Люизит применение. Кожно-нарывные отравляющие вещества. Реакция гидролиза люизита протекает
Отравляющие вещества кожно-нарывного действия (иприты, люизит и другие) обладают многосторонним поражающим действием. Эти стойкие ОВ в капельно-жидком и парообразном состоянии поражают кожу и глаза, при вдыхании паров ‑ дыхательные пути и легкие, при попадании с пищей и водой ‑ органы пищеварения. Характерная особенность действия ипритов ‑ наличие скрытого периода (поражение выявляется не сразу, а через некоторое время ‑ 4 часа и более), тогда как эффекты люизита проявляются гораздо быстрее. Признаками поражения являются покраснение кожи, образование мелких пузырей, которые затем сливаются в крупные и через двое ‑ трое суток лопаются, переходя в труднозаживающие язвы. При любом местном поражений ОВ кожно-нарывного действия вызывают общее отравление организма, которое проявляется в повышении температуры, недомогании, полной потере дееспособности, сопровождается изменениями крови, дистрофическими нарушениями структуры внутренних органов.
Азотистый иприт
Азотистый иприт – трихлортриэтиламин (шифр в армии США – HN-1, HN-2, HN-3).
Бесцветная маслянистая жидкость, практически лишенная запаха. Как и его сернистый аналог тяжелее воды. Он растворяется в ней хуже сернистого иприта и медленнее проникает в пористые материалы. Неустойчив при действии света и разрушается при нагревании. В отличие от сернистого иприта замерзает при минус 34,4 °С, что важно для выбора токсического агента при применении в зимнее время.
Физиологическая картина поражения аналогична поражениям сернистым ипритом. Токсичность при ингаляции LCt50, мг×мин/л:
Кожно-резорбтивная токсодоза LD50= 10-20 мг/кг
Азотистый иприт оказывает поражающее действие только в виде аэрозоля, при заражении местности не способен образовывать пар с поражающей концентрацией. По своим токсическим эффектам он близок к своему сернистому аналогу, но, уступая ему в скорости развития местных поражений, способен вызывать сильное резорбтивное действие.
Дегазация ипритов
осуществляется окисляющими и хлорирующими агентами.
Промышленное производство
Из оксиэтиламинов путем обмена ОН-группы на хлор.
Индикация и защита
Наличие паров иприта определяется при помощи индикаторной трубки (одно желтое кольцо) приборами химической разведки ВПХР и ППХР. Для защиты от иприта используются противогаз и защитный комплект, а также вооружение и военная техника убежища, оборудованные фильтровентиляционными установками, перекрытые щели, траншеи и ходы сообщения.
Признаки поражения
Иприт обладает поражающим действием при любых путях проникновения в организм. Поражения слизистых оболочек глаз, носоглотки и верхних дыхательных путей проявляются даже при незначительных концентрациях иприта. При более высоких концентрациях наряду с местными поражениями происходит общее отравление организма. Иприт имеет скрытый период действия (2-8 ч). В момент контакта с ипритом раздражение кожи и болевые эффекты отсутствуют. Пораженные ипритом места предрасположены к инфекции. Поражение кожи начинается с покраснения, которое проявляется через 2-6 ч после воздействия иприта. Через сутки на месте покраснения образуются мелкие пузыри, наполненные желтой прозрачной жидкостью. В последующем происходит слияние пузырей. Через 2-3 дня пузыри лопаются и образуется незаживающая 20-30 суток язва. Если в язву попадает инфекция, то заживление наступает через 2-3 мес.
При вдыхании паров или аэрозоля иприта первые признаки поражения проявляются через несколько часов в виде сухости и жжения в носоглотке, затем наступает сильный отек слизистой носоглотки, сопровождающийся гнойными выделениями. В тяжелых случаях развивается воспаление легких, смерть наступает на 3-4-й день от удушья. Особенно чувствительны к парам иприта глаза.
При воздействии паров иприта на глаза появляется ощущение песка в глазах, слезотечение, светобоязнь, затем происходят покраснение и отек слизистой оболочки глаз и век, сопровождающийся обильным выделением гноя.
Попадание в глаза капельно-жидкого иприта может привести к слепоте.
При попадании иприта в желудочно-кишечный тракт через 30-60 мин появляются резкие боли в желудке, слюнотечение, тошнота, рвота, в дальнейшем развивается понос (иногда с кровью).
Первая помощь
Капли иприта на коже необходимо немедленно дегазировать с помощью ИПП. Глаза и нос следует обильно промыть, а рот и горло прополоскать 2% раствором питьевой соды или чистой водой. При отравлении водой или пищей, зараженной ипритом, вызвать рвоту, а затем ввести кашицу, приготовленную из расчета 25 г активированного угля на 100 мл воды.
