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  • 氰化物

    氰化物在英文中称为cyanide,由cyan(青色,蓝紫色)衍生而来。考虑氰化物的母体(CN)2是一种气体,故在气部下加青字,得到现在通行的氰字。而英文中将氰与青色相联系,当是因为著名的蓝色染料普鲁士蓝即为一种氰化物。氰化物是人们所知的最强烈,作用最快的有毒药物之一,许多烈性杀鼠剂中都含有氰化物。氰化物主要分为氢氰酸、氰化钾等无机氰化物和乙腈、丙烯腈等有机氰化物。日常生活中木薯苦杏仁等含有氰化物,人类活动的汽车尾气香烟的烟雾也都含有氰化氢。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 氰化物 别名: cyanide
    外观: 无色气体,苦杏仁味 主要危害: 中毒致死
    定义: 带有氰基(CN)的化合物
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    目录

    外观气味/氰化物 编辑

    氰化氢(HCN)是一种无色气体,带有淡淡的苦杏仁味。有趣的是,有四成人根本就闻不到它的味道,仅仅因为缺少相应的基因。氰化钾氰化钠都是无色晶体,在潮湿的空气中,水解产生氢氰酸而具有苦杏仁味。

    存在应用/氰化物 编辑

    氰化物氧化系统流程图氰化物氧化系统流程图
    氰化物拥有令人生畏的毒性,然而它们绝非化学家的创造,恰恰相反,它们广泛存在于自然界,尤其是生物界。氰化物可由某些细菌,真菌藻类制造,并存在于相当多的食物与植物中。在植物中,氰化物通常与糖分子结合,并以含氰糖苷(cyanogenic glycoside)形式存在。比如,木薯中就含有含氰糖苷,在食用前必须设法将其除去(通常靠持续沸煮)。水果的核中通常含有氰化物或含氰糖苷。如杏仁中含有的苦杏仁苷,就是一种含氰糖苷,故食用杏仁前通常用温水浸泡以去毒。

    在发现HCN也存在于宇宙空间中的同时,据S Miller实验指出它是通过放电从甲烷、氨、水生成氨基酸时的中间产物,因此认为它是生物以前的有机物生成中的重要中间产物。实际上,通过以氨和水溶液加热而生成腺嘌呤,虽HCN在生物体内的存在并不多,但它可经苦杏仁苷酶水解而生成,能和金属原子形成非常好的络合物,因此易和金属蛋白质结合,常常显着地抑制金属蛋白质的机能,尤其是对细胞色素C氧化酶,即使10-4M浓度,也会强烈地抑制,因而使呼吸停止。在高浓度时,和磷酸吡哆醛等的羰基结合,对以磷酸吡哆醛为辅酶的酶的作用可抑制。还因作用于二硫键,使之还原(-S-S-+HCN→-SH+NC-S),所以也能抑制木瓜蛋白酶(papain)的活性。人类的活动也导致氰化物的形成。汽车尾气和香烟的烟雾中都含有氰化氢,燃烧某些塑料和羊毛也会产生氰化氢。

    应用领域/氰化物 编辑

    一般性工业:在广义酸碱理论中,氰离子(CN−)被归类为软,故而可与软酸类的低价重金属离子形成较强的结合。工业中使用氰化物很广泛。如从事电镀、洗注、油漆、染料、橡胶等行业人员接触机会较多。氰化物也被大量用于黄金开采中,因为金单质由于氰离子的络合作用降低了其氧化电位从而能在碱性条件下被空气中的氧气氧化生成可溶性的金酸盐而溶解,由此可以有效地将金从矿渣中分离出来,然后再用活泼金属比如锌块经过置换反应把金从溶液中还原为金属。

    纺织业:氰化物在有机合成中是非常有用的试剂。常用来在分子中引入一个氰基,生成有机氰化物,即腈。例如纺织品中常见的腈纶,它的化学名称是聚丙烯腈。腈通过水解可以生成羧酸;通过还原可以生成胺等;可以衍生出其它许多的官能团来。

    有机合成/氰化物 编辑

    自动氰化物分析系统自动氰化物分析系统

    氰化物在有机合成中是非常有用的试剂。常用来在分子中引入一个氰基,生成有机氰化物,即腈。例如纺织品中常见的腈纶,它的化学名称是聚丙烯腈。腈通过水解可以生成羧酸;通过还原可以生成胺,等等。可以衍生出其它许多的官能团来。

    也用于安息香缩合,芳香醛在醇—水溶液中,在氰化钾(剧毒)的作用下发生双分子的缩合反应,生成α-羟酮(安息香,benzoin)。除芳香醛之外,某些不含有α-氢的脂肪醛也能发生同样的反应。反应过程示意如下:近些年来,由于绿色化学的研究成就,本反应也可在非剧毒性的催化剂,如VB1等催化下进行。

