(CH, 1-метокси-1,3,5-циклогептатриен)
Синонимы: ЕА 4923, EA4922 (изомер ) СН, CHT, GG, 1-MCHT, methoxycycloheptatriene, tropilidene
Физико-химические свойства: бесцветная жидкость с т.пл. -79,5ºС и т.кип.117ºС(при 749 мм. Hg). Разрушается под действием света и кислорода воздуха. Летучесть 0,008 мг/л (20ºС), при обычных условиях не позволяет создавать концентрацию непереносимую в течении минуты. Хорошо растворяется в большинстве органических растворителей.
Относится к сравнительно новой группе ирритантов - алгогенам (т.е веществам, вызывающим боль). Алгогены были открыты австралийскими химиками, а наиболее подходящий, 1-метокси-1,3,5-циклогептатриен, в дальнейшем исследовался американскими военными химиками в Эджвудском Арсенале (1969-1978гг.), в Великобритании(1984-1985гг.) и в Канаде (1981-1983гг.).
CH безопасен, не обладает мутагенным и канцерогенным действием, не влияет на внутренние органы и кроветворную систему. Не вызывает долговременных поражений глаз и дыхательных путей. Главным недостатком CH является его химическая нестабильность и достаточно сложный и дорогостоящий синтез, не позволяющий получить чистый продукт.
CS (o-хлорбензилиденмалононитрил) |
CH (1-метокси-1,3,5-циклогептатриен) |
---|---|
Для достижения максимального эффекта CS должен применяться в виде аэрозоля с микрочастицами диаметром около 60мкм. Используемые для этого пиротехнические составы могут вызывать ожоги кожи и глаз, повреждение имущества и пожары. |
Устройства для возгонки CH или распыления более просты и безопасны в обращении. |
Частицы аэрозоля, оседая на мебели, могут надолго затруднить вход в помещение, где применялся CS. |
Для удаления остатков ирританта достаточно непродолжительного проветривания. |
Для удаления остатков CS с предметов и поверхности кожи необходимо использовать специальные растворы. Это требует дополнительных усилий и времени, особенно при массовых поражениях. |
Дегазация не требуется |
CS легко поглощается одеждой, чем продлевает его действие на пораженного и окружающих его людей. Это затрудняет транспортировку арестованного в патрульной машине. От вторичных эффектов могут страдать и находящиеся вместе с ним в тюремной камере. |
Благодаря высокой летучести быстро испаряется с поверхности кожи и тканей одежды. |
Поражает только открытые участки тела. Раздражение кожи переносимо. Для защиты достаточно противогаза. |
Проникает через одежду. Противогаз не защищает. |
Слезотечение проходит через несколько минут, боль исчезает через 15 мин. |
Эффект CH длится не менее 30 мин. |
Тем не менее, для подтверждения безопасности CH требуются дополнительные исследования. В экспериментах на животных выявлено, что при внутривенном введении в дозах свыше 10 мг/кг, CH вызывает поражение клеток мозжечка[11].
Синтез: Из-за несовершенства синтеза первые образцы CH, поступившие для испытаний содержали только 78-89% активного изомера, дальнейшие работы в этом направлении позволили получить CH чистотой 92-93%.[1-4, 8].
В ранних методиках в качестве исходного вещества служил кеталь циклогептанона[13], но более высокий выход дает предложенный позднее синтез CH из циклогептатриенил тетрафторбората (I).
Еще один вариант синтеза из 7,7-дихлор-1-метоксибицикло[4.1.0]гептана с 66% выходом (с фенотиазином и 2-пиколином при 128-130ºС, в атмосфере азота, 20 часов) предложен Langford G. E. в 1989г.[9]
Лабораторный синтез: 11г (0,66 моля) циклогептатриенил тетрафторбората растворяют в 60 мл воды и быстро помешивая добавляют к раствору 4,6г (0,70 моля) метилата натрия в 300мл метанола. Смесь перемешивают в течение 3 часов при комнатной температуре и экстрагируют 4 порциями эфира по 100мл. Эфирный экстракт промывают и высушивают. Остаток перегоняют при пониженном давлении и получают 5г 7-метокси-1,3,5-циклогептатриен (т.кип. 56-60ºС при 15 мм рт.ст.).
7-метокси-1,3,5-циклогептатриен (30г) нагревают до 180ºС под давлением в колбе заполненной азотом в течении 3 часов, затем содержимое охлаждают, перегоняют в вакууме и получают 1-метокси-1,3,5-циклогептатриен. Выход 70%. (т.кип. 60ºС при 9 мм рт.ст).