Люизит
Люизит – β-хлорвинилдихлорарсин (шифр в армии США – L). Свое название люизит получил по имени американского химика У. Льюиса, получившего и предложившего это вещество в конце первой мировой войны в качестве БОВ. В период военных действий люизит не применялся, но долгие годы нарабатывался как потенциальное химическое оружие в ряде стран, в том числе и в СССР.
Химическая формула:
Технический люизит представляет собой сложную смесь из трех мышьякорганических веществ и треххлористого мышьяка. Это тяжелая, почти в два раза тяжелее воды (r=1,88 г/см3), маслянистая, темно-бурая жидкость с характерным резким запахом (некоторое сходство с запахом герани). Этот запах затрудняет применение люизита, так как при нормальной чувствительности органов обоняния он становится заметным при недействующих концентрациях яда в воздухе. Люизит плохо растворим в воде, хорошо растворим в жирах, маслах, нефтепродуктах, легко проникает в различные природные и синтетические материалы (дерево, резина, поливинилхлорид). Кипит люизит при температуре 196,6 °С, замерзает при температуре – минус 44,7 °С, Тпл= -10-15 0С
Люизит в 5 раз более летучий, чем сернистый иприт, его пары в 7,2 раза тяжелее воздуха: максимальная концентрация паров при комнатной температуре 4,5 г/м3.
В зависимости от времени года, метеоусловий, рельефа, характера местности люизит сохраняет свою тактическую стойкость боевого отравляющего вещества от нескольких часов до 2-3 суток. Люизит химически активен. Он легко взаимодействует с кислородом, атмосферной и почвенной влагой, при высоких температурах горит и разлагается. Образующиеся при этом мышьяксодержащие вещества (например, образующийся при гидролизе малорастворимый хлорвиниларсиноксид) сохраняют высокую токсичность, часто не меньшую, чем у самого люизита.
Токсикологическая характеристика
Обладает общеядовитым и кожно-нарывным действием при любом воздействии на организм. Общеядовитое действие обусловлено способностью нарушать внутриклеточный углеводный обмен. Первые признаки поражения: раздражение слизистой оболочки носоглотки, вызывающее чихание и кашель, в дальнейшем - боли в груди, тошнота, головные боли. При отравлении большим количеством - судороги, потеря сознания, смерть. Парообразный и жидкий люизит поражает кожные покровы с образованием язв без скрытого периода. Токсичность при ингаляции LCt50=1,3 мг×мин/л, кожно-резорбтивная токсодоза LD50= 5-10 мг/кг
Люизит легко дегазируется всеми окислителями (хлорамины, растворы ДТС-ГК, растворы йода, перекись водорода и др.)
Таким образом, отравляющие вещества кожно-нарывного действия представляют собой сильные алкилирующие агенты, применение которых может создавать очаги поражения стойким медленнодействующим ОВ смертельного действия.
Промышленное производство (получение)
Взаимодействие треххлористого мышьяка с ацетиленом в присутствии катализаторов - хлоридов металлов. Люизит получают из ацетилена и треххлористого мышьяка в присутствии хлористой ртути, согласно уравнению:
С2H2 + AsCl3 = (HgCl2) => Люизит
Историческая справка по ОВ кожно-нарывного действия
Химические названия b, b“- дихлордиэтилсульфид. Условные названия и шифры: иприт; Schwefelyperit, Yperit, Lost, Gelbkreuz, Senfgas, VM-stoff (Германия); H, HD. раньше HS, G34 и M.O (в первую мировую войну), mustard, mu-stardgas (США); Yperite, Yc, Yt (Франция).
b, b“- дихлордиэтилсульфид впервые был получен в чистом виде В. Майером (Германия) в 1886 г. Справедливости ради следует отметить, что публикации В. Майера о веществе предшествовал ряд работ других авторов, которые, безусловно, имели дело с b, b“- дихлордиэтилсульфидом, но не выделили его. Так, еще в 1822 г. французский химик Г. Деспрет, исследуя реакцию этилена с хлоридами серы, получил маслянистую жидкость, которую не идентифицировал. В 1859 г. А. Ниман (Германия) и в 1860 г. Ф. Гутри (Англия), изучая ту же реакцию, получили реакционные смеси, обладающие кожно-нарывным действием. Оба они считали, что имели дело с техническим бис-(2-хлорэтил) дисульфидом.
Немецкие химики В. Ломмель и В. Штайнкопф весной 1916 г. предложили применить b, b“- дихлордиэтилсульфидна поле боя. Их фамилии были увековечены в названии этого отравляющего вещества а Германии: «Lost».
