VX (nervmedel) - VX (nerve agent)
S P -( -) -VX -enantiomer
|
|
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC -namn
S- {2- [Di (propan-2-yl) amino] etyl} O- etylmetylfosfonotioat |
|
| Andra namn
[2- (diisopropylamino) etyl] - O -etyl methylphosphonothioate
Etyl {[2- (diisopropylamino) etyl] sulfanyl} (metyl) -fosfinat Etyl N -2-diisopropylaminoetyl methylphosphonothiolate |
|
| Identifierare | |
|
3D -modell ( JSmol )
|
|
| ChEBI | |
| CHEMBL | |
| ChemSpider | |
| Maska | VX |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C 11 H 26 N O 2 P S | |
| Molmassa | 267,37 g · mol −1 |
| Densitet | 1,0083 g cm −3 |
| Smältpunkt | −51 ° C (−60 ° F; 222 K) |
| Kokpunkt | 300 ° C (572 ° F; 573 K) |
| logg P | 2.047 |
| Ångtryck | 0,09 Pa |
| Faror | |
| NFPA 704 (eldiamant) | |
| Flampunkt | 159 ° C (318 ° F; 432 K) |
| Dödlig dos eller koncentration (LD, LC): | |
|
LD 50 ( median dos )
|
7 μg/kg (intravenös, råtta) |
|
Om inte annat anges, ges data för material i deras standardtillstånd (vid 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
 verifiera ( vad är ?)
  |
|
| Infobox -referenser | |
| Del av en serie om | |||
| Kemiska medel | |||
|---|---|---|---|
| Dödliga medel | |||
| Funktionshindrande medel | |||
|
|||
VX är en extremt giftig syntetisk kemisk förening i organofosforklassen , specifikt ett tiofosfonat . I klassen nervmedel utvecklades den för militär användning i kemisk krigföring efter översättning av tidigare upptäckter av organofosfattoxicitet inom bekämpningsmedelsforskning . Under de senaste åren har VX befunnits vara agenten som används vid mordet på Kim Jong-nam . I sin rena form är VX en oljig, relativt icke-flyktig , vätska som är gulaktig i färgen. På grund av sin låga flyktighet kvarstår VX i miljöer där den är spridd.
VX, kort för "giftigt ämne X", är en av de mest kända av V -nervmedlen och upptäcktes först vid Porton Down i England under början av 1950 -talet baserat på forskning som först gjordes av Gerhard Schrader , en kemist som arbetade för IG Farben i Tyskland under 1930 -talet. Det är nu en av en bredare V-serie agenter som klassificeras som nervmedel och har använts som ett kemiskt vapen vid olika registrerade dödliga attacker. VX -dödsfall uppstår vid exponering för tiotals milligrammängder via inandning eller absorption genom huden; VX är alltså mer potent än sarin , ett annat nervmedel med en liknande verkningsmekanism . Vid sådan exponering stör dessa medel allvarligt kroppens signalering mellan nervsystemet och muskelsystemet , vilket leder till en långvarig neuromuskulär blockad , slapp förlamning av alla muskler i kroppen inklusive membranet och död genom kvävning .
Faran för VX ligger i synnerhet i att direkt exponering för det kemiska medlet kvarstår där det sprids, och inte genom att det avdunstar och distribueras som en ånga-det anses inte vara en ångrisk på grund av dess relativa icke-flyktighet . VX anses vara ett områdeförnekningsvapen på grund av dessa fysiska och biokemiska egenskaper. Som ett kemiskt vapen kategoriseras det som ett massförstörelsevapen av FN och är förbjudet enligt kemiska vapenkonventionen från 1993, där produktion och lagring av VX överstigande 100 gram (3,53 oz) per år är förbjuden. Det enda undantaget är för "forskning, medicinska eller farmaceutiska ändamål utanför en enda liten anläggning i sammanlagda mängder som inte överstiger 10 kg (22 lb) per år per anläggning".
