Зоман

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
Назва за IUPAC	3,3-диметилбутан-2-іл метилфосфонофлуоридат
Інші назви	GD, пінаколіловий етер метилфлуорофосфонової кислоти; пінаколінметилфосфонофлуоридат
Ідентифікатори
Номер CAS	96-64-0
KEGG	C07494
Назва MeSH	D02.705.429.750.750
ChEBI	9195
SMILES	CC(C(C)(C)C)OP(=O)(C)F
InChI	InChI=1S/C7H16FO2P/c1-6(7(2,3)4)10-11(5,8)9/h6H,1-5H3
Властивості
Молекулярна формула	C7H16FO2P
Молярна маса	182,17 г/моль
Зовнішній вигляд	безбарвна рідина
Запах	камфорний
Густина	1,022 г/см³
Тпл	-42 °C
Ткип	198 °C
Розчинність (вода)	2,1% (20 °C)
Тиск насиченої пари	0,40 мм рт. ст. (53 Па)
Показник заломлення (nD)	1,408 (20 °C)
Небезпеки
Головні небезпеки	Токсичний
NFPA 704	1 4 1
Температура спалаху	121 °C
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

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):

$\mathrm {CH_{3}P(O)F_{2}+CH_{3}CH(OH)C(CH_{3})_{3}\longrightarrow CH_{3}P(O)(F)OCH(CH_{3})C(CH_{3})_{3}+HF}$

Спирт отримують відновленням амальгамою натрію або каталітичним гідруванням воднем пінаколіну:

$\mathrm {CH_{3}C(O)C(CH_{3})_{3}+2NaHg_{n}+2H_{2}O\longrightarrow CH_{3}CH(OH)C(CH_{3})_{3}+2NaOH+nHg}$

$\mathrm {CH_{3}C(O)C(CH_{3})_{3}+H_{2}\leftrightarrows CH_{3}CH(OH)C(CH_{3})_{3}}$

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

$\mathrm {2(CH_{3})_{2}CO{\xrightarrow {+2H^{+}+2e^{-}}}(CH_{3})_{2}C(OH)C(OH)(CH_{3})_{2}{\xrightarrow {+H^{+}+H_{2}O}}CH_{3}C(O)C(CH_{3})_{3}}$

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

$\mathrm {(CH_{3})_{3}MgBr+CH_{3}CHO+H_{2}O\longrightarrow CH_{3}CH(OH)C(CH_{3})_{2}+MgO\cdot HBr}$

Хімічні властивості

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

$\mathrm {CH_{3}P(O)(F)OCH(CH_{3})C(CH_{3})_{3}+H_{2}O\longrightarrow CH_{3}P(O)(OH)OCH(CH_{3})C(CH_{3})_{3}+HF}$

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

• Hoenig S. L. Compendium of Chemical Warfare Agents. — New York : Springer, 2007. — 222 p. — ISBN 0-387-34626-0. (англ.)
• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
• Александров В., Емельянов В. Отравляющие вещества. — 2-е изд, переработанное и доп. — М. : Военное издательство, 1990. — 272 с. — ISBN 5-203-00341-6. (рос.)
• Франке З. Химия отравляющих веществ. — М. : Химия, 1973. — Т. 1. — 440 с. (рос.)