    中毒原理/氰化物 编辑

    其毒性跟CN离子对重金属离子的超强络合能力有关。CN主要跟细胞色素P450中的金属离子结合,从而使其失去在呼吸链中起到的传递电子能力,进而使中毒者死亡。氰化物中毒一般都很迅速。临床上常用的抢救方法是用硫代硫酸钠溶液进行静脉注射,同时使那些尚有意识的病人吸入亚硝酸异戊酯进行血管扩张来克服缺氧。常见的氰化物中毒原因是误食含氰果仁儿,比如生桃仁儿等。中毒后会发出一种独特的苦杏仁味。

    中毒原因

    无机和有机氰化物在工农业生产中应用广泛,尤其是电镀工业常用氰化物,故易获得,常被用于自杀或他杀。民间常有食用大量处理不当或未经处理的苦杏仁、木薯而致意外中毒者。

    毒理作用

    氰化物氧化系统流程图氰化物氧化系统流程图

    氰化物进入机体后分解出具有毒性的氰离子(CN-),氰离子能抑制组织细胞内42种酶的活性,如细胞色素氧化酶、过氧化物酶、脱羧酶、琥珀酸脱氢酶及乳酸脱氢酶等。其中,细胞色素氧化酶对氰化物最为敏感。氰离子能迅速与氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合,阻止其还原成二价铁,使传递电子的氧化过程中断,组织细胞不能利用血液中的氧而造成内窒息。中枢神经系统对缺氧最敏感,故大脑首先受损,导致中枢性呼吸衰竭而死亡。此外,氰化物在消化道中释放出的氢氧离子具有腐蚀作用。吸入高浓度氰化氢或吞服大量氰化物者,可在2-3分钟内呼吸停止,呈“电击样”死亡。

    中毒量及致死量

    口服氢氰酸致死量为0.7~3.5mg/kg;吸入的空气中氢氰酸浓度达0.5mg/L

    氰化物分析系统

    即可致死;口服氰化钠、氰化钾的致死量为1~2mg/kg。成人一次服用苦杏仁40~60粒、小儿10~20粒可发生中毒乃至死亡。未经处理的木薯致死量为150~300g。此外很多含氰化合物(如氰化钾、氰化钠和电镀、照相染料所用药物常含氰化物)都可引起急性中毒。

    临床表现

    大剂量中毒常发生闪电式昏迷和死亡。摄入后几秒钟即发出尖叫声、发绀、全身痉挛,立即呼吸停止。小剂量中毒可以出现15~40分钟的中毒过程:口腔及咽喉麻木感、流涎、头痛、恶心、胸闷、呼吸加快加深、脉搏加快、心律不齐、瞳孔缩小、皮肤粘膜呈鲜红色、抽搐、昏迷,最后意识丧失而死亡。

    急性中毒临床表现

    (1)前驱期:口服中毒者有口、咽部灼热感,恶心呕吐、呕吐物有苦杏仁味,同时伴有头痛、头昏、乏力、耳鸣、胸闷、大便紧迫感等。吸入中毒时可有眼、咽喉及上呼吸道刺激症状。

    (2)呼吸困难期:呼吸困难、脉快、两侧瞳孔先缩小后扩大,此后神志迅速模糊、昏迷。

    (3)惊厥期:强直性或阵发性惊厥,甚至角弓反张、大小便失禁、意识丧失。

    (4)麻痹期:全身肌肉松弛,反射消失,呼吸浅慢,最后呼吸、心跳停止。

    尸检所见

    由于血中有氰化正铁血红素形成,故尸斑、肌肉及血液均呈鲜红色。死亡迅速者,全身各脏器有明显的窒息征象。口服中毒者,消化道各段均可见充血、水肿,胃及十二指肠粘膜充血、糜烂、坏死,胃内及体腔内有苦杏仁味。吸入氰化物中毒死亡者,大脑、海马、纹状体、黑质充血水肿,神经细胞变性坏死,胶质细胞增生,心、肝、肾实质细胞浊肿。

    解救措施/氰化物 编辑

    急性氰化物中毒的病情发展迅速,故急性中毒的抢救应分秒必争,强调就地应用解毒剂。

    1.口服中毒者,可用1:2000高锰酸钾溶液洗胃,并刺激咽后壁诱导催吐洗胃;

    2.吸入中毒者,应立即撤离现场、移至空气新鲜、通风良好的地方休息;

    3.用亚硝酸异戊酯1—2支击碎后倒入手帕,放在中毒者的口鼻前吸入,每2分钟一次,连用5—6次;

    4.对症抢救。发生循环、呼吸衰竭者给予强心剂、升压药,呼吸兴奋剂,吸氧,人工呼吸等;皮肤烧伤者,可用高锰酸钾溶液冲洗,然后用硫化铵溶液洗涤;

    5.经上述现场急救之后,应立即送医院救治,切不可延误。

    亚硝酸盐-硫代硫酸钠治疗法:

    解毒机制

    高铁血红蛋白形成剂如亚硝酸盐可使血红蛋白迅速形成高铁血红蛋白,后者三价铁离子能与体内游离的或已与细胞色素氧化酶结合的氰基结合形成不稳定的氰化高铁血红蛋白,而使酶免受抑制。氰化高铁血红蛋白在数分钟又可解离出氰离子,故需迅速给予供硫剂如硫代硫酸钠,使氰离子转变为低毒硫氰酸盐而排出体外。

    使用方法

    立即将亚硝酸异戊酯1~2支(0.2~0.4ml)包在清洁的布内压碎,给予吸入15~30秒钟,5分钟后可重复一次,总量不超过3支。小儿每次剂量为1支。本药用后在体内只形成少量变性血红蛋白,故仅作为应急措施。

    3%亚硝酸钠10~15ml静注,每分钟注入2~3ml。小儿给予6~10mg/kg。以上两药均能降低血压,有循环障碍者慎用。

    用同一针头以同一速度注入25~50%硫代硫酸钠20~50ml。小儿给予0.25~0.5g/kg。必要时一小时后重复半量或全量,以后酌情重复使用。轻度中毒者单用此药即可。

    检验过程

    提取与净化:由于氢氰酸及其盐在酸性介质中极不稳定,易挥发,易分解,所以应及时进行检验。加之氰化物毒性大,致死量小,一般无须进行定量分析,故在定性分析时,生物样品中的氰化物不经分离就可进行检验。

    检验方法

    1.原理:

    氰离子在碱性条件下,与硫酸亚铁作用,生成亚铁氰络盐,酸化后与三价铁离子反应生成普鲁士蓝。

    2.试剂:

    氰化物试剂氰化物试剂

    10%酒石酸溶液;30%硫酸;

    硫酸亚铁-氢氧化钠试纸:将滤纸浸入新配制的10%硫酸亚铁溶液中,取出晾干后剪成小块,临用时加一滴10%氢氧化钠即可。

    3.检验:

    取适量检材捣碎,放入一100毫升锥形瓶中,加水成粥样,用10%酒石酸酸化后,立即在瓶口盖以硫酸亚铁-氢氧化钠试纸,然后用小火缓缓加热,待瓶中溶液沸腾后,取下试纸浸入稀硫酸中,如有氰化物存在试纸即显蓝色斑点。

    法律规定/氰化物 编辑

    中国《刑法》规定,未经国家有关部门批准,非法买卖储存毒害性、放射性、传染病病原体物质,危害公共安全的行为构成非法买卖危险物质罪。

    其中“毒害性”物质范围广泛,如砒霜、鼠药、氰化物、野蘑菇、肉毒杆菌等。非法买卖危险物质罪可处三年以上十年以下有期徒刑,情节严重的处十年以上有期徒刑,无期徒刑或死刑。

    香港政府消防处把氰化物列作第四类危险品,任何人不得擅自买卖。

    其他相关/氰化物 编辑

    一般而言,中毒后如果没有采取有效的急救措施,除非剂量很低,否则死亡通常都在中毒后15分钟至1小时内发生,具体的时间长短与毒药剂量、中毒途径都有关系。如果口服大量氰化物,或通过静脉注射、吸入高浓度氢氰酸气体的形式中毒,1-2分钟后就会出现意识丧失、心跳骤停并导致死亡,算得上是“闪电式死亡”了。

    相比之下,砒霜中毒大约需1小时方才出现症状,且要等到数小时后甚至次日才会死亡,从而给医生留下了充足的抢救时间。同时,砒霜的水溶性比氰化物要差很多,因而掺入酒水后容易沉淀下来而被人发现,这也是为什么氰化物的“地位”要高于砒霜。

    氰化物氰化物

    不过就算氰化物不幸中毒,也并非无药可救。现代医学对此已经有了一套规范的抢救方案,如立即吸入亚硝酸异戊酯气体(倒在手绢上捂住口鼻吸入),再静脉注射亚硝酸钠或亚甲基蓝(又称美蓝)、4-二甲胺基苯酚、羟钴氨素、硫代硫酸钠等药物解毒,并给予吸氧、呼吸机支持、高压氧治疗及利尿等辅助措施,往往能挽救中毒者的生命,国内外已有多起成功抢救氰化物中毒者的报导。

    此外,由于氰化钾、氰化钠都需要在到达胃部后与胃酸发生反应并释放出氰基离子,才能发挥其最大效用,因而仅仅从理论上说,如果足够幸运,当含有氰化物的液体刚喝到嘴里就发觉不对劲之后,立刻将其吐出来,是有可能幸免于死的。

    不过,这种急救过程就是在和死神赛跑,服用的氰化物剂量越大,留给医生的时间就越短,严重中毒的患者多数会死于送往医院的途中。

    相关文献

    扩展阅读
    1氰化物,入口即死的“毒药之王”?

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