химический каталог




Химическое оружие на рубеже двух столетий

Автор Н.С.Антонов

тейнеров готовыми веществами или рецептурами на их основе. Все это вместе взятое позволяет заключить, что бинарные химические боеприпасы создают ряд дополнительных проблем защиты войск и населения от химического оружия.

Однако, по боевой эффективности применения бинарные боеприпасы не могут равняться и тем более превосходить аналогичные унитарные боеприпасы в снаряжении тем же отравляющим веществом. В бинарном снаряде с GB2 и, возможно, с IVA2 до 30% полезной загрузки идет на нетоксичное вещество (амин), единственным предназначением которого является химическая нейтрализация фтористого водорода, образующегося при реакции синтеза зарина или другого фторангидрида метилфосфоновой кислоты, так как фтористый водород способен разлагать отравляющее вещество. Химическая реакция синтеза отравляющего вещества сопровождается разогревом реакционной массы, что может приводить к разложению образующегося отравляющего вещества, особенно в районах с жарким климатом. При стрельбе по близко расположенным целям реакция синтеза может не успевать доходить до конца, а в иных случаях, характеризующихся большой продолжительностью времени от момента образования вещества до выброса его в атмосферу, может происходить процесс его разложения. Конструкция бинарного химического снаряда не позволяет применять центральное расположение разрывного заряда как наиболее выгодное. В бинарных боеприпасах нельзя применять отравляющие вещества, являющиеся твердыми при обычных условиях. По конструкции бинарный боеприпас сложнее унитарного, и в силу этого следует ожидать соответствующего возрастания вероятности отказов при их применении.

АНАЛОГИ ЗАРИНА И VX

Синтез аналогов зарина, а позднее и аналогов вещества VX проводился в оборонных лабораториях ряда стран мира. Он имел своей целью получение новых отравляющих веществ смертельного действия, отличающихся от родоначальных повышенным уровнем токсичности и оптимальными физикохимическими характеристиками, обеспечивающими прирост поражающей мощи химического оружия. Результаты этих работ в значительной мере опубликованы. Поэтому представляло интерес использование имеющейся базы данных об аналогах зарина и вещества VX дляанализа с целью попытаться ответить на поставленный выше вопрос: насколько исчерпаны потенциальные возможности исследуемых родов соединений и не существует ли вероятность нахождения среди них в будущем новых отравляющих веществ с существенно повышенным уровнем токсичности?

Всякий поисковый синтез веществ с желаемыми свойствами в том или ином ряду соединений предполагает внесение изменений в отдельные элементы его химической структуры. Молекула зарина имеет довольно простое строение и поэтому возможности модификации ее состава и строения ограничены. Считается доказанным, что замена метильной группы, входящей в состав метилфосфоновой кислоты, на алкильную группу любого иного состава и строения приводит только к потере токсичности у соответствующих аналогов зарина. Радикал эфирной группы молекулы зарина допускает практически неограниченные изменения в его составе и строении. При этом характер токсического действия у аналогов остается антихолинэстеразным, как и у зарина.

Изменения в составе и строении эфирной части молекулы зарина отражаются на гидрофобногидрофильном балансе молекулы, на реакционной способности веществ, на степени сродства их с рецепторами и на способности преодолевать биологические барьеры, включая кожу. В своей совокупности эти структурные изменения молекулы зарина приводят к увеличению или уменьшению уровня токсичности аналогов, к изменениям их физикохимических характеристик, оказывающих влияние на стойкость веществ в окружающей среде и на выбор способов их диспергирования.

На рис. 2 в логарифмических координатах отображена довольно представительная выборка аналогов зарина. На графике положение каждого вещества выборки определяется величиной его молекулярного веса и значением летальной дозы, выраженной в моль/кг. Состав радикала эфирной группы в соединениях анализируемой выборки варьирует в широких пределах. У большой группы веществ в эфирной группе содержится углеводородный радикал или радикал с кратной связью. Группы веществ с радикалами более сложного строения представлены производными алициклических или ароматических углеводородрв. В составе радикалов отдельных групп веществ содержатся соответственно атом(ы) кислорода, серы, кремния или галоида. Часть соединений выборки содержит циангруппу или является производными спиросоединений. Несмотря на большое разнообразие в составе и строении радикалов эфирной группы молекул, расположение отображений веществ выборки на плоскости графика является довольно равномерным и упорядоченным. Каждому значению молекулярного веса соответствует некоторое минимальное зна чение летальной дозы. Рис. 2. Граница минимальных летальных доз фторфосфонатов

Прослеживается существование некоей границы минимальных летальных доз на всем интервале изменения молекулярного веса, причем эта граница имеет параболообразный вид. Примечательно также и то, что в формировании этой границы участвуют по крайней мере 6 групп веществ из 10, представленных в выборке.