Первое применение вещества «Lost» состоялось в ночь с 12 из 13 июля 1917 г, под г. Ипр в Бельгии. Оно преследовало цель сорвать наступление англо-французских войск. В течение четырех часов по изготовившимся к наступлению союзникам было выпушено 50 тыс. артиллерийских химических снарядов, маркированных желтым крестом, Поражения различной степени получали 2490 человек, из которых 87 - со смертельным исходом. Цель применения была достигнута: английские и французские части смогли возобновить наступление на этом участке фронта только спустя три недели.
Новое отравляющее вещество во Франции и России по месту первого применения было названо ипритом. В последующем это название стало наиболее распространенным. В Англии и США в названии «горчичный газ» нашел отражение своеобразный запах соединения. Всего в годы первой мировой войны в Германии было произведено 7659 т иприта, из которых применено не менее 6700 т. Подобранные на поле боя неразорвавшиеся немецкие снаряды «желтого креста» позволили союзникам быстро установить структуру иприта и в короткое время организовать его производство. Первой наладила производство иприта Франция. В нюне 1918 г. с ее стороны были сделаны первые выстрелы собственными ипритными снарядами по позициям немецких войск. До конца войны во Франции было произведено около 2 тыс. т иприта, хотя производственные мощности ее в это время оценивались в 150 т/сут. В США и Англии в период войны функционировали только небольшие установки: Англией было наработано до конца первой мировой войны примерно 500 т, а США— 040 т иприта.
К началу второй мировой войны иприт занял ведущее место в арсенале химического оружия Германии, США (там он получил шифр Н для технического, HS в позднее НD—для перегнанного 0В) и именовался «королем газов». В годы войны в бывшей фашистской Германии функционировали три завода по производству иприта суммарной мощностью 65 тыс. т/год: в Аммендорфе. Гендорфе и Хюльсе. На 1 мая 1944 г. запао иприта в Германии составил 24 350 т.
Промышленное производство HD в США было организовано в 1918 г. на территории Эджвудского арсенала (штат Мэриленд). Во время второй мировой войны технический иприт производился на заводах трех новых арсеналов, созданных в 1942 г.- в Хантсвилле (штат Алабама), Пайн-Блаффе (штат Арканзас) и Денвере (штат Колорадо). К 1945 г. на долю Н и HD приходилось свыше 58% от всех отравляющих веществ, закупленных армией у промышленности, т. е. около 85 тыс. т,
Люизит также легко реагирует с тиолами , образуя соответствующие малотоксичные продукты замещения, на этой реакции основано применение 2,3-димеркаптопропанола, унитиола при терапии поражений люизитом.
Взаимодействие люизита с газообразным аммиаком не приводит к реакции замещения хлора при атоме мышьяка: в силу того, что люизит, будучи замещенным дихлорарсином является кислотой Льюиса, с аммиаком, являющимся льюисовым основанием, образуется летучий аддукт :
ClCH=CHAsCl 2 + 4NH 3 ClCH=CHAsCl 2 4NH 3
который при нагревании до 500-800 °C в атмосфере аммиака разлагается с образованием ацетилена и элементарного мышьяка:
2 2HC≡CH + 2As + 6NH 4 Cl + N 2 ,
эта последовательность реакций предложена в качестве промышленного метода уничтожения люизита .
При взаимодействии с водными растворами гипохлоритов щелочных и щелочноземельных металлов, а также с N-хлораминов, α-люизит подвергается окислительному гидролизу до β-хлорвинилмышьяковой кислоты:
ClCH=CHAsCl 2 + [O] + 2H 2 O ClCH=CHAs(O)(OH) 2 + 2HCl
Окисление люизита водными растворами гипохлоритов является одним из методов дегазации.
Токсическое действие
Люизит относят к стойким отравляющим веществам. Он обладает общеядовитым и кожно-нарывным действием. Токсичен для человека при любых формах воздействия, способен проникать через материалы защитных костюмов и противогаза. Люизиту присуще также раздражающее действие на слизистые оболочки и органы дыхания.
Общетоксическое действие
Общетоксическое действие люизита на организм многогранно: он поражает сердечно-сосудистую, периферическую и центральную нервную систему , органы дыхания, желудочно-кишечный тракт . Общеотравляющее действие люизита обусловлено его способностью вмешиваться в процессы внутриклеточного углеводного обмена. Выступая в качестве ферментного яда, люизит блокирует процессы как внутриклеточного, так и тканевого дыхания, тем самым препятствуя способности превращения глюкозы в продукты её окисления, идущего с выделением энергии, необходимой для нормального функционирования всех систем организма.
Кожно-нарывное действие
Механизм кожно-нарывного действия люизита связан с разрушением клеточных структур. Действуя в капельно-жидком состоянии люизит быстро проникает в толщу кожи (3-5 мин). Скрытый период практически отсутствует. Сразу развиваются признаки поражения: ощущается боль, жжение на месте воздействия. Затем проявляются воспалительные изменения кожи, выраженность которых определяет степень тяжести поражения. Лёгкое поражение характеризуется наличием болезненной эритемы . Поражение средней степени приводит к образованию поверхностного пузыря. Последний быстро вскрывается. Эрозивная поверхность эпителизуется в течение нескольких недель. Тяжелое поражение - это глубокая, длительно незаживающая язва. При поражении кожи парами люизита наблюдается скрытый период продолжительностью 4-6 ч., за которым следует период разлитой эритемы, прежде всего на открытых участках кожи. Действуя в высоких концентрациях, вещество может вызывать развитие поверхностных пузырей. Заживление в среднем 8-15 дней.
Признаки поражения
Люизит почти не имеет периода скрытого действия, признаки поражения проявляются уже через 3-5 минут после попадания его на кожу или в организм. Тяжесть поражения зависит от дозы или времени пребывания в атмосфере, зараженной люизитом. При вдыхании паров или аэрозоля люизита в первую очередь поражаются верхние дыхательные пути, что проявляется после короткого периода скрытого действия в виде кашля, чихания, выделений из носа. При легких отравлениях эти явления исчезают через несколько суток. Тяжелые отравления сопровождаются тошнотой , головными болями, потерей голоса, рвотой , общим недомоганием. Одышка , спазмы в груди - признаки очень тяжелого отравления. Очень чувствительны к действию люизита органы зрения. Попадание в глаза капель этого ОВ приводит к потере зрения уже через 7-10 суток.
Опасные концентрации
Пребывание в течение 15 минут в атмосфере, содержащей люизит в концентрации 0,01 мг на литр воздуха, приводит к покраснению слизистых глаз и отёку век. При более высоких концентрациях ощущается жжение в глазах, слезоточение, спазмы век. Пары люизита действуют на кожные покровы. При концентрации 1,2 мг/л уже через одну минуту наблюдается покраснение кожи, отёк; при более высоких концентрациях на коже появляются пузыри. Действие жидкого люизита на кожу проявляется ещё быстрее. При плотности заражения кожных покровов в 0,05-0,1 мг/см² происходит их покраснение; при концентрации 0,2 мг/см² образуются пузыри. Смертельная доза для человека составляет 20 мг на 1 кг веса, т.е. люизит при кожной резорбции примерно в 2-2,5 раза токсичнее иприта. Однако это его преимущество несколько нивелируется отсутствием периода скрытого действия, что даёт возможность своевременно принять противоядие и/или обработать поражённые участки кожи с помощью индивидуального противохимического пакета. При попадании люизита в желудочно-кишечный тракт возникает обильное слюнотечение и рвота, сопровождающаяся острыми болями, падением кровяного давления, поражением внутренних органов. Смертельная доза люизита при попадании его внутрь организма составляет 5-10 мг на 1 кг веса.
Защита от поражения
Защита от поражающего действия люизита достигается применением современных противогазов и специальных защитных костюмов.
Антидоты
В качестве антидотов применяются соединения, содержащие сульфгидрильные группы, легко взаимодействующие с люизитом Унитиол (димеркаптопропансульфат натрия) и БАЛ - «Б ританский А нтиЛ юизит» (димеркаптопропанол). Унитиол хорошо растворим в воде и, в силу этого, эффективнее БАЛа, при тяжелых поражениях унитиол может применяться внутривенно; БАЛ применяется в масляных растворах. Терапевтическая широта унитиола (1:20) также значительно выше, чем у БАЛа (1:4).
И унитиол, и БАЛ реагируют как со свободным люизитом, так и продуктам его взаимодействия с сульфгидрильными группами ферментов, восстанавливая их активность.
Конверсия
Вероятно, люизит является единственным боевым отравляющим веществом, уничтожение запасов которого является экономически выгодным - в процессе его переработки получается чистый мышьяк , сырье для производства полупроводника арсенида галлия .
Примечания
| Боевые отравляющие вещества | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общеядовитого действия | Циановодород (AC) · Хлорциан (CK) · Арсин (SA) · Фосфин (PH) · Угарный газ (CO) | ||||||
| Удушающего действия | Фосген (CG) · Дифосген (DP) · Хлор (CL) | ||||||
| Кожно-нарывного действия | Иприт (HD) · Люизит (L) · Метилдихлорарсин (MD) · Этилдихлорарсин (ED) · Фенилдихлорарсин (PD) · Сесквииприт (Q) · Азотистые иприты (HN1, HN2, HN3) · Кислородный иприт (T) | ||||||
| Нервно-паралитического действия | |||||||
| Раздражающего действия (ирританты) |
|
||||||
| Психохимического действия (инкапаситанты) |
|||||||
Химические названия: β-хлорвинилдихлорарсин; 2-хлорэтенилдихлорарсин; β-хлорвиниларсиндихлорид.
