Зоман

Шаблон:Речовина Зома́н — органічна сполука, пінаколіновий етер метилфторофосфонатної кислоти складу CH₃P(O)(F)OCH(CH₃)С(CH₃)₃. За звичайних умов є безбарвною рідиною із фруктовим запахом, надзвийчано токсичною. У військовій справі застосовується як бойова отруйна речовина нервово-паралітичної дії.

Зоман був синтезований наприкінці 1944 року німецьким хіміком Ріхардом Куном. Однак, до завершення Другої світової війни його повномасштабне виробництво так і не було поставлене.

Має міжнародне позначення GD (США), трилон (Німеччина). У США та країнах НАТО боєприпаси із зоманом кодуються трьома зеленими кільцями і написом GD GAS.

У 1993 році, в результаті підписання Конвенції про хімічну зброю, використання зоману як хімічної зброї було заборонено. Його включили до списку 1, котрий регламентує виробництво та обіг небезпечних речовин.

Фізичні властивості

Чистий пінаколінметилфосфонат є безбарвною рідиною із камфорним запахом, густиною 1,0131 г/см³. Технічний продукт через наявні домішки може мати жовтувато-солом'яний колір.

Зоман обмежено розчиняється у воді, не більше 2,1% при 20 °C, однак навіть при незначній концентрації вода все одно стає непридатною для вживання. Необмежено розчиняється в органічних розчинниках.

Зоман не переганяється за атмосферного тиску. Легко адсорбується пористими матеріалами (деревиною, бетоном, цеглою, тканиною), вбирається пофарбованими поверхнями і гумою. Здатність адсорбуватися вища, ніж у зарину.

Леткість зоману складає: 531 мг/м³ (0 °C), 3900 мг/м³ (20 °C), 5570 мг/м³ (25 °C).

Отримання

Для зоману є придатною та ж сама схема синтезу, що і для зарину. Вихідними речовинами є хлоро- та фтороангідриди метилфосфонової кислоти, а також пінаколіновий спирт (3,3-диметилбутан-2-ол):

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{(}\mathrm{F}\mathrm{)}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{F}$

Спирт отримують відновленням амальгамою натрію або каталітичним гідруванням воднем пінаколіну:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{H}{\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{n}\mathrm{H}\mathrm{g}$

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\leftrightarrows }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}$

Пінаколін, в свою чергу, синтезують з ацетону електрохімічним шляхом, переводячи його в пінакон із подальшим перегрупуванням:

$\mathrm{2}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{O}\stackrel{+2H^{+}+2e^{-}}{\to }\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\stackrel{+H^{+}+H_{2}O}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}$

Також пінаколіновий спирт можна отримати за реакцією Гріньяра — з трет-бутилмагнійгалогеніду та етаналю:

$\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}\mathrm{\cdot }\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$

Хімічні властивості

Гідроліз зоману відбувається аналогічно до гідролізу зарину: із утворенням нетоксичного піноколілового етеру метилфосфонової кислоти:

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{(}\mathrm{F}\mathrm{)}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{P}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{F}$

Швидкість реакції залежить від концентрації іонів H⁺. У водних розчинах зоман найбільш стійкий за pH 4–6 — у цьому випадку він гідролізується наполовину лише за 10 діб. Для повного розкладання зоману концентрацією 100 мг/л при 18 °C знадобиться близько 2,5 місяців. У нейтральному середовищі (pH 1) він гідролізується наполовину за 82,5 годин (20 °C) і 41 годину (30 °C). За pH 2 і температури 30 °C цей показник знижується до 6,5 годин. Сильно зростає швидкість розкладання у лужному середовищі: при 20 °C і pH 7,6 напівгідроліз триває 1 добу, а при pH 10 — лише 12 хвилин. Саме тому рекомендується проводити дегазацію сильнолужними розчинами (із pH не нижче 10).

Взаємодія зоману із амінами та аміаком проходить повільніше, ніж у зарину. Із фенолятами та алкоголятами лужних металів утворюються нетоксичні етери метилфосфонової кислоти.

Токсичність

Зоман приблизно у 3 рази токсичніший за зарин. Симптоми отруєння у них схожі, однак лікування у випадку отруєння зоманом є складнішим.

Відносно безпечними є концентрації не більше 7·10⁻⁷ мг/л. Дія зоману концентрацією 2·10⁻⁵ мг/л протягом 15 хвилин спричиняє отруєння. Симптомами ураження є судоми м'язів, параліч, міоз, сильна пітливість, підвищене слиновиділення. Такі симптоми з'являються при дії концентрації 10⁻⁴ протягом 1–2 хвилин. Абсолютно смертельною є концентрація вище 2·10⁻² мг/л після 5 хвилин.

Зоман має здатність проникати до організму крізь шкіру. Небезпечними є концентрації 10–20 мг/кг маси тіла. Дози 0,02–0,04 мг/кг перорально смертельні.

Див. також

• Зарин

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru