Tão homem - Soman

Tão homem
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Nomes
Nome IUPAC preferido
3,3-Dimetilbutan-2-il metilfosfonofluoridato
Outros nomes
GD; Ácido fosfonofluorídico, éster metil-, 1, 2, 2-trimetilpropílico; 2- (Fluorometilfosforil) oxi-3,3-dimetilbutano; Metilfosfonofluoridato de pinacolilo; 1,2,2-trimetilpropilmetilfosfonofluoridato; Óxido de metilpinacoliloxifluorofosfina; Fluoreto de pinacoliloximetilfosfonilo; Pinacolil metanefluorofosfonato; Metilfluoropinacolilfosfonato; Óxido de fluorometilpinacoliloxifosfina; Fluoreto de metilpinacoliloxifosfonilo; Metilfluorofosfonato de pinacolilo; Óxido de 1,2,2-trimetilpropoxifluorometilfosfina
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEMBL
ChemSpider
UNII
  • InChI = 1S / C7H16FO2P / c1-6 (7 (2,3) 4) 10-11 (5,8) 9 / h6H, 1-5H3  Verifica Y
    Chave: GRXKLBBBQUKJJZ-UHFFFAOYSA-N  Verifica Y
  • InChI = 1 / C7H16FO2P / c1-6 (7 (2,3) 4) 10-11 (5,8) 9 / h6H, 1-5H3
    Chave: GRXKLBBBQUKJJZ-UHFFFAOYAY
  • FP (= O) (OC (C) C (C) (C) C) C
Propriedades
C 7 H 16 F O 2 P
Massa molar 182,175  g · mol −1
Aparência Quando puro, líquido incolor com odor semelhante a fruta podre. Com impurezas, âmbar ou castanho escuro, com odor a óleo de cânfora.
Densidade 1,022 g / cm³
Ponto de fusão −42 ° C (−44 ° F; 231 K)
Ponto de ebulição 198 ° C (388 ° F; 471 K)
Moderado
Pressão de vapor 0,40 mmHg (53 Pa)
Perigos
Riscos principais Altamente Tóxico
NFPA 704 (diamante de fogo)
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

Soman (ou GD , EA 1210 , Zoman , PFMP , nome sistemático: O- pinacolil metilfosfonofluoridato) é uma substância química extremamente tóxica. É um agente nervoso que interfere no funcionamento normal do sistema nervoso dos mamíferos ao inibir a enzima colinesterase . É um inibidor da acetilcolinesterase e da butirilcolinesterase . Como arma química , é classificada como arma de destruição em massa pelas Nações Unidas, de acordo com a Resolução 687 da ONU . Sua produção é estritamente controlada e o armazenamento é proibido pela Convenção de Armas Químicas de 1993, onde é classificado como uma substância de Classe 1 . Soman foi o terceiro dos chamados agentes nervosos da série G a ser descoberto junto com GA (tabun), GB (sarin) e GF (ciclosarina).

Quando puro, é um líquido volátil, corrosivo e incolor, com um odor fraco como o de naftalina ou fruta podre. Mais comumente, é uma cor amarela a marrom e tem um odor forte descrito como semelhante à cânfora . O LCt 50 para soman é 70 mg · min / m 3 em humanos.

GD pode ser engrossado para uso como spray químico usando um copolímero acrilóide. Também pode ser implantado como uma arma química binária ; seus precursores químicos são o difluoreto de metilfosfonila e uma mistura de álcool pinacolílico e uma amina .

História

Após a Primeira Guerra Mundial, durante a qual gás mostarda e fosgênio foram usados ​​como agentes de guerra química, o Protocolo de Genebra de 1925 foi assinado em uma tentativa de banir a guerra química. No entanto, as pesquisas sobre agentes de guerra química e seu uso continuaram. Em 1936, um novo agente químico mais perigoso foi descoberto quando Gerhard Schrader, da IG Farben, na Alemanha, isolou o tabun (chamado de GA para Agente A alemão pelos Estados Unidos), o primeiro agente nervoso, enquanto desenvolvia novos inseticidas . Esta descoberta foi seguida pelo isolamento do sarin (designado GB pelos Estados Unidos) em 1938, também descoberto por Schrader.