Fysikaliska egenskaper
VX är en luktfri och smaklös kiral organofosforkemikalie med en molekylvikt på 267,37 g/mol. Under standardförhållanden är det en bärnstensfärgad vätska med en kokpunkt på 298 ° C (568 ° F) och en fryspunkt på -51 ° C (−60 ° F). Dess densitet liknar vatten. Den har ett log P- värde på 2,047, vilket betyder att den är relativt hydrofob med cirka 100 gånger mer fördelning i oktanol, över vatten. Dess låga ångtryck på 0,09 pascal (1,3 × 10 −5 psi) ger det en låg flyktighet, vilket resulterar i en hög uthållighet i miljön.
När den är beväpnad kan den dispergeras som en vätska, aerosol eller som en blandning med ett ler- eller talkförtjockningsmedel .
Handlingsmekanism
VX är en acetylkolinesterashämmare . Det fungerar genom att blockera funktionen av enzymet acetylkolinesteras (AChE). Normalt, när en motorneuron stimuleras, släpper den ut neurotransmittorn acetylkolin (ACh) i utrymmet mellan neuron och en intilliggande muskelcell, den synaptiska klyftan. När acetylkolin binder till nikotinreceptorer vid den neuromuskulära korsningen stimulerar det muskelsammandragning. För att undvika ett tillstånd av konstant muskelsammandragning bryts acetylkolin sedan ner ( hydrolyseras ) till de inaktiva ämnena ättiksyra och kolin av AChE. VX blockerar verkan av AChE, vilket resulterar i en ackumulering av acetylkolin i utrymmet mellan neuron och muskelcell. På molekylär nivå leder detta till den pågående stimuleringen och slutliga tröttheten hos alla drabbade muskarina och nikotiniska ACh -receptorer. Detta resulterar i initiala våldsamma sammandragningar, följt av "ihållande superkontraktion begränsad till vätskan ( sarkoplasma ) i den subjunktionella ändplattan och långvarig, depolariserande neuromuskulär blockad ." Den långvariga blockaden resulterar i släckt förlamning av alla muskler i kroppen, och det är en sådan ihållande förlamning av membranmuskeln som orsakar död genom kvävning . Ackumulering av acetylkolin i hjärnan orsakar också neuronal excitotoxicitet på grund av aktivering av nikotinreceptorer och glutamatfrisättning .
Den extrema toxiciteten hos VX beror delvis på att inhibitorn var utformad för att vara en utmärkt strukturell efterlikning för övergångstillståndet för det naturliga substratet (acetylkolin) av acetylkolinesteras. VX har en mycket hög "on-rate" för att reagera med målenzymet och bilda en stabil POC-bindning (fosforylering). Men jämfört med andra mycket giftiga nervmedel som soman eller sarin , genomgår VX relativt långsam "åldrande". Åldring är en tidsberoende sidreaktion (förlust av en alkoxylgrupp) som inträffar på nervämnen efter fosfonylering och gör nervmedlet-acetylkolinesteras-komplexet mycket motståndskraftigt mot regenerering av något känt motgift. Långsammare åldrande av VX tyder på att det borde vara möjligt att utveckla effektivare motgift och behandlingar.
Reaktionsprodukterna av acetylkolinesteras med VX före och efter "åldrande" reaktion löstes nära atomupplösning med röntgenkristallografi för att underlätta utvecklingen av motgift. Röntgenstrukturerna avslöjade de specifika delarna av VX-molekylen som interagerar med nyckelrester och delplatser i målenzymet. Den strukturella kinetiken för fosfonylering följt av åldrande visade också en oväntad konformationsförändring i den katalytiska triaden som tyder på en "inducerad passform" mellan VX -molekylen och acetylkolinesteras.
Kemi
Syntes
VX är kiral vid sin fosforatom . De enskilda enantiomererna identifieras som S P -( -) -VX och R P -(+) -VX (där "P" -abonnemanget markerar att kiraliteten är vid fosfor).
VX produceras via transesterprocessen , vilket ger en racemisk blandning av de två enantiomererna. Detta medför en serie av steg varvid fosfortriklorid är metylerade att producera metyl fosfonsyra-diklorid . Det resulterande materialet omsätts med etanol för att bilda en diester . Detta transesterifieras sedan med N , N -diisopropylaminoetanol för att producera den blandade fosfoniten . Slutligen reageras denna omedelbara föregångare med svavel för att bilda VX.
VX kan också levereras i binära kemiska vapen som blandas under flygning för att bilda agenten innan den släpps. Binär VX kallas VX2 och skapas genom att blanda O -(2 -diisopropylaminoetyl) O ′ -etylmetylfosfonit ( Agent QL ) med elementärt svavel (Agent NE) som man gör i kemisk bomb från Bigeye . Det kan också framställas genom blandning med svavelföreningar, som med den flytande dimetylpolysulfidblandningen (Agent NM) i det avbrutna XM736 8-tums projektilprogrammet .
Solvolys
Liksom andra organofosfornerver kan VX förstöras genom reaktion med starka nukleofiler. Reaktionen av VX med koncentrerad vattenhaltig natriumhydroxid resulterar i två konkurrerande solvolysreaktioner : klyvning av antingen P -O- eller P -S -estrarna. Även om P-S-klyvningen är den dominerande vägen, är produkten av P-O-bindningsklyvning den giftiga fosfontioestern EA-2192 och båda reaktionerna är långsamma. Däremot leder reaktion med hydroperoxidanjonen (hydroperoxidolys) till exklusiv klyvning av P -S -bindningen och en snabbare totalreaktion.
Medicinska aspekter
Symtom på exponering
Tidiga symptom på perkutan exponering (hudkontakt) inkluderar lokal svettning och muskeltryck vid exponeringsområdet, följt av illamående eller kräkningar. Tidiga symptom på exponering för VX -ånga inkluderar rinorré (rinnande näsa) och/eller täthet i bröstet med andfåddhet (bronkial sammandragning). Mios (fastställande av eleverna) kan vara ett tidigt tecken på exponering av medel, men används vanligtvis inte som den enda indikatorn för exponering.
Toxikologi
VX är ett "särskilt giftigt nervmedel". Den potentiellt dödliga dosen är bara något högre än den dos som har någon effekt alls, och effekterna av en dödlig dos är så snabb att det finns lite tid för behandling. Den letala mediandosen (LD 50 ) -den exponeringstid som krävs för att döda hälften av en testad populations som beräknats för 70 kg human män via exponering för huden rapporteras vara 5-10 mg (0,00035 oz), och den letala koncentrationen tid (LCt 50 ), som mäter koncentrationen av ånga eller aerosol per exponerad tid, uppskattas för VX att vara 10–15 mg · min/m 3 för exponeringstid på två minuter vid en minutvolym på 15 L (minutvolym 15 L motsvarar lätt fysisk aktivitet som långsam promenad).
Behandling
Vid behandling av VX -exponering beaktas främst avlägsnande av det flytande medlet från huden, innan personen flyttas till ett okontaminerat område eller atmosfär. Efter detta dekontamineras offret genom att tvätta de förorenade områdena med hushållsblekmedel och spola med rent vatten, följt av avlägsnande av förorenade kläder och ytterligare huddekontaminering. Om möjligt är saneringen klar innan den skadade tas för vidare medicinsk behandling.
En individ som är känd för att ha utsatts för ett nervmedel eller som uppvisar tydliga tecken eller symtom på exponering för nervmedel ges i allmänhet antidoterna atropin och pralidoxim (2-PAM), och vid kramper injiceras lugnande/antiepileptika såsom diazepam . I flera nationer utfärdas nervmedlet motgift för militär personal i form av en autoinjektor som USA: s militär Mark I NAAK .
Atropin blockerar en delmängd av acetylkolinreceptorer som kallas muskarinacetylkolinreceptorer (mAchR), så att uppbyggnaden av acetylkolin som produceras genom förlust av acetylkolinesterasfunktionen har en reducerad effekt på deras målreceptor. 2-PAM reaktiverar acetylkolinesterasenzymet (AChE), vilket reverserar effekterna av VX. VX och andra organofosfater blockerar AChE -aktivitet genom att binda till och kovalent inaktivera enzymet via överföring av fosfonatdelen från VX till det aktiva stället för AChE; detta inaktiverar AChE och producerar en inaktiv biprodukt från den återstående delen av VX-molekylen. Pralidoxim (2-PAM) tar bort denna fosfatgrupp.
Diagnostiska tester
Kontrollerade studier på människa har visat att minimalt toxiska doser orsaka 70-75% sänkning av erytrocyt kolinesteras inom flera timmars exponering. Serumnivån av etylmetylfosfonsyra (EMPA), en VX -hydrolysprodukt, mättes för att bekräfta exponering hos ett förgiftningsoffer. Det finns också procedurer för bestämning av VX -hydrolysprodukter i urin och för VX -addukter till albumin i blod.
Historia
Upptäckt
Kemisterna Ranajit Ghosh och JF Newman upptäckte nervmedlen i V-serien vid det brittiska företaget ICI 1952 och patenterade dietyl S -2-dietylaminoetylfosfonotioat ( agent VG ) i november 1952. Ytterligare kommersiell forskning om liknande föreningar upphörde 1955 när dess dödlighet för människor upptäcktes. USA startade produktionen av stora mängder VX 1961 på Newport Chemical Depot .
Upptäckten inträffade när apotek undersökte en klass av organofosfat föreningar (organiskt fosfat -estrar av substituerade aminoethanethiols). Precis som Gerhard Schrader , en tidigare utredare av organofosfater, fann Ghosh att de var ganska effektiva bekämpningsmedel . 1954 släppte ICI en av dem på marknaden under handelsnamnet Amiton . Den drogs sedan tillbaka eftersom den var för giftig för säker användning. Giftigheten gick inte obemärkt förbi och prover av den skickades till den brittiska försvarsmaktens forskningsanläggning i Porton Down för utvärdering. Efter att utvärderingen var klar blev flera medlemmar i denna klass av föreningar en ny grupp nervmedel, V -agenterna. Den mest kända av dessa är förmodligen VX, tilldelad UK Rainbow Code Purple Possum, med den ryska V-agenten (VR) som kommer nära tvåa (Amiton är till stor del bortglömd som VG). Namnet är en sammandragning av orden "giftig agent X".
Från och med 1959 började USA: s armé frivilligt testa VX hos människor. Dr Van M. Sim genomgick en intravenös infusion av VX för att utvärdera dess effekter och för att fastställa en baslinje för framtida experiment. Efter cirka 3,5 timmar efter den första administreringen av medlet blev Sim plötsligt blek och vansinnig. Experimentet avbröts omedelbart för att bevara hans liv. I sin slutsats uppskattade forskarna att 2,12 μg/kg VX levererat intravenöst under flera timmar skulle vara den högsta acceptabla dosen och att fler skulle riskera döden hos en människa.
Använd som vapen
År 1988 konstaterade en FN -undersökning att Kuba var ansvarigt för att sätta in VX mot angolanska uppror under det angolanska inbördeskriget . FN: s toxikologer erhöll spårämnen av VX från jord-, vatten- och växtprov tagna från områden där kubanska trupper nyligen hade utfört insatsuppror. Patienter som visade symtom på exponering för nervmedel började först dyka upp på angolanska sjukhus runt 1984.
Det fanns tecken på att en kombination av kemiska medel hade använts av Irak mot kurderna i Halabja -kemiska attacken 1988 under Saddam Hussein , inklusive VX. Hussein vittnade senare för UNSCOM om att Irak hade undersökt VX, men hade misslyckats med att beväpna agenten på grund av produktionsfel. Efter att amerikanska och allierade styrkor invaderade Irak hittades ingen VX -agent eller produktionsanläggningar. UNSCOM -laboratorier upptäckte emellertid spår av VX på stridsspetsrester.
I december 1994 och januari 1995 syntetiserade Masami Tsuchiya från Aum Shinrikyo 100 till 200 gram VX som användes för att attackera tre personer. Två personer skadades och en 28-årig man dog, som var det första offret för VX som någonsin dokumenterats i världen vid den tiden. VX -offret, som Shoko Asahara misstänkte som spion, attackerades klockan 7.00 den 12 december 1994 på gatan i Osaka av Tomomitsu Niimi och en annan AUM -medlem, som sprinklade nervmedlet på hans hals. Han jagade dem i cirka 90 meter innan han kollapsade och dog tio dagar senare utan att någonsin komma ur ett djupt koma. Läkare på sjukhuset misstänkte vid den tidpunkten att han hade förgiftats med ett organofosfatbekämpningsmedel, men dödsorsaken fastställdes först efter att kultmedlemmar som greps för tunnelbaneattacken erkände mordet. Metaboliter av VX såsom etylmetylfosfonat, metylfosfonsyra och diisopropyl-2- (metyltio) etylamin hittades senare i prover av offrets blod sju månader efter mordet. Till skillnad från fallen för saringas ( Matsumoto -incidenten och attacken mot tunnelbanan i Tokyo ) användes inte VX för massmord.
