní z první světové války ve Washingtonu, D.C.[24]

Kontroverze ohledně japonských vkladů lewisitu v Číně

V polovině roku 2006 Čína a Japonsko jednali o odprodeji zásob lewisitu v severovýchodní Číně, opuštěných japonskou armádou během druhé světové války. Lidé za posledních dvacet let zemřeli na náhodné vystavení těmto zásobám.[25]

Viz také

Reference

  1. ^ Lewisite I - shrnutí sloučeniny, PubChem.
  2. ^ Mitchell, Jon (27. července 2013). „Kapka v oceánu: mořské ukládání chemických zbraní na Okinawě“ - prostřednictvím Japan Times Online.
  3. ^ „Rusko dokončilo zničení prvních 10 tun Lewisite - analýza - NTI“. www.nti.org.
  4. ^ A b C Americká národní rada pro výzkum, Výbor pro kontrolu a hodnocení programu neškodného ukládání chemických materiálů do zásoby (1999). Likvidace sad chemických látek. Národní akademie Press. str. 16. ISBN  0-309-06879-7.
  5. ^ A b C d E F G h i j k l m n „CDC - Databáze bezpečnosti a ochrany při mimořádných událostech: Blister Agent: LEWISITE (L) - NIOSH“. www.cdc.gov. Citováno 2016-01-14.
  6. ^ Berg, J .; Tymoczko, J.L .; Stryer, L. (2007). Biochemie (6. vydání). New York: Freeman. str. 494–495. ISBN  978-0-7167-8724-2.
  7. ^ Chauhan, S .; Chauhan, S .; D’Cruz, R .; Faruqi, S .; Singh, K. K .; Varma, S .; Singh, M .; Karthik, V. Chemické bojové látky. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2008, 26, 113-122
  8. ^ Doi, M .; Hattori, N .; Yokoyama, A .; Onari, Y .; Kanehara, M .; Masuda, K .; Tonda, T .; Ohtaki, M .; Kohno, N. Vliv expozice hořčičného plynu na výskyt rakoviny plic: Podélná studie. American Journal of Epidemiology 2011, 173, 659-666.
  9. ^ McNutt, Patrick M .; Tracey L., Hamilton (2015). "Oční toxicita chemických bojových látek". Příručka toxikologie chemických bojových látek. Akademický tisk. str. 535–555.
  10. ^ A b Urban, Joseph J .; von Tersch, Robert L. (1999). "Konformační analýza izomerů lewisite". J. Phys. Org. Chem. 12: 95–102. doi:10.1002 / (SICI) 1099-1395 (199902) 12: 2 <95 :: AID-POC91> 3.0.CO; 2-V.
  11. ^ Julius Arthur Nieuwland (1904) Některé reakce acetylenu, Ph.D. diplomová práce, University of Notre Dame (Notre Dame, Indiana).
  12. ^ A b Vilensky, J. A. (2005). Dew of Death - The Story of Lewisite, America's World War I Weapon of Mass Destruction. Indiana University Press. str. 4. ISBN  0253346126.
  13. ^ Vilensky, J. A .; Redman, K. (2003). „British Anti-Lewisite (Dimercaprol): Amazing History“. Annals of Emergency Medicine. 41 (3): 378–383. doi:10.1067 / mem.2003.72. PMID  12605205.
  14. ^ Vilensky, J. „Otec Nieuwland a Rosa smrti'".
  15. ^ A b „Nejsmrtelnější jed objevený Američanem“. Early County News. 29. května 1919. str. 7. Citováno 30. července 2020.
  16. ^ A b Vilensky, J. A. (2005). Dew of Death - The Story of Lewisite, America's World War I Weapon of Mass Destruction. Indiana University Press. 21–23. ISBN  0253346126.
  17. ^ Role rodáka z Uptonu byla nejlepší obranou; Masky z první světové války zmařeny Archivováno 18. prosince 2007, na Wayback Machine
  18. ^ Joel A. Vilensky, Dew of Death: The Story of Lewisite, America's World War I Weapon of Mass Destruction (Bloomington, Indiana: Indiana University Press, 2005), strana 36.
  19. ^ Vilensky, J. A. (2005). Dew of Death - The Story of Lewisite, America's World War I Weapon of Mass Destruction. Indiana University Press. str. 50. ISBN  0253346126.
  20. ^ Tabangcura, D. Jr.; Daubert, G. P. „Britský vývoj proti Lewisitům“. Molekula měsíce. Univerzita chemie v Bristolu.
  21. ^ Code Red - online zdroje zbraní hromadného ničení; - Blistrové látky
  22. ^ „Velitel: Svět je bezpečnější, zásoby chemikálií jsou pryč“.
  23. ^ Organizace pro zákaz chemických zbraní (30. listopadu 2016). „Příloha 3“. Zpráva OPCW o provádění Úmluvy o zákazu vývoje, výroby, hromadění a používání chemických zbraní a o jejich zničení v roce 2015 (Zpráva). str. 42. Citováno 8. března 2017.
  24. ^ Tucker, J. B. (2001). „Chemické zbraně: pohřben na zahradě“ (pdf). Bulletin atomových vědců. 57 (5): 51–56. doi:10.2968/057005014.
  25. ^ Opuštěné chemické zbraně (ACW) v Číně Archivováno 03.03.2012 na Wayback Machine