Durante a Segunda Guerra Mundial, as pesquisas sobre agentes nervosos continuaram nos Estados Unidos e na Alemanha. No verão de 1944, o soman, um líquido incolor com odor de cânfora (denominado GD pelos Estados Unidos), foi desenvolvido pelos alemães. Soman provou ser ainda mais tóxico do que tabun e sarin. O ganhador do Prêmio Nobel Richard Kuhn junto com Konrad Henkel descobriram soman durante a pesquisa sobre a farmacologia de tabun e sarin no Instituto Kaiser Wilhelm de Pesquisa Médica em Heidelberg . Esta pesquisa foi encomendada pelo Exército Alemão. Soman foi produzido em pequenas quantidades em uma planta piloto na fábrica IG Farben em Ludwigshafen . Nunca foi usado na Segunda Guerra Mundial.

A produção ou armazenamento de soman foi proibida pela Convenção de Armas Químicas de 1993 . Quando a convenção entrou em vigor, as partes declararam estoques mundiais de 9.057 toneladas de soman. Em dezembro de 2015, 84% dos estoques foram destruídos.

A estrutura cristalina de soman complexado com acetilcolinesterase foi determinada por Millard et al. em 1999 por cristalografia de raios X: 1som . Outras estruturas de acetilcolinesterase resolvidas com soman ligado a elas incluem 2wfz , 2wg0 e 2wg1 .

Estrutura e reatividade

Os estereoisômeros de soman.

Soman (C (±) P (±) -soman) tem quatro estereoisômeros , cada um com uma toxicidade diferente, embora amplamente semelhante. Os estereoisômeros são C (+) P (+) - soman, C (+) P (-) - soman C (-) P (-) - soman e C (-) P (+) - soman.

Soman tem um grupo fosfonil com um fluoreto e um hidrocarboneto (grande) covalentemente ligado a ele. A estrutura é, portanto, semelhante à do sarin, que tem apenas um grupo hidrocarboneto menor ligado (isopropil). Devido à semelhança entre as estruturas químicas, a reatividade dos dois compostos é quase a mesma. Soman e sarin irão reagir usando o grupo fosfo oxigênio, que pode se ligar a aminoácidos como a serina.

Síntese

A fabricação do soman é muito semelhante à fabricação do sarin. A diferença é que o isopropanol dos processos de sarin é substituído por álcool pinacolílico :

A síntese do agente GD

Soman é sintetizado pela reação de álcool pinacolílico com difluoreto de metilfosfonila . O resultado dessa reação é a formação de soman, que é descrito como "líquido incolor com um odor um tanto frutado". A baixa pressão de vapor de soman também produzirá a forma de gás volátil de soman. Além disso, o ácido fluorídrico se formará devido à eliminação do fluoreto e de um próton. Este ácido é indiretamente perigoso para os humanos. O contato da pele com o fluoreto de hidrogênio causará uma reação imediata com a água, que produz ácido fluorídrico .

Mecanismos de ação

Soman é um agente nervoso organofosforado com mecanismo de ação semelhante ao Tabun. Os agentes nervosos inibem a acetilcolina esterase (AChE) formando um aduto com a enzima por meio de um resíduo de serina nessa enzima. Esses adutos podem ser decompostos hidroliticamente ou, por exemplo, pela ação de algumas oximas e, assim, regenerar a enzima. Um segundo tipo de reação, no qual o complexo enzima-organofosfato (OP) sofre uma reação subsequente, é geralmente descrito como “envelhecimento”. Depois que o complexo enzima-OP envelhece, ele não é mais regenerado pelos reativadores oxima comuns. A taxa desse processo depende do OP. Soman é um OP que estimula a taxa de envelhecimento mais rapidamente, diminuindo a meia-vida para apenas alguns minutos.

AChE é uma enzima envolvida na neurotransmissão. Devido à redução acentuada da meia-vida dessa enzima, a neurotransmissão é abolida em questão de minutos.

Metabolismo

Uma vez absorvido pelo corpo humano, o soman não apenas inibe a AChE, mas também é um substrato para outras esterases. A reação de soman com essas esterases permite a desintoxicação do composto. Nenhuma reação de toxificação metabólica é conhecida por Soman.

