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氰化物特指帶有氰基(CN)的化合物,其中的碳原子和氮原子通過叁鍵相連接。這一叁鍵給予氰基以相當高的穩(wěn)定性,使之在通常的化學(xué)反應(yīng)中都以一個整體存在。因該基團具有和鹵素類似的化學(xué)性質(zhì),常被稱為擬鹵素。通常為人所了解的氰化物都是無機氰化物,俗稱山奈(來自英語音譯“Cyanide”),是指包含有氰根離子(CN-)的無機鹽,可認為是氫氰酸(HCN)的鹽,常見的有氰化鉀和氰化鈉。它們多有劇毒,故而為世人熟知。另有有機氰化物,是由氰基通過單鍵與另外的碳原子結(jié)合而成。視結(jié)合方式的不同,有機氰化物可分類為腈(C-CN)和異腈(C-NC),相應(yīng)的,氰基可被稱為腈基(-CN)或異腈基(-NC)。氰化物可分為無機氰化物,如氫氰酸、氰化鉀(鈉)、氯化氰等;有機氰化物,如乙腈、丙烯腈、正丁腈等均能在體內(nèi)很快析出離子,均屬高毒類。很多氰化物,凡能在加熱或與酸作用后或在空氣中與組織中釋放出氰化氫或氰離子的都具有與氰化氫同樣的劇毒作用。
工業(yè)中使用氰化物很廣泛。如從事電鍍、洗注、油漆、染料、橡膠等行業(yè)人員接觸機會較多。日常生活中,桃、李、杏、枇杷等含氫氰酸,其中以苦杏仁含量高,木薯亦含有氫氰酸。在社會上也有用氰化物進行自殺或他殺情況。
職業(yè)性氰化物中毒主要是通過呼吸道,其次在高濃度下也能通過皮膚吸收。
生活性氰化物中毒以口服為主。口腔粘膜和消化道能充分吸收。
氰化物進入人體后析出氰離子,與細胞線粒體內(nèi)氧化型細胞色素氧化酶的三價鐵結(jié)合,阻止氧化酶中的三價鐵還原,妨礙細胞正常呼吸,組織細胞不能利用氧,造成組織缺氧,導(dǎo)致機體陷入內(nèi)窒息狀態(tài)。另外某些腈類化合物的分子本身具有直接對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制作用。
在發(fā)現(xiàn)HCN也存在于宇宙空間中的同時,據(jù)S Miller實驗指出它是通過放電從甲烷、氨、水生成氨基酸時的中間產(chǎn)物,因此認為它是生物以前的有機物生成中的重要中間產(chǎn)物。實際上,通過以氨和水溶液加熱而生成腺嘌呤,雖HCN在生物體內(nèi)的存在并不多,但它可經(jīng)苦杏仁苷酶水解而生成,能和金屬原子形成非常好的絡(luò)會物,因此易和金屬蛋白質(zhì)結(jié)合,常常顯著地抑制金屬蛋白質(zhì)的機能,尤其是對細胞色素C氧化酶,即使10-4M濃度,也會強烈地抑制,因而使呼吸停止。在高濃度時,和磷酸吡哆醛等的羰基結(jié)合,對以磷酸吡哆醛為輔酶的酶的作用可抑制。還因作用于二硫鍵,使之還原(-S-S-+HCN→-SH+NC-S),所以也能抑制木瓜蛋白酶(papain)的活性。
氰化氫(HCN)是一種無色氣體,帶有淡淡的苦杏仁味。有趣的是,有四成人根本就聞不到它的味道,僅僅因為缺少相應(yīng)的基因。氰化鉀和氰化鈉都是無色晶體,在潮濕的空氣中,水解產(chǎn)生氫氰酸而具有苦杏仁味。
氰化物毒性:6級
毒性等級劃分(針對正常人)
6級 劇毒 少于5mg/kg 少于7滴
5級 極毒 5-50mg/kg 7滴至1勺
4級 很毒 50-500mg/kg 1勺至1盎司
3級 有毒 0.5-5g/kg 1盎司至1品脫或1磅
2級 輕毒 5-15g/kg 1品脫至1夸脫
1級 微毒 15g/kg以上 1夸脫或2.2鎊以上
氰化物擁有令人生畏的毒性,然而它們絕非化學(xué)家的創(chuàng)造,恰恰相反,它們廣泛存在于自然界,尤其是生物界。氰化物可由某些細菌,真菌或藻類制造,并存在于相當多的食物與植物中。在植物中,氰化物通常與糖分子結(jié)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,在食用前必須設(shè)法將其除去(通常靠持續(xù)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,就是一種含氰糖苷,故食用杏仁前通常用溫水浸泡以去毒。
人類的活動也導(dǎo)致氰化物的形成。汽車尾氣和香煙的煙霧中都含有氰化氫,燃燒某些塑料也會產(chǎn)生氰化氫。