химический каталог




Химическое оружие на рубеже двух столетий

Автор Н.С.Антонов

и, являющимися жизненно важными биомишенями в организме. Всемирная федерация научных работников в 1986 году распространила брошюру «Химическое оружие и последствия его применения», в которой сказано, что в США, якобы на стадии разработки находятся перспективные в военном отношении синтетические токсиноподобные соединения, по уровню токсичности превосходящие отравляющее вещество VX в сотнитысячи раз, способные вызывать поражения людей при концентрациях 0,1—0,001 мг/м3.

Обнадеживающие прогнозы развития химического оружия пока не сбываются. В свете изложенного представляется принципиально важным оценить, существуют ли научные предпосылки для наращивания поражающих свойств отравляющих веществ путем дальнейшего увеличения их токсичности.

Выше было показано (см. раздел II), что каждое множество веществ со сходным характером токсического действия, объединяющее структурнородственные соединения, имеет границу минимальных летальных доз (ГМЛД), которая в логарифмических координатах LD50 (моль/кг) — молекулярный вес представляет собой параболовидную линию, причем наиболее токсичным веществам множества соответствуют строго определенные значения молекулярного веса. Остается показать, что ГМЛД существует и у всей совокупности химических соединений, химическое строение которых не противоречит структурной теории.

Число химических элементов в природе ограничено, а валентные отношения между атомами в молекулах строго детерминированы. Следовательно, каждому достаточно узкому интервалу изменения молекулярного веса соответствует определенная выборка веществ, число которых в выборке конечно, как бы велико оно ни было. Возможен эксперимент, в ходе которого определяются летальные дозы каждого из веществ данной выборки. Очевидно, что должно найтись хотя бы одно вещество, отличающееся от других наименьшей величиной летальной дозы. Так как по условию эксперимента других веществ с молекулярным весом, укладывающимся в выбранный для эксперимента интервал изменения его, не существует, то наиболее токсичное вещество выборки определяет положение ГМЛД на этом интервале изменения величины молекулярного веса. Поскольку на выбор интервала изменения величины молекулярного веса в эксперименте никаких ограничений не накладывалось, постольку вывод о существовании ГМЛД является правомерным для всего диапазона изменения величин молекулярных весов всей совокупности физиологически активных веществ. Такой ход рассуждений позволяет доказать факт существования ГМЛД, но сам по себе он не дает ответа на вопрос, где проходит эта граница. Оказалось, чтоответ на поставленный вопрос можно получить путем анализа всего имеющегося массива экспериментальных данных по уровням летальных доз химических веществ различного состава и строения и принадлежащих ко всем известным классам исследованных соединений.

Если на евклидовой поверхности в логарифмических координатах LD50 — молекулярный вес отобразить весь массив веществ, для которых летальные дозы экспериментально установлены, то плоскость графика (см.рис. 6) оказывается разделенной на две части: на одной из них сосредоточены отображения всех взятых веществ, в то время как другая часть плоскости графика остается свободной, ибо в природе не существует веществ, которые по величине летальной дозы и молекулярного веса соответствовали бы этой части плоскости графика. Между указанными частями плоскости графика отчетливо прослеживается граница, формируемая отображениями, наиболее токсичных веществ в соответствующих интервалах изменения величины молекулярного веса. На рис. 6 сохранены отображения только наиболее токсичных веществ, и проведена линия, огибающая эти отображения со стороны минимальных летальных доз. Эта линия названа токсоидой.

Токсоиду без большой погрешности можно отождествить с ГМЛД и вот почему. В области малых величин молекулярного веса токсоида проходит через точку, соответствующую цианистому водороду, молекулярный вес которого равен 27 дальтонам. Все вещества с. молекулярным весом 27 дальтонов и менее известны а их летальные дозы экспериментально установлены. Наиболее токсичным среди них является, цианистый водород, следовательно это вещество и определяет, положение ГМЛД в области небольших величин молекулярного веса, причем при молекулярном весе 27 дальтонов токсоида и ГМЛД точно совпадают.

Если на рис. 5 убрать отображения, всех синтетических веществ и оставить отображения только веществ природного происхождения, то положение токсоиды на плоскости графика останется прежним. Следовательно, границу минимальных летальных доз формируют отображения веществ природного происхождения, а синтетические вещества лишь достигают токсоиды. И это не случайно. В процессе эволюционного развития животного мира произошел, естественный отбор ядов, способных поражать агрессора (при защите) или жертву (при нападении) минимальным количеством. ГМЛД как и токсоида отражает чувствительность или восприимчивость животных к действию ядов. И если это так, то дальнейшее увеличение массива экспериментальных данных, по токсичности вновь синтезируемых.или выделяемых из природных источников химических соединений не поРис. 5. График токсоиды (публикуется впервые)

влечет за собой более или менее существенной корректировки графика токсоиды.