Soman pode ser hidrolisado por uma chamada A-esterase, mais específica uma diisopropilfluorofosfatase. Essa esterase, também chamada de somanase, reage com a ligação anidrido entre o fósforo e o flúor e é responsável pela hidrólise do flúor. Somanase também hidrolisa o grupo metil de soman, resultando na formação de ácido pinacolilmetilfosfônico (PMPA), que é um inibidor de AChE menos potente.

Soman também pode se ligar a outras esterases , por exemplo, AChE , colinesterase (ChE) e carboxilesterases (CarbE). Nessa ligação, o soman perde seu flúor. Após se ligar à AChE ou ChE, soman também perde seu grupo fosforila, levando à formação de ácido metilfosfônico (MPA). A ligação ao CarbE reduz a concentração total de soman no sangue, resultando em menor toxicidade. Além disso, os CarbE estão envolvidos na desintoxicação pela hidrólise de Soman em PMPA. Portanto, o CarbE é responsável pela desintoxicação de soman de duas maneiras.

A importância da desintoxicação de soman após a exposição foi ilustrada em experimentos de Fonnum e Sterri (1981). Eles relataram que apenas 5% do LD50 inibiu a AChE em ratos, resultando em efeitos tóxicos agudos. Isso mostra que as reações metabólicas foram responsáveis ​​pela desintoxicação dos 95% restantes da dose.

O metabolismo de soman.

sinais e sintomas

Como soman está intimamente relacionado a compostos como o sarin, as indicações para envenenamento por soman são relativamente semelhantes. Um dos primeiros sinais observáveis ​​de um envenenamento soman é a miose . Algumas, mas não todas as indicações posteriores são vômitos, dores musculares extremas e problemas do sistema nervoso periférico. Esses sintomas aparecem logo 10 minutos após a exposição e podem durar muitos dias.

Além dos efeitos tóxicos diretos no sistema nervoso, as pessoas expostas ao soman podem sentir efeitos de longo prazo, a maioria dos quais psicológicos. Os indivíduos expostos a uma pequena dose de soman sofreram graves efeitos tóxicos; uma vez tratados, os indivíduos freqüentemente desenvolviam depressão, tinham pensamentos anti-sociais, eram retraídos e subjugados, dormiam agitados e tinham pesadelos. Esses sintomas duraram seis meses após a exposição, mas desapareceram sem danos permanentes.

Toxicidade e eficácia

O LC 50 de soman no ar é estimado em 70 mg min por m 3 . Em comparação com o valor de LC 50 de um rato, a concentração letal humana é muito mais baixa (954,3 mg min / m 3 versus 70 mg min / m 3 ). Para compostos como o soman, que também podem ser usados ​​como uma arma, geralmente uma fração da dose LC 50 é onde os primeiros efeitos aparecem. A miose é um dos primeiros sintomas da intoxicação feminina e pode ser observada em doses inferiores a 1% do CL 50 .

Efeitos em animais

Experimentos foram feitos nos quais ratos foram expostos a soman para testar se os efeitos comportamentais poderiam ser vistos em baixas doses sem gerar sintomas evidentes. A exposição dos ratos a soman em uma dose inferior a 3 por cento do DL 50 causou alterações no comportamento. A evitação ativa dos ratos expostos foi menor do que a evitação de ratos não expostos (experimento com caixa de transporte bidirecional). Também a coordenação motora (tarefa de salto de obstáculos), comportamento de campo aberto e comportamento de esquiva ativo e passivo foram afetados. Pode-se concluir que ratos expostos ao soman realizaram com menos sucesso tarefas que requerem atividade motora e também a função de estruturas superiores do sistema nervoso central (SNC) ao mesmo tempo. Nisso, soman tem um efeito predominantemente central.

O conhecimento dos efeitos de baixas doses de Soman e outros inibidores da colina esterase em ratos poderia ser usado para explicar a incidência relativamente alta de acidentes de avião devido a erros de pilotos agrícolas. Se esse conhecimento pudesse ser aplicado a humanos, seria possível explicar essa alta incidência de atividade deprimida da colina esterase devido à exposição a pesticidas. Não se sabe se a extrapolação de ratos para humanos pode ser feita.

Referências

links externos