Клиника отравления: При воздействии на кожу вызывает сильную боль и покраснение, напоминающие ожог I-II степени, как в виде жидкости, так и при воздействии паров. Раздражает глаза и дыхательные пути слабее, чем другие ирританты.
Токсичность: Могут используются концентрации от 1 до 200 мг/м3 (лучше 5 - 100 мг/м3). Достаточной для выведения из строя считается концентрация 20 мг/м3.
В одном из опытов, из25 добровольцев, только четверо смогли выдержать более минуты пребывание без противогаза, в комнате с концентрацией CH 18,5 – 20 мг/м3.
В другом эксперименте, в котором приняли участие 29 человек, а концентрация CH составляла 10,8-12 мг/м3, больше минуты продержаться смогли только 7 волонтеров, а 3 минуты не вынес ни один.
В серии экспериментов, которые проводились Эджвудском Арсенале в 1969-1970гг., изучалось действие CH в концентрациях от 15,4 до 64 мг·мин/м3, при времени экспозиции от 30 сек до 5 мин. Отмечено полное исчезновение признаков отравления через 15 мин, а слезотечение прекращалось уже через несколько минут после экспозиции. Биохимические и клинические анализы также показали низкую токсичность CH.
Одежда и противогаз не защищают от действия CH. Через 15 мин пребывания в зоне поражения (концентрация CH - 100 мг/м3), испытуемые ощущали сильное жжение под мышками, в паху и на потных участках тела. Через 20 мин боль стала невыносимой и им пришлось спешно покинуть зараженный участок. На свежем воздухе действие CH прекратилось через 20 мин, а через 1 час исчезло и покраснение кожи.
Сравнительная токсичность ирритантов в опытах на животных [10,12] | |||
---|---|---|---|
Характеристика |
CR | CS | CH |
Летучесть при 20ºС |
0,36 | 0,63 | 8,484 (при 25ºС) |
LCt50 (морская свинка, мг·мин/м3) |
36 439 | 169 000 | 176 000 |
LCt50 (собака, мг·мин/м3) |
29 748 | 57 171 | 63 322 |
LD50 (собака, на кожу, мг/ кг) |
нет данных | нет данных | 708-1000 |
LD50 (крыса, на кожу, мг/кг) |
нет данных | нет данных | 442-884 |
LD50 (крыса, per os, мг/кг) |
нет данных | нет данных | 57 |
Дегазация: Обычно не требуется. 1-метокси-1,3,5-циклогептатриен не задерживается в тканях одежды, обивке мебели, шторах, драпировке и т.п. Даже после применения CH в помещениях, достаточно от 30 мин до нескольких часов проветривания, чтобы его действие перестало ощущаться.
Применение: Может применяться самостоятельно, но предпочтительней использование специальных рецептур, в состав которых также входят антиоксидант и растворитель с т.кип. ниже 70ºС, например, изопентан, хлорированные углеводороды или фреоны.
Другие статьи:
CH (1-methoxy-l,3,5-cycloheptatriene)(англ.) Результаты токсикологического
исследования алгогена CH в США.
Литература и ссылки:
[1] Conrow K 1963 Organic Synthesis 43, 101.
[2] Conrow K 1961, J. Am. Chem. Soc. 83, 2342
[3] T. Nozoe and K., Takahashi, Bull Chem. Soc. Japan, 38, 665, 1965.
[4] Pratt, J. T.Reaction of Cycloheptatriene, PHD Thesis, University of
Washington, Seattle, Wash. 1964.
[7] D. G. Lindsey И C. B. Reese, Tetrahedron, 21, 1673 (1965).
[8] W.R. Hydro, U.S. Pat. No. 4,249,025 (1981).
[9] Langford G. E, U.S. Pat. No 4,978,806 (1990).
[10] Simmons et al. EC-TR-76018, 1976.
[11] Marrs T.C., Allen I.V., Colgrave H.F., McConnell R. Hum. Exp. Toxicol.
1991 Mar;10(2):93-101.
[12] Brown V.K., Ferrigan L.W., Stevenson D.E. The Acute Toxicity and Skin
Irritant Properties of Tropilidene (Cyclohepta-1,3,5-triene). Annals of
Occupational Hygiene, Vol. 10, p.123-126, 1967.
[13] E. W. Garbisch, Jr., J. Org. Chem., 30, 2109 (1965).
Лещинский И.В.
URL: Невидимое оружие Copyright © Leshchinsky Igor, 2002-2005 Revised - 1 сентября 2004г.