Сарин

Во потрага по идеален пестицид, хемичарите произвеле толку токсична супстанца што можело да се искористи само како боен отров!

Сарин е откриен во 1938 година во Германија од страна на научниците од IG Farben кои се обидувале да создадат пестицид посилен од Тритон-83; тој е најотровниот од четирите нервни агенси од серијата Г произведени од Германија. Соединението, кое следело по откривањето на табунот (исто нервен агенс), било именувано во чест на неговите откривачи: хемичарот Gerhard Schrader, Otto Ambros, Gerhard Ritter и von der Linde (Schrader, Ambros, Ritter).

Сарин не се употребува во мирнодопски цели и нема комерцијално или индустриско  значење.

Тој е исклучително токсично синтетичко органофосфорно соединение. Овој нервен гас од серијата G е без мирис кога е чист или може да има овошен мирис кога е нечист. Саринот има висок парен притисок, кој е приближно дваесет пати поголем од Табун, така што спаѓа во групата VOC (Volatile Organic Compound) и непостојан хемиски агенс за војување. Иако испарувањата ќе се разградат прилично брзо, течноста може да опстојува на површини до 24 часа. Саринот може бурно да реагира со силни оксиданти и може да се распадне кога е во контакт со метали, развивајќи  запалив водороден гас. Пареата на сарин може да формираат експлозивни смеси со воздухот.

Изложеноста е смртоносна дури и при многу ниски концентрации, каде што смртта може да се случи во рок од една до десет минути по директно вдишување на смртоносна доза, поради задушување од респираторна парализа, освен ако не се делува брзо со противотрови (атропин). Луѓето кои апсорбираат несмртоносна доза и не добиваат итен медицински третман може да претрпат трајно невролошко оштетување.

Како и некои други нервни агенси кои влијаат на невротрансмитерот ацетилхолин, саринот го напаѓа нервниот систем попречувајќи ја деградацијата на невротрансмитерот ацетилхолин на невромускулните спојки. Саринот делува на ацетилхолинестеразата со формирање на ковалентна врска со конкретниот серин остаток на активното место. Флуоридот е групата што заминува, а добиениот органо-фосфоестер е робустен и биолошки неактивен.

Смртта обично ќе настапи како резултат на асфиксија поради неможноста да се контролираат мускулите вклучени во дишењето.

Првичните симптоми по изложување на сарин се течење на носот, стегање во градите и стегање на зениците. Набргу потоа, лицето ќе има потешкотии со дишењето и ќе доживее гадење и лигавење. Како што продолжуваат да ја губат контролата над телесните функции, тие можат да повраќаат, дефецираат и уринираат. На крајот, лицето станува коматозно и се задушува во низа конвулзивни грчеви.

Сарин има висока испарливост (леснотија со која течноста може да се претвори во пареа) во однос на слични нервни агенси, што го прави вдишувањето многу лесно, па дури и може да се апсорбира преку кожата. Облеката на една личност може да ослободи сарин околу 30 минути откако ќе дојде во контакт со гасот сарин, што може да доведе до изложување на други луѓе.

Генерално се смета за оружје за масовно уништување но забранет е дури во 1997 година. Како нервен гас, саринот во својата најчиста форма се проценува дека е 26 пати посмртоносен од цијанидот, а повеќе од 500 пати од првиот боен отров-хлорот!

Ракетата MGR-1 Honest John е првата ракета земја-земја со нуклеарна способност во арсеналот на Соединетите Држави. испорачана во јануари 1953 година.Алтернативно, ракетата беше способна да носи обичен експлозив или бојни отрови со маса од 680 кг.

Што е всушност Сарин?

Саринот има хирална молекула бидејќи има четири хемиски различни супституенти прикачени на тетраедарскиот фосфорен атом како центар. 

Пропан-2-ил метилфосфонофлуоридат

Формата SP ((-) оптичкиот изомер) е поактивен енантиомер поради неговиот поголем сврзувачки афинитет за ацетилхолинестераза. Врската P-F лесно се раскинува со нуклеофилни агенси, како што се вода и хидроксид. При висока pH вредност, саринот брзо се распаѓа до нетоксични деривати на фосфонска киселина.Речиси секогаш се произведува како рацемска мешавина (мешавина 1:1 од нејзините енантиомерни форми) .