Den 13 februari 2017 dog Kim Jong-nam , halvbror till Nordkoreas ledare Kim Jong-un , efter ett överfall på Kuala Lumpurs internationella flygplats i Malaysia . Enligt myndigheterna mördades han genom förgiftning med VX som hittades i hans ansikte. Myndigheterna rapporterade vidare att en av kvinnorna som misstänks applicera nervmedlet upplevde några fysiska symptom på VX-förgiftning. Direktören för ett icke- spridningsprogram vid Middlebury Institute of International Studies i Monterey uppgav att VX-ångor skulle ha dödat de misstänkta angriparna även om de hade haft handskar på, vilket tyder på att VX applicerades som två icke-dödliga komponenter som skulle blanda för att bilda VX endast på offrets ansikte.
Lager över hela världen
Några länder som är kända för att ha VX är USA, Storbritannien, Ryssland, Nordkorea och Syrien. En sudanesisk läkemedelsanläggning, läkemedelsfabriken Al-Shifa , bombades av USA 1998 på grundval av information om att den producerade VX och att agentens ursprung var förknippat med både Irak och Al Qaida . USA hade erhållits jordprover konstaterats innehålla O -etyl väte methylphosphonothioate (EMPTA), en kemikalie som används i produktionen av VX som också kan ha kommersiella tillämpningar. Experter på kemiska vapen föreslog senare att den mycket använda fonofos organofosfatinsekticiden kunde ha misstagits för EMPTA. Kuba erhöll VX under 1980 -talet och använde det under sitt långvariga militära ingripande i Angola .
1969 avbröt den amerikanska regeringen sina kemiska vapenprogram, förbjöd tillverkning av VX i USA och började förstörelsen av dess lager av agenter med en mängd olika metoder. Tidig förfogande inkluderade den amerikanska arméns CHASE (Cut Holes And Sink 'Em) -program, där gamla fartyg fylldes med kemiska vapenlager och sedan krossades . CHASE 8 genomfördes den 15 juni 1967, där ångfartyget Cpl. Eric G. Gibson fylldes med 7 380 VX -raketer och kastades i 2 200 m vatten utanför Atlantic City, New Jersey . Förbränning användes för förstörelse av VX -lager från 1990 med Johnston Atoll Chemical Agent Disposal System i norra Stillahavsområdet med andra förbränningsanläggningar efter Deseret Chemical Depot , Pine Bluff Arsenal , Umatilla Chemical Depot och Anniston Army Depot med det sista av VX -inventariet förstört den 24 december 2008.
Eliminering av lager
Världsomspännande har VX -förfogande fortsatt sedan 1997 enligt mandatet för konventionen om kemiska vapen . När konventionen trädde i kraft förklarade parterna världsomspännande lager av 19 586 ton (21 590 korta ton) VX. I december 2015 hade 98% av lagren förstörts.
Under räkenskapsåret 2008 släppte det amerikanska försvarsdepartementet en studie som konstaterade att USA hade dumpat minst 112 ton (124 kort ton) VX i Atlanten utanför New York/New Jersey och Florida mellan 1969 och 1970 Detta material bestod av nästan 22 000 M55 -raketer , 19 bulkcontainrar som rymde 640 kg (1400 lb) vardera och en M23 -kemisk landmin .
Den Newport Chemical Depot började VX lager eliminering med användning av kemisk neutralisering 2005. VX hydrolyserades till mycket mindre giftiga biprodukter genom användning av koncentrerad kaustik-lösning och den resulterande avfallet därefter transporteras bort för vidare bearbetning. Tekniska och politiska frågor rörande denna sekundära biprodukt resulterade i förseningar, men depån slutförde deras VX -lagerförstöring i augusti 2008.
Det återstående VX-lagret i USA kommer att behandlas av Blue Grass Chemical Agent-Destruction Pilot Plant i Kentucky, en del av Program Executive Office, Assembled Chemical Weapons Alternatives- programmet. Programmet inrättades som ett alternativ till förbränningsprocessen som framgångsrikt använts av Army Chemical Materials Agency , som slutförde sin lagringsförstörelse i mars 2012. Blue Grass Pilot Plant har plågats av upprepade kostnadsöverskridanden och schemaläggningar sedan starten .
I Ryssland ger USA stöd för denna förstörelse med Nunn-Lugar Global Cooperation Initiative . Initiativet har kunnat omvandla en tidigare kemisk vapendepå i Shchuchye , Kurgan Oblast till en anläggning för att förstöra dessa kemiska vapen. Den nya anläggningen, som öppnade i maj 2009, har arbetat med att eliminera de nästan 5 400 ton (5 950 korta ton) nervmedel som finns i det tidigare lagringskomplexet. Denna anläggning rymmer dock bara cirka 14% av ryska kemiska vapen , som lagras på sju platser.
I populärkulturen
En av de mest kända referenserna till VX i populärkulturen är dess användning i filmen The Rock från 1996 , som fokuserar på en hotad VX-attack mot San Francisco från ön Alcatraz . Filmen använder konstnärlig licens , särskilt med att VX tillskrivs frätande krafter den inte har, vilket möjliggör en tidig scen där ett VX -offer visas med ansiktet smält, snarare än att dö genom kvävning. Den visas också som ljusgrön, en färg som ofta används i Hollywood för att representera "fara" när den appliceras på ämnen, snarare än gul. Dess mekanism för leverans och spridning är också baserad kring en kedja av fiktiva glasbollar som håller ämnet som en gellösning.
Andra referenser till VX finns i filmen It's a Disaster från 2012 där det avslöjas att en närliggande smutsig bombattack faktiskt var en VX -attack, vilket fick de tre paren att överväga en självmordspakt, liksom filmen 2015: Mission: Impossible - Rogue Nation , där Ethan Hunt i början scen stjäl VX -nervgas från tjetjenska separatister på väg till Syrien. Även TV -serien 24 (säsong 5) har en liknande historia. Det femte avsnittet av animeserien 2020 The Millionaire Detective Balance: Unlimited innehåller en tårgasbomb med kapslar laddade med VX-gas och placerade inuti ett skåp i ett säkerhetsrum inom ambassaden; Huvudpersonen Daisuke Kambe och två andra karaktärer var instängda i rummet efter att de flyttat sig på grund av säkerhetsskäl, och räknade ut hur man skulle fly innan bomben detonerar.
Albumet VIVIsectVI av industribandet Skinny Puppy innehåller en låt om kemiska vapen som heter VX Gas Attack .
I BBC -serien Spooks , serie 2 avsnitt 5, sägs en smutsig bomb med VX ha sprungit i en "träningsövning".
I tv -spelet Everybody's Gone to the Rapture anspelas VX som ett nervmedel som regeringen använder för att innehålla ett mönster som infekterar och dödar människor och andra djur.
I boken Nightshade, den tolfte boken i Alex Rider Series, spelar VX en stor roll, eftersom den används av terrorister i ett försök att döda över hälften av den brittiska regeringen.
Det andra avsnittet av TV -serien " Seal Team " (säsong 1) Fokuserar på ett kemiskt vapenlaboratorium på ett övergivet sjukhus som producerar VX -gas
I Netflix -serien Designated Survivor dödas agenten Hannah Wells av VX i säsong 3, avsnitt 7.
I CBS -showen MacGyver , S2 E9, är en VX -behållare huvudplotpunkten.
I Crackle -showen Startup upptäcker amerikanska soldater en dator som används av uppenbara terrorister i Aleppo, Syrien . "VX -komponenter" visas som ett objekt att köpa på datorn, som är inloggad på Araknet, en mörk web skapad av huvudpersonerna i serien.
Se även
Referenser
externa länkar
-
Media relaterat till VX nervmedel på Wikimedia Commons - Oxfords webbplats om Nerve Agents
- Frågor och svar för VX
- CDC -fakta om VX
- US Army's Chemical Materials Agency (CMA)
- CBW Info
- Decommissioning Surplus VX - Artikel från New York Times
