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芥子毒气

芥子毒气(英語:mustard gas),亦簡稱為芥子气,学名二氯二乙硫醚,是一种重要的糜烂性毒剂,因味道與芥末相似而得名。

芥子毒气
IUPAC名
bis(2-chloroethyl) sulfide
识别
CAS号 505-60-2  
PubChem 10461
ChemSpider 21106142
SMILES
InChI
InChIKey QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYAK
ChEBI 25434
KEGG C19164
性质
化学式 C4H8Cl2S
摩尔质量 159.08 g·mol−1
外观 纯净物为无色。淺黃至深棕色。具有轻微的蒜或辣根味道。[1]
密度 液態時為1.27 g/ml
熔点 14.4 °C
沸点 217 °C(分解)
溶解性 可忽略
危险性
欧盟危险性符号
剧毒 T+
危害环境N
MSDS External MSDS
NFPA 704
1
4
1
 
闪点 105 °C
相关物质
相关化学品 氮芥
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

芥子气主要通过皮肤呼吸道侵入肌体,潜伏期2—12小时。它直接损伤组织细胞,对皮肤、黏膜具有糜烂刺激作用:皮肤烧伤,出现红肿、水泡、溃烂;呼吸道黏膜发炎坏死,出现剧烈咳嗽和浓痰,甚至阻碍呼吸;眼睛出现结膜炎,导致红肿甚至失明;对造血器官也有损伤;多半有继发感染。摄入芥子气会引起呕吐和腹泻。世界衛生組織界定為一級致癌物。正常气候条件下,仅0.2mg·m-3的浓度就可使人受到毒害[來源請求],死亡率約1%。

由于其可以經皮膚入侵人體,只使用防毒面具不足以應付芥子氣的威脅,唯有穿著全套防毒衣或乘搭有核生化防護的載具,才可以安全通過受污染地區。在戰史上使用量、普遍性和殺傷最大,故被称作“毒剂之王”。

芥子气的含氮类似物称为氮芥,毒性比芥子气弱,被作为肿瘤化疗药物使用。

历史

1822年,比利时化學家德斯普雷兹(César-Mansuète Despretz)发现芥子气。1886年,德国化學家维克托·梅耶首次人工合成纯净的芥子气;他发明的合成方法至今仍是芥子气最重要的合成方法之一。

第一次世界大战中,德军首先在比利时的伊普尔地区对英法联军使用芥子气,并引起交战各方仿效,當時稱芥子气為「Yperite」;当时身为德國巴伐利亚步兵班长的希特勒曾被英军的芥子气炮弹毒伤,眼睛暂时失明。据统计,在第一次世界大战中共有1,2000吨芥子气被用於战争用途;因毒气伤亡的人数达到130万人,其中88.9%是因芥子气中毒。

第二次世界大战中,日軍曾在中国东北地区秘密驻有负责毒气研究和试验的七三一部隊;并在中日战争初期的淞滬會戰徐州會戰衡陽戰役等大规模戰役中使用过大量芥子气,造成中国军民大量傷亡。两伊战争中,伊拉克也使用過芥子氣對付伊朗軍隊。

物理性质

芥子气的凝固点高,当气温低于凝固点时纯品会形成针状结晶,所以一般不在气温低的情况(如冬季)下使用,或加入四氯化碳/二氯乙烷/路易氏气形成低凝固点的混合物;比重大、溶解度小,在水中大都沉于水底,少部分呈油状薄膜漂浮水面,可造成水源长期染毒;蒸氣壓低而難揮發,但能穿透橡膠製品。