Существование нижней границы летальных доз у веществ исследуемой выборки, образующей множество структурнородственных соединений (в нашем случае множество эфиров фторангидрида метилфосфоновой кислоты), предсказывается структурной теорией органической химии. (Выборку веществ можно определить как множество, если входящие в нее соединения объединены общим признаком, причем так, что за пределами этой выборки не остается ни одного вещества, характеризующегося тем же признаком). Как и всякое множество (согласно теории множеств), множество структурнородственных соединений имеет свои верхнюю и нижнюю границы. В самом деле, в каждой выборке веществ всегда найдется хотя бы по одному веществу, имеющему наибольшую и наименьшую величину молекулярного веса. Диапазон изменения молекулярного веса, охватываемый всей выборкой веществ, можно разбить на произвольные интервалы, при этом каждому интервалу изменения молекулярного веса будет соответствовать строго определенная группа веществ исследуемой выборки. Все вещества любой из этих групп могут быть (хотя бы мысленно) синтезированы и исследованы на токсичность. Очевидно, что наиболее токсичные вещества каждой из групп соединений будут определять границу минимальных летальных доз на соответствующих интервалах изменения молекулярного веса.

Доказано, что наиболее токсичные представители любой выборки высокотоксичных соединений, обладающих гидрофобными свойствами, имеют значение коэффициента распределения октанол/вода, исчисляемого сотнями и тысячами (неопубликованная работа). Поэтому у аналогов зарина по мере увеличения радикала имеет место рост коэффициента распределения от низких значений до оптимальных, сопровождаемый возрастанием токсичности. Но по мере дальнейшего увеличения молекулярной массы аналоги зарина становятся избыточно гидрофобными и менее токсичными.

Существование нижней границы значений летальных доз, зависящей от молекулярного веса, свойственно далеко не только аналогам зарина. Отмеченная закономерность имеет место и в других рядах соединений. Ниже будут приведены данные о существовании этой границы у аналогов вещества VX и карбаматов.Согласно рис. 2 экстремально низкое значение летальной дозы у всей совокупности аналогов зарина соответствует величине молекулярного веса, приблизительно равного 180190 дальтонам, что соответствует зоману. Это дает основание сделать вывод, что среди аналогов зарина не прогнозируется получение веществ, которые по уровню токсичности существенно превосходили бы зоман.

Поиск более токсичных аналогов VX был в центре внимания разработчиков химического оружия в течение не менее двух десятилетий, а большие затраты сил и средств не дали желаемого результата. Было показано, что замена в молекуле вещества VX метильной группы на алкильную группу иного состава и строения, равно как и изменение в большую или меньшую сторону числа атомов углерода, соединяющих между собой атомы серы и азота, неизменно приводят к снижению токсичности соответствующих аналогов. В то же время внесение изменений в состав и строение радикала Оэфирной группы, так же как и радикалы тиохолиновой группы, позволяет получать сравнимые с веществом VX по токсичности разнообразные его аналоги, причем число возможных аналогов VX значительно превышает число аналогов зарина.

На рис. 3 в логарифмической шкале отображена выборка аналогов VX. Зависимость уровня токсичности аналогов VX от величины их молекулярного веса является аналогичной зависимости у аналогов зарина. В случае аналогов VX также прослеживается существование границы минимальных летальных доз на каждом интервале изменения молекулярного веса, причем экстремально низкое значение летальной дозы отмечается при молекулярном весе равном 280 дальтонов. Вещество VX имеет примерно такое же значение молекулярного веса (267,37). Монотонный характер кривой линии, обозначающей положение границы минимальных летальных доз, свидете

страница 19
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Скачать книгу "Химическое оружие на рубеже двух столетий" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
мастер по ремонту холодильников с обучением
charles-auguste paillard
teuco
гладильные доски купить в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)