Условные названия и шифры: люизит; Lewisit (Германия); Lewisite, a-Lewisite, Lewisite A, М-l (в годы второй мировой войны), L (США).
Соединение впервые было получено в неочищенном виде в 1904 г. Ю. Ньюландом (США), который тогда же обратил внимание на его токсические свойства. Чистый β-хлорвинилдихлорарсин выделен и охарактеризован в США ориентировочно в 1917 г., а годом позже был принят на вооружение американской армии, однако боевой проверки не прошел. Своим условным названием люизит обязан американскому химику У. Ли Льюису, которому в США приписывают приоритет открытия этого вещества. На самом деле в годы первой мировой войны исследования β-хлорвинилдихлорарсина проводились независимо друг от друга в США (У. Льюис), Великобритании (С. Грин, Т. Прайс) и Германии (Г. Виланд).
Военные специалисты США возлагали на люизит большие надежды в связи с тем, что это ОВ, обладая сравнимым по силе с ипритом кожно-нарывным действием, не имеет периода скрытого действия. По кожно-резорбтивной токсичности он в три раза превосходит иприт. Кроме того, технический продукт, полученный в США, вызывал достаточно сильное раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. В дальнейшем было установлено, что чистый β-хлорвинилдихлорарсин (так называемый α-люизит или люизит А) раздражающим действием почти не обладает. Раздражающее действие оказывают примеси, особенно бис-(β-хлорвинил)-хлорарсин (ClCH=CH) 2 AsCl (β-люизит или люизит В). Однако последний уступает α-люизиту в общеядовитом и кожно-нарывном действии.
В годы второй мировой войны люизит производился в США предприятиями всех химических арсеналов - Эджвуда, Пайн-Блаффа, Хантсвилла и Денвера, но еще до окончания войны он был снят с вооружения армии в связи с недостаточно высокой боевой эффективностью по сравнению с ипритом. Однако он может использоваться в качестве добавки к иприту, понижающей температуру замерзания последнего. Кроме того, не исключено, что дешевизна и простота получения люизита могут стимулировать его получение странами с относительно слабо развитой химической промышленностью.
Люизит обладает общеядовитым и кожно-нарывным действием при любом пути воздействия на организм и независимо от вида боевого состояния. Техническому ОВ присуще, кроме того, раздражающее действие.
Общеядовитое действие люизита обусловлено его способностью нарушать внутриклеточный углеводный обмен. При рассмотрении токсических свойств HD упоминалось, что в клетках всех органов и тканей осуществляется последовательное бескислородное расщепление глюкозы через глюкозо-6-фосфат до пировиноградной кислоты. Последняя подвергается окислительному декарбоксилированию по схеме:
Этот процесс осуществляется в присутствии пируватдегидрогеназной ферментной системы, объединяющей несколько ферментов и коферментов. Одним из коферментов (небелковых простетических групп) является липоевая кислота:
Она связана с апоферментом (белковой частью двухкомпонентного фермента пируватоксидазы и в процессе катализа (реакция 3.9) превращается то в окисленную (дисульфидную), то в восстановленную (с двумя меркаптогруппами) форму:
Люизит взаимодействует с меркаптогруппами дигидролипоевой кислоты и таким образом исключает фермент из участия в окислительно-восстановительных процессах:
В итоге нарушается энергоснабжение всех органов и тканей организма. Местное действие люизита обусловлено ацилированием белков кожных покровов.
Склонность к образованию циклических арсинсульфидов позволила создать средства для профилактики и лечения поражений этим ОВ. К ним относятся 2,3-димеркаптопропанол (БАЛ) и натриевая соль 2,3-димеркаптопропансульфокислоты (Унитиол):
Они применяются в виде растворов и мазей и способны не только предотвращать реакцию люизита с пируватоксидазой, но и реактивировать угнетенный фермент.
Люизит в отличие от HD почти не имеет периода скрытого действия; признаки поражения им проявляются уже через 2-5 мин после попадания в организм. Тяжесть поражения зависит от дозы или времени пребывания в зараженной люизитом атмосфере.
При вдыхании пара или аэрозоля люизита прежде всего поражаются верхние дыхательные пути, что проявляется после короткого периода скрытого действия в виде кашля, чихания, выделений из носа. При легких отравлениях эти явления проходят через несколько часов, при тяжелых - продолжаются несколько суток. Тяжелые отравления сопровождаются тошнотой, головными болями, потерей голоса, рвотой, общим недомоганием. В последующем развивается бронхопневмония, одышка, спазмы в груди - признаки очень тяжелого отравления, которое может быть смертельным. Признаками приближающегося смертельного исхода являются судороги и параличи. Относительная токсичность при ингаляции LCτ 50 1,3 мг·мин/л.
Очень чувствительны к люизиту глаза. Попадание в глаза капель ОВ приводит к потере зрения через 7- 10 сут. Пребывание в течение 15 мин в атмосфере с концентрацией люизита 0,01 мг/л приводит к покраснению глаз и отесу век. При более высоких значениях Сτ ощущаются жжение в глазах, слезотечение, светобоязнь, спазмы век.
Парообразный люизит действует и на кожу. При Сτ 1,2 мг·мин/л кожа краснеет и отекает, при Сτ 1,3 мг·мин/л появляются мелкие пузыри.
Действие жидкого люизита на кожу ощущается почти сразу же после контакта с ним. При плотности заражения 0,05-0,1 мг/см 2 происходит покраснение кожи; плотность заражения 0,2 мг/см 2 неизбежно приводит к образованию пузырей. Смертельная кожно-резорбтивная токсодоза для человека LD 50 20 мг/кг.
При попадании люизита в желудочно-кишечный тракт возникают обильное слюнотечение и рвота, сопровождающаяся коликообразными болями. В дальнейшем появляется кровавый понос, кровяное давление падает, развиваются явления поражения внутренних органов (почек, печени, селезенки). Смертельная дозf при пероральном поступлении LD 50 5-10 мг/кг.
Чистый β-хдорвинилдихлорарсин представляет собой бесцветную жидкость, почти не имеющую запаха. Со временем он приобретает фиолетовую или тёмно-красную окраску. Однако обычно получают технический продукт, который не является индивидуальным веществом, а помимо β-хлорвинилдихлорарсина (α-люизита) содержит бис-(β-хлорвинил)-хлорарсин (β-люизит) и треххлористый мышьяк. В свою очередь, α-люизит существует в форме двух пространственных изомеров, различающихся физическими свойствами (табл. 3.1).
Наиболее токсичным в смеси является транс-α-люизит, который в основном и образуется при получении ОВ. Цис-изомер возникает при нагревании или ультрафиолетовом облучении транс-изомера, поэтому большинство физических констант технического люизита совпадают или близки по значению соответствующим константам транс-α-люизита.
Таблица 3.1
Физические свойства изомеров α-люизита
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от, проверенной 22 августа 2018; проверки требует.
Люизит (Брагон, Галит, Вещество № 17, Р-43) - смесь изомеров β-хлорвинилдихлорарсина (α-люизита), бис-(β-хлорвинил)хлорарсина (β-люизита) и трихлорида мышьяка. Тёмно-коричневая ядовитая жидкость с резким раздражающим запахом, напоминающим запах герани, боевое отравляющее вещество кожно-нарывного действия, названа по имени американского химика Уинфорда Ли Льюиса (Winford Lee Lewis 1879–1943).
Люизит синтезируется катализируемым или кислотами Льюиса присоединением ацетилена к трихлориду мышьяка , при этом образуются как β-хлорвинилдихлорарсин (α-люизит), так и продукт присоединения второй молекулы ацетилена к α-люизиту - бис-(β-хлорвинил)хлорарсин (β-люизит):
β-Хлорвинилдихлорарсин, бесцветная жидкость без запаха, является основным компонентом люизита и может существовать в виде двух изомеров - транс - и цис -; в техническом люизите преобладает транс -изомер.
Атомы хлора при мышьяке в люизите подвижны и легко подвергаются реакциям нуклеофильного замещения. Так, α-люизит легко гидролизуется водой с образованием высокотоксичного β-хлорвиниларсиноксида:
Под действием водных растворов щелочей α-люизит гидролизуется с образованием солей мышьяковистой кислоты , путь элиминирования хлорвинильного фрагмента при этом зависит от конфигурации двойной связи : транс -изомер элиминирует ацетилен:
Люизит также легко реагирует с тиолами , образуя соответствующие малотоксичные продукты замещения, на этой реакции основано применение 2,3-димеркаптопропанола , унитиола при терапии поражений люизитом.
Взаимодействие люизита с газообразным аммиаком не приводит к реакции замещения хлора при атоме мышьяка: в силу того, что люизит, будучи замещенным дихлорарсином является кислотой Льюиса, с аммиаком, являющимся льюисовым основанием, образуется летучий аддукт :
который при нагревании до 500-800 °C в атмосфере аммиака разлагается с образованием ацетилена и элементарного мышьяка:
эта последовательность реакций предложена в качестве промышленного метода уничтожения люизита .
При взаимодействии с водными растворами гипохлоритов щелочных и щелочноземельных металлов, а также с N-хлораминов, α-люизит подвергается окислительному гидролизу до β-хлорвинилмышьяковой кислоты:
Окисление люизита водными растворами гипохлоритов является одним из методов дегазации.
Люизит относят к стойким отравляющим веществам. Он обладает общеядовитым и кожно-нарывным действием. Токсичен для человека при любых формах воздействия, способен проникать через материалы защитных костюмов и противогаза. Люизиту присуще также раздражающее действие на слизистые оболочки и органы дыхания.
Общетоксическое действие люизита на организм многогранно: он поражает сердечно-сосудистую, периферическую и центральную нервную систему , органы дыхания, желудочно-кишечный тракт . Общеотравляющее действие люизита обусловлено его способностью вмешиваться в процессы внутриклеточного углеводного обмена. Выступая в качестве ферментного яда, люизит блокирует процессы как внутриклеточного, так и тканевого дыхания, тем самым препятствуя способности превращения глюкозы в продукты её окисления, идущего с выделением энергии, необходимой для нормального функционирования всех систем организма.
Механизм кожно-нарывного действия люизита связан с разрушением клеточных структур. Действуя в капельно-жидком состоянии люизит быстро проникает в толщу кожи (3-5 минут). Скрытый период практически отсутствует. Сразу развиваются признаки поражения: ощущается боль, жжение на месте воздействия. Затем проявляются воспалительные изменения кожи , выраженность которых определяет степень тяжести поражения. Лёгкое поражение характеризуется наличием болезненной эритемы . Поражение средней степени приводит к образованию поверхностного пузыря. Последний быстро вскрывается. Эрозивная поверхность эпителизуется в течение нескольких недель. Тяжёлое поражение - это глубокая, длительно незаживающая язва . При поражении кожи парами люизита наблюдается скрытый период продолжительностью 4-6 часов, за которым следует период разлитой эритемы, прежде всего на открытых участках кожи. Действуя в высоких концентрациях, вещество может вызывать развитие поверхностных пузырей. Заживление в среднем 8-15 дней.
Люизит почти не имеет периода скрытого действия, признаки поражения проявляются уже через 3-5 минут после попадания его на кожу или в организм. Тяжесть поражения зависит от дозы или времени пребывания в атмосфере, заражённой люизитом. При вдыхании паров или аэрозоля люизита в первую очередь поражаются верхние дыхательные пути, что проявляется после короткого периода скрытого действия в виде кашля, чихания, выделений из носа. При лёгких отравлениях эти явления исчезают через несколько суток. Тяжелые отравления сопровождаются тошнотой , головными болями, потерей голоса, рвотой , общим недомоганием. Одышка , спазмы в груди - признаки очень тяжёлого отравления. Очень чувствительны к действию люизита органы зрения. Попадание в глаза капель люизита приводит к потере зрения уже через 7-10 суток.
Пребывание в течение 15 минут в атмосфере, содержащей люизит в концентрации 0,01 мг на литр воздуха, приводит к покраснению слизистых глаз и отёку век. При более высоких концентрациях ощущается жжение в глазах, слезоточение, спазмы век. Пары люизита действуют на кожные покровы. При концентрации 1,2 мг/л уже через одну минуту наблюдается покраснение кожи, отёк; при более высоких концентрациях на коже появляются пузыри. Действие жидкого люизита на кожу проявляется ещё быстрее. При плотности заражения кожных покровов в 0,05-0,1 мг/см² происходит их покраснение; при концентрации 0,2 мг/см² образуются пузыри. Смертельная доза для человека составляет 20 мг на 1 кг веса, то есть люизит при кожной резорбции примерно в 2-2,5 раза токсичнее иприта. Однако это его преимущество несколько нивелируется отсутствием периода скрытого действия, что даёт возможность своевременно принять противоядие и/или обработать поражённые участки кожи с помощью индивидуального противохимического пакета. При попадании люизита в желудочно-кишечный тракт возникает обильное слюнотечение и рвота, сопровождающаяся острыми болями, падением кровяного давления, поражением внутренних органов. Смертельная доза люизита при попадании его внутрь организма составляет 5-10 мг на 1 кг веса.
Защита от поражающего действия люизита достигается применением современных противогазов и специальных защитных костюмов.