Вместе с тем полное отождествление токсоиды с ГМЛД неправомерно. Последняя имеет более сложную форму. Например, молекулярному весу 28 дальтонов соответствует единственное вещество — окись углерода. Согласно графику токсоиды окись углерода как имеющая молекулярный вес больший, чем у цианистого водорода, должна была бы иметь летальную дозу меньше чем у цианистого водорода, но наблюдается обратное.

График токсоиды в помеченных координатах близок к прямой линии, а зависимость между величиной минимальной летальной дозы (моль/кг) и молекулярным весом (М) приближенно может быть выражена уравнением:

lg LD50 = 3 lg M 0,23

Прогнозное значение минимальной летальной дозы для веществ с заданным молекулярным весом может быть только равным или меньшим истинных величин.

Эффект возрастания биологической активности по мере увеличения молекулярного веса отмечался ранее профессором Московского государственного университета (Россия) H.И. Кобозевым у алкалоидов, глюкозидов, витаминов, гормонов и синтетических лекарственных веществ, хотя к выводу о существовании предельных значений минимальных летальных доз он не пришел.

Пользуясь графиком токсоиды можно получить полезные для исследователей выводы. Например, если поставлена задача получить вещество с некоторым значением LD50,то поиск вещества следует проводить среди соединений с молекулярным весом равным или большим величины, определяемой по графику токсоиды по заданной LD50. Упомянутый Н.И. Кобозев замечал, что путем вариации состава и строения молекул можно добиваться некоторого увеличения активности веществ. Если же требуется добиться увеличения активности веществ в десятки и более раз, одних структурных изменений молекул недостаточно, требуется переход к соединениям с большей величиной молекулярного веса. Так как зоман и вещество VX по уровню токсичности и величине молекулярного веса примерно соответствуют графику токсоиды, получение более токсичных аналогов их с тем же размером молекулы не прогнозируется.

У веществ, отображение которых совпадает с графиком токсоиды, в молекуле нет ничего «лишнего» и всякое отсечение части ее непременно приводит к получению деривата с меньшей токсичностью. Поэтому теория токсофоров, согласно которой допускается вероятность выделения из структуры высокотоксичных исходных природных соединений некоторых фрагментов, сохраняющих токсичность нативных веществ, не дает результатов. Изложенное не относится к веществам с низкой токсичностью, отображение которых далеко отстоит от графика токсоиды, так как изменение в меньшую сторону молекулярного веса допускает получение веществ с несколько увеличенной токсичностью.

С ростом молекулярного веса уменьшается вероятность получения летучих веществ. В случае высокотоксичных веществ промежуточному значению летучести соответствует и промежуточная величина молекулярного веса, а вместе с ней и промежуточное значение летальной дозы.

С ростом молекулярного веса изменяется агрегатное состояние веществ. На рис. 6 показано, как уменьшается доля летучих (кипящих ниже 20?С) и жидких (температура плавления ниже 20?С) веществ в массиве данных о токсичности более чем 60000 органических соединений. Из приведенного графика следует, что летучие вещества среди соединений с молекулярным весом более 100120 дальтонов не встречаются. Согласно токсоиде этим значениям молекулярного веса соответствуют минимальные летальные дозы равные 0,040,06 мг/кг. Следовательно летучие отравляющие вещества не могут иметь летальные дозы по величине ниже приведенных. Аналогично, жидкое состояние не встречается среди веществ с молекулярным весом более 400 дальтонов, а расчетное значение минимальной летальной дозы

Рис. 6. Зависимость доли летучих (tкип < 20?С)

и жидких веществ (tпл < 20?С) от молекулярного веса.

Для построения гра

страница 31
< 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
компьютерные курсы для начинающих в москве отзывы
Компания Ренессанс: деревянные винтовые лестницы на второй этаж в частном доме фото цены- быстро, качественно, недорого!
установка автосигнализации с автозапуском цена
Кникните, вся техника со скидкой в KNS по промокоду "Галактика" - проектор стоимость - 18 лет надежной работы!

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
(09.12.2016)