物理特性
状态和颜色 无色或微黄色油状液体;工业品为淡黄色/黄色油状液体,含杂质越多,贮存时间越长、颜色越深,有深至深褐色的。挥发性中等,难溶于水,易溶于乙醇有机溶剂
气味 纯品有不易察觉、略带甜味的大蒜气味,工业品有较浓的大蒜气味或芥末气味。空气中可凭嗅觉察觉到的最低浓度为0.7ug/L。
凝固点 14.43℃
沸点 217℃(常压;分解)
比重(20℃) 1.27
蒸气比重 5.5
挥发度(20℃) 0.57 mg/L
溶解度(20℃) 0.081%
持久性 夏天:空曠地5到24小时、森林三到五天
冬天:三天到数周
渗透性 能渗透皮肤、布、皮革橡皮等物质

化学性质

芥子气可以被浓硝酸氧化为β,β'-二氯乙基亚砜,被三氧化铬-乙酸氧化为β,β'-二氯乙基砜。[2]

合成

Depretz利用乾燥的乙烯處理二氯化硫製備芥子氣:

SCl2 + 2 C2H4 → (ClCH2CH2)2S

Levinstein法則以一氯化硫為底物:[3][4]

8 S2Cl2 + 16 C2H4 → 8 (ClCH2CH2)2S + S8

以上反應都要求和緩的加料速度,成品純度在66%~70%間,且含有膠狀硫,久置則析出。多用於工業規模的生產。

Meyer法用三氯化磷作氯化劑,通過硫二甘醇的氯代獲得芥子氣[5]。硫二甘醇可由2-氯乙醇硫化鈉作用製得:

3 (HOCH2CH2)2S + 2 PCl3 → 3 (ClCH2CH2)2S + 2 P(OH)3

1912年,Clarke以濃鹽酸替代Meyer法所用的三氯化磷,進一步降低了生產成本[6]

(HOCH2CH2)2S + 2 HCl → (ClCH2CH2)2S + 2 H2O

此外,氯化亞砜光氣均可用作硫二甘醇的氯化劑。後者可以製得純度很高的芥子氣。

毒害机理

原子的亲核性产生邻基参与作用,使得格外容易离去,形成强亲电试剂离子。后者受DNA鸟嘌呤碱基进攻,形成交联DNA,干扰基因复制与表达,从而诱发胞溶作用英语Lysis,产生组织坏死、水肿乃至癌变

 

急救办法

在染毒12小时内用30%浓度的硫代硫酸钠(大蘇打)溶液处理染毒部位皮肤可以有效减轻痛苦。临床上常用注射谷胱甘肽配合口服维生素E来治理芥子气中毒。芥子气可溶於鹼性液,所以残毒可以用石灰水消毒。

参考文献

  1. ^ FM 3-8 Chemical Reference handbook; US Army; 1967
  2. ^ S. Popiel et al. The GC/AED studies on the reactions of sulfur mustard with oxidants (页面存档备份,存于互联网档案馆). Journal of Hazardous Materials B123 (2005) 94–111
  3. ^ Stewart, Charles D. Weapons of mass casualties and terrorism response handbook. Boston: Jones and Bartlett. 2006: 47. ISBN 0-7637-2425-4. 
  4. ^ . Federation of American Scientists. (原始内容存档于August 11, 2014). 
  5. ^ Institute of Medicine. Chapter 5: Chemistry of Sulfur Mustard and Lewisite. Veterans at Risk: The Health Effects of Mustard Gas and Lewisite (The National Academies Press). 1993 [2016-05-08]. ISBN 0-309-04832-X. (原始内容于2015-07-15). 
  6. ^ Clarke, H.T. Synthesis of 4-alkyl-1,4-thiazans. J Chem. Soc., 1912,101, 1583-90.