В качестве антидотов применяются соединения, содержащие сульфгидрильные группы, легко взаимодействующие с люизитом - Унитиол (димеркаптопропансульфат натрия) и БАЛ - «Б ританский А нтиЛ юизит» (димеркаптопропанол). Унитиол хорошо растворим в воде и, в силу этого, эффективнее БАЛа, при тяжёлых поражениях унитиол может применяться внутривенно; БАЛ применяется в масляных растворах. Терапевтическая широта унитиола (1:20) также значительно выше, чем у БАЛа (1:4).
И унитиол и БАЛ реагируют как со свободным люизитом, так и продуктами его взаимодействия с сульфгидрильными группами ферментов, восстанавливая их активность.
Вероятно, люизит является единственным боевым отравляющим веществом, уничтожение запасов которого является экономически выгодным - в процессе его переработки получается чистый мышьяк , сырьё для производства
Люизит
Люизит - боевое отравляющее вещество (БОВ), получаемое из ацетилена и треххлористого мышьяка. Свое название люизит получил по имени американского химика У. Льюиса, получившего и предложившего это вещество в конце первой мировой войны в качестве БОВ. В период военных действий люизит не применялся, но долгие годы нарабатывался как потенциальное химическое оружие в ряде стран, в том числе и в СССР.
Технический люизит представляет собой сложную смесь из трех мышьякорганических веществ и треххлористого мышьяка. Это тяжелая, почти в два раза тяжелее воды, маслянистая, темно-бурая жидкость с характерным резким запахом (некоторое сходство с запахом герани). Люизит плохо растворим в воде, хорошо растворим в жирах, маслах, нефтепродуктах, легко проникает в различные природные и синтетические материалы (дерево, резина, поливинилхлорид). Кипит люизит при температуре свыше 190С, замерзает при температуре -10 - - 18С. Пары люизита в 7,2 раза тяжелее воздуха: максимальная концентрация паров при комнатной температуре 4,5 г/м3.
В зависимости от времени года, метеоусловий, рельефа, характера местности люизит сохраняет свою тактическую стойкость боевого отравляющего вещества от нескольких часов до 2-3 суток. Люизит химически активен. Он легко взаимодействует с кислородом, атмосферной и почвенной влагой, при высоких температурах горит и разлагается. Образующиеся при этом мышьяксодержащие вещества сохраняют свой "наследственный" признак - высокую токсичность.
Люизит относят к стойким отравляющим веществам, он обладает общеядовитым и кожно-нарывным действием при любых формах его воздействия на организм человека. Люизиту присуще также раздражающее действие на слизистые оболочки и органы дыхания. Общетоксическое действие люизита на организм многогранно: он поражает сердечно-сосудистую, периферическую и центральную нервные системы, органы дыхания, желудочно-кишечный тракт. Общеотравляющее действие люизита обусловлено его способностью нарушать процессы внутриклеточного углеводного обмена. Выступая в качестве ферментного яда, люизит блокирует процессы как внутриклеточного, так и тканевого дыхания, тем самым препятствуя способности превращения глюкозы в продукты ее окисления, идущего с выделением энергии, необходимой для нормального функционирования всех систем организма. Механизм кожно-нарывного действия люизита связан с разрушением клеточных структур.
Люизит почти не имеет периода скрытого действия; признаки поражения проявляются уже через 3-5 минут после попадания его на кожу или в организм. Тяжесть поражения зависит от дозы или времени пребывания в атмосфере, зараженной люизитом. При вдыхании паров или аэрозоля люизита в первую очередь поражаются верхние дыхательные пути, что проявляется после короткого периода скрытого действия в виде кашля, чихания, выделений из носа. При легких отравлениях эти явления исчезают через несколько суток.
Тяжелые отравления сопровождаются тошнотой, головными болями, потерей голоса, рвотой, общим недомоганием. Одышка, спазмы в груди - признаки очень тяжелого отравления. Очень чувствительны к действию люизита органы зрения. Попадания в глаза капель этого ОВ приводит к потере зрения уже через 7-10 суток. Пребывание в течение 15 минут в атмосфере, содержащей люизит в концентрации 0,01 мг на литр воздуха, приводит к покраснению слизистых глаз и отеку век. При более высоких концентрациях ощущается жжение в глазах, слезоточение, спазмы век.
Пары люизита действуют на кожные покровы. При концентрации 1,2 мг/л уже через одну минуту наблюдается покраснение кожи, отек; при более высоких концентрациях на коже появляются пузыри. Действие жидкого люизита на кожу проявляется еще быстрее. При плотности заражения кожных покровов в 0,05-0,1 мг/см2 происходит их покраснение; при концентрации 0,2 мг/см2 образуются пузыри. Смертельная доза для человека составляет 20 мг на 1 кг веса.