Добивање на Сарин

За создавање сарин може да се користат голем број производствени патишта. Конечната реакција обично вклучува прикачување на изопропокси групата на фосфорот со алкохолиза со изопропил алкохол. Две варијанти на овој процес се вообичаени. Една од нив е реакцијата на метилфосфонил дифлуорид со изопропил алкохол, кој произведува рацемска мешавина од сарински енантиомери со флуороводородна киселина како нуспроизвод:

Вториот процес, познат како процес „Ди-Ди“, користи еднакви количини метилфосфонил дифлуорид (Дифлуоро) и метилфосфонил дихлорид (Дихлоро), наместо само дифлуорид. Оваа реакција, исто така, дава сарин, но наместо тоа, хлороводородна киселина како нуспроизвод. За синтеза на сарин и други органофосфати се користат инертна атмосфера и безводни услови (Schlenk техники).

Методите на синтеза на сарин се разликуваат во зависност од употребените суровини што содржат фосфор. Затоа, се користат дихлороанхидрид, дифлуороанхидрид на метилфосфонска киселина и нивни мешавини, како и диизопропил етер на метилфосфонска киселина. Сите овие соединенија може да се добијат од фосфор (III) хлорид.

За синтеза на дихлороанхидрид на метилфосфонска киселина, како посредници се добиваат фосфити (фосфонати). Така, за да се добие диметилфосфит, доволно е да се меша фосфор (III) хлорид со безводен метанол на температура од 0… 20 ° C:

Добиениот диметилфосфит под дејство на средства за хлорирање (SOCl₂, COCl₂, PCl₅) се претвора во дихлороанхидрид на метилфосфонска киселина, а потоа, по третман со безводен водород флуорид - во дифлуороанхидрид (еднаквоста на мешавина на хлорофлуорохлорид и):

Позната е и синтезата на дихлороанхидрид без фаза на формирање на фосфонат - интеракцијата на фосфор трихлорид со хлорометан и алуминиум хлорид во органски растворувач. Создаденото сложено соединение се распаѓа под дејство на оладена вода, и по можност концентрирана хлороводородна киселина на -30 ° C и изолирана од раствор на дихлороанхидрид:

Овој метод ја формираше основата на реакцијата Кинер-Перин и стана основа за синтеза на многу органофосфорни соединенија.

За да се добие сарин, дифлуороанхидридот  реагира со изопропанол. Дихлороанхидридот присутен во реакционата смеса, исто така, реагира со формирањето на сарин. Приносот на финалниот производ е околу 85%:

Сигурно се прашувате зошто за толку смртоносно и опасно соединение има  слободна  литература за негово добивање?

Тоа е затоа што никој нема смелост да проба да го произведува без идеални лабораториски услови со максимално обезбедување(специјални стаклени садови за да го задржат гасот, аспиратор за испуштање на испарувањата што излегуваат и капацитети за деконтаминација итн..)!

Еден од начините за справување со овие отрови, што се испитува денес, е графенот: поради својата структура, во безводни услови тој може да ги задржи нивните молекули на својата решетка, а присуството на вода му ја намалува ефикасноста за преку 50%.

Вирус или боен отров?

И за на крај: за време на короната, излезе шпекулација дека причината за карантинот во многу земји во светот е поради протокот на гасот Сарин во една воена лабораторија во Авганистан и дека истиот сега се шири низ Европа.Тезите беа:

Се е до генетиката!

Истражувачите ги тестирале преживеаните војници од заливската војна (Ирак) кои случајно? дошле во контакт со Сарин  и откриле дека останале живи само заради својата генетска предиспозиција:  варијанти на генот наречен PON1.

Постојат две верзии на PON1: варијантата Q генерира крвен ензим кој ефикасно го разградува саринот, додека варијантата R му помага на телото да ги разгради другите хемикалии, но не е ефикасна во уништувањето на саринот. Секој носи две копии од PON1, давајќи им или QQ, RR или QR генотип.

PON1 (Параоксоназа 1) е ген за кодирање на протеини. Меѓу неговите сродни патишта се метаболизмот и метаболизмот на кодеин и морфин. Прибелешките за генската онтологија (GO) поврзани со овој ген вклучуваат врзување на јони на калциум и врзување со фосфолипиди. Важен паралог на овој ген е PON2.

Овој ген кодира член на семејството на ензими на параоксоназа и покажува активност на лактоназа и естер хидролаза. По синтезата во бубрезите и црниот дроб, ензимот се лачи во циркулацијата, каде што се врзува за честичките на липопротеините со висока густина (HDL) и ги хидролизира тиолактоните и ксенобиотиците, вклучително и параоксонот, метаболит на инсектицидниот паратион.