芥子毒气, 此條目需要补充更多来源, 2020年8月22日, 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的内容可能會因為异议提出而移除, 致使用者, 请搜索一下条目的标题, 来源搜索, 网页, 新闻, 书籍, 学术, 图像, 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源, 判定指引, 英語, mustard, 亦簡稱為芥子气, 学名二氯二乙硫醚, 是一种重要的糜烂性毒剂, 因味道與芥末相似而得名, iupac名bis, chloroethyl, sulfide识别cas号, pubchem, 10461chem. 此條目需要补充更多来源 2020年8月22日 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目 无法查证的内容可能會因為异议提出而移除 致使用者 请搜索一下条目的标题 来源搜索 芥子毒气 网页 新闻 书籍 学术 图像 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源 判定指引 芥子毒气 英語 mustard gas 亦簡稱為芥子气 学名二氯二乙硫醚 是一种重要的糜烂性毒剂 因味道與芥末相似而得名 芥子毒气IUPAC名bis 2 chloroethyl sulfide识别CAS号 505 60 2 PubChem 10461ChemSpider 21106142SMILES ClCCSCCClInChI 1 C4H8Cl2S c5 1 3 7 4 2 6 h1 4H2InChIKey QKSKPIVNLNLAAV UHFFFAOYAKChEBI 25434KEGG C19164性质化学式 C4H8Cl2S摩尔质量 159 08 g mol 1外观 纯净物为无色 淺黃至深棕色 具有轻微的蒜或辣根味道 1 密度 液態時為1 27 g ml熔点 14 4 C沸点 217 C 分解 溶解性 水 可忽略危险性欧盟危险性符号剧毒 T 危害环境NMSDS External MSDSNFPA 704 1 4 1 闪点 105 C相关物质相关化学品 氮芥若非注明 所有数据均出自一般条件 25 100 kPa 下 芥子气主要通过皮肤或呼吸道侵入肌体 潜伏期2 12小时 它直接损伤组织细胞 对皮肤 黏膜具有糜烂刺激作用 皮肤烧伤 出现红肿 水泡 溃烂 呼吸道黏膜发炎坏死 出现剧烈咳嗽和浓痰 甚至阻碍呼吸 眼睛出现结膜炎 导致红肿甚至失明 对造血器官也有损伤 多半有继发感染 摄入芥子气会引起呕吐和腹泻 世界衛生組織界定為一級致癌物 正常气候条件下 仅0 2mg m 3的浓度就可使人受到毒害 來源請求 死亡率約1 由于其可以經皮膚入侵人體 只使用防毒面具不足以應付芥子氣的威脅 唯有穿著全套防毒衣或乘搭有核生化防護的載具 才可以安全通過受污染地區 在戰史上使用量 普遍性和殺傷最大 故被称作 毒剂之王 芥子气的含氮类似物称为氮芥 毒性比芥子气弱 被作为肿瘤化疗药物使用 目录 1 历史 2 物理性质 3 化学性质 4 合成 5 毒害机理 6 急救办法 7 参考文献历史 编辑1822年 比利时化學家德斯普雷兹 Cesar Mansuete Despretz 发现芥子气 1886年 德国化學家维克托 梅耶首次人工合成纯净的芥子气 他发明的合成方法至今仍是芥子气最重要的合成方法之一 在第一次世界大战中 德军首先在比利时的伊普尔地区对英法联军使用芥子气 并引起交战各方仿效 當時稱芥子气為 Yperite 当时身为德國巴伐利亚步兵班长的希特勒曾被英军的芥子气炮弹毒伤 眼睛暂时失明 据统计 在第一次世界大战中共有1 2000吨芥子气被用於战争用途 因毒气伤亡的人数达到130万人 其中88 9 是因芥子气中毒 在第二次世界大战中 日軍曾在中国东北地区秘密驻有负责毒气研究和试验的七三一部隊 并在中日战争初期的淞滬會戰 徐州會戰 衡陽戰役等大规模戰役中使用过大量芥子气 造成中国军民大量傷亡 两伊战争中 伊拉克也使用過芥子氣對付伊朗軍隊 物理性质 编辑芥子气的凝固点高 当气温低于凝固点时纯品会形成针状结晶 所以一般不在气温低的情况 如冬季 下使用 或加入四氯化碳 二氯乙烷 路易氏气形成低凝固点的混合物 比重大 溶解度小 在水中大都沉于水底 少部分呈油状薄膜漂浮水面 可造成水源长期染毒 蒸氣壓低而難揮發 但能穿透橡膠製品 物理特性 状态和颜色 无色或微黄色油状液体 工业品为淡黄色 黄色油状液体 含杂质越多 贮存时间越长 颜色越深 有深至深褐色的 挥发性中等 难溶于水 易溶于乙醇等有机溶剂 气味 纯品有不易察觉 略带甜味的大蒜气味 工业品有较浓的大蒜气味或芥末气味 空气中可凭嗅觉察觉到的最低浓度为0 7ug L 凝固点 14 43 沸点 217 常压 分解 比重 20 1 27蒸气比重 5 5挥发度 20 0 57 mg L溶解度 20 0 081 持久性 夏天 空曠地5到24小时 森林三到五天冬天 三天到数周渗透性 能渗透皮肤 布 皮革 橡皮等物质化学性质 编辑芥子气可以被浓硝酸氧化为b b 二氯乙基亚砜 被三氧化铬 乙酸氧化为b b 二氯乙基砜 2 合成 编辑Depretz利用乾燥的乙烯處理二氯化硫製備芥子氣 SCl2 2 C2H4 ClCH2CH2 2SLevinstein法則以一氯化硫為底物 3 4 8 S2Cl2 16 C2H4 8 ClCH2CH2 2S S8以上反應都要求和緩的加料速度 成品純度在66 70 間 且含有膠狀硫 久置則析出 多用於工業規模的生產 Meyer法用三氯化磷作氯化劑 通過硫二甘醇的氯代獲得芥子氣 5 硫二甘醇可由2 氯乙醇和硫化鈉作用製得 3 HOCH2CH2 2S 2 PCl3 3 ClCH2CH2 2S 2 P OH 31912年 Clarke以濃鹽酸替代Meyer法所用的三氯化磷 進一步降低了生產成本 6 HOCH2CH2 2S 2 HCl ClCH2CH2 2S 2 H2O此外 氯化亞砜 光氣均可用作硫二甘醇的氯化劑 後者可以製得純度很高的芥子氣 毒害机理 编辑硫原子的亲核性产生邻基参与作用 使得氯格外容易离去 形成强亲电试剂锍离子 后者受DNA的鸟嘌呤碱基进攻 形成交联DNA 干扰基因复制与表达 从而诱发胞溶作用 英语 Lysis 产生组织坏死 水肿乃至癌变 急救办法 编辑在染毒12小时内用30 浓度的硫代硫酸钠 大蘇打 溶液处理染毒部位皮肤可以有效减轻痛苦 临床上常用注射谷胱甘肽配合口服维生素E来治理芥子气中毒 芥子气可溶於鹼性液 所以残毒可以用石灰水消毒 参考文献 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 芥子毒气 FM 3 8 Chemical Reference handbook US Army 1967 S Popiel et al The GC AED studies on the reactions of sulfur mustard with oxidants 页面存档备份 存于互联网档案馆 Journal of Hazardous Materials B123 2005 94 111 Stewart Charles D Weapons of mass casualties and terrorism response handbook Boston Jones and Bartlett 2006 47 ISBN 0 7637 2425 4 Chemical Weapons Production and Storage Federation of American Scientists 原始内容存档于August 11 2014 Institute of Medicine Chapter 5 Chemistry of Sulfur Mustard and Lewisite Veterans at Risk The Health Effects of Mustard Gas and Lewisite The National Academies Press 1993 2016 05 08 ISBN 0 309 04832 X 原始内容存档于2015 07 15 Clarke H T Synthesis of 4 alkyl 1 4 thiazans J Chem Soc 1912 101 1583 90 取自 https zh wikipedia org w index php title 芥子毒气 amp oldid 71449594, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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