Trójtlenek arsenu - Arsenic trioxide

Trójtlenek arsenu
Trójtlenek arsenu.jpg
As4O6-molekuła-z-arsenolitu-xtal-3D-kulki.png
Trójtlenek arsenu   Jak   O
Dane kliniczne
Wymowa AR se nik tri OKS identyfikator
Nazwy handlowe Trisenox, inne
Inne nazwy Arsenu (III), tlenek
arsenu półtoratlenek ,
tlenek Arseneous,
tlenek arsenowy,
bezwodnik Arseneous,
białe arsen,
Aqua Tofani
AHFS / Drugs.com Monografia
MedlinePlus a608017
Dane licencyjne

Kategoria ciąży
Drogi
administracji
Dożylny
Klasa leków Środek przeciwnowotworowy
Kod ATC
Status prawny
Status prawny
Dane farmakokinetyczne
Wiązanie białek 75%
Wydalanie Mocz
Identyfikatory
  • Trójtlenek diarsenu
Numer CAS
Identyfikator klienta PubChem
DrugBank
ChemSpider
UNII
KEGG
CHEMBL
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
Karta informacyjna ECHA 100.014.075 Edytuj to na Wikidata
Dane chemiczne i fizyczne
Formuła Jak 2 O 3
Masa cząsteczkowa 197,840  g·mol -1
Model 3D ( JSmol )
Gęstość 3,74 g / cm 3
Temperatura topnienia 312,2 °C (594,0 °F)
Temperatura wrzenia 465 °C (869 °F)
Rozpuszczalność w wodzie 20 g/l (25 °C)
(patrz tekst)
  • O1[As]3O[As]2O[As](O3)O[As]1O2
  • InChI=1S/As2O3/c3-1-4-2(3)5-1
     sprawdzaćTak
  • Klucz: GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N
Strona danych
Trójtlenek arsenu (strona z danymi)

Trójtlenek arsenu , sprzedawany między innymi pod marką Trisenox , jest związkiem nieorganicznym i lekiem. Jako przemysłowa substancja chemiczna, której główne zastosowania obejmują produkcję środków do konserwacji drewna , pestycydów oraz szkła . Jako lek stosuje się go w leczeniu nowotworu znanego jako ostra białaczka promielocytowa . W tym celu podaje się go we wstrzyknięciu do żyły .

Częste działania niepożądane to wymioty, biegunka, obrzęk, duszność i bóle głowy. Poważne działania niepożądane mogą obejmować zespół różnicowania APL i problemy z sercem. Stosowanie podczas ciąży lub karmienia piersią może zaszkodzić dziecku. Trójtlenek arsenu ma wzór As
2
O
3
. Jego mechanizm w leczeniu raka nie jest do końca jasny.

Trójtlenek arsenu został dopuszczony do użytku medycznego w Stanach Zjednoczonych w 2000 roku. Znajduje się on na Liście Leków Podstawowych Światowej Organizacji Zdrowia . Rocznie produkuje się około 50 000 ton . Ze względu na jego toksyczność w wielu krajach obowiązują przepisy dotyczące jego produkcji i sprzedaży.

Zastosowania

Medyczny

Trójtlenek arsenu jest stosowany w leczeniu rodzaju raka znanego jako ostra białaczka promielocytowa (APL). Może być stosowany zarówno w przypadkach, które nie reagują na inne środki, takie jak kwas all-trans retinowy (ATRA), jak i jako element leczenia wstępnego nowo zdiagnozowanych przypadków. To początkowe leczenie może obejmować terapię skojarzoną trójtlenkiem arsenu z kwasem all-trans retinowym (ATRA).

Skuteczność jest podobna do Realgar/Indigo naturalis , który można przyjmować doustnie i jest tańszy, ale mniej dostępny.

W latach 70. chiński badacz Zhang Tingdong i współpracownicy odkryli to zastosowanie. Został zatwierdzony do leczenia białaczki w Stanach Zjednoczonych w 2000 roku. University of Hong Kong opracował płynną formę trójtlenku arsenu, którą można podawać doustnie. Związki arsenoorganiczne , takie jak dodatki paszowe ( roxarsone ) i leki ( neosalwarsan ), pochodzą z trójtlenku arsenu.

Produkcja

Zastosowania przemysłowe obejmują wykorzystanie jako prekursora produktów leśnych, w produkcji bezbarwnego szkła oraz w elektronice. Będąc głównym związkiem arsenu , trójtlenek jest prekursorem arsenu pierwiastkowego, stopów arsenu i półprzewodników arsenkowych . Masowe związki oparte na arsenie arsenin sodu i kakodylan sodu pochodzą z trójtlenku.

Różnorodne zastosowania wykorzystują toksyczność arsenu, w tym użycie tlenku jako środka do konserwacji drewna . Arsenany miedzi , które są pozyskiwane z trójtlenku arsenu, są stosowane na dużą skalę jako środek konserwujący drewno w Stanach Zjednoczonych i Malezji, ale takie materiały są zakazane w wielu częściach świata. Ta praktyka pozostaje kontrowersyjna. W połączeniu z octanem miedzi(II) trójtlenek arsenu daje żywy pigment znany jako zieleń paryska, stosowany w farbach i jako rodentycyd. Ta aplikacja została wycofana.

Medycyna alternatywna

Pomimo dobrze znanej toksyczności arszeniku, trójtlenek arszeniku był używany w tradycyjnej medycynie chińskiej , gdzie jest znany jako pi-shuang ( chiń .:砒霜; pinyin : pīshuāng ; dosł. „mróz arsenu”). W homeopatii nazywa się to albumem arsenicum . Niektóre zdyskredytowane leki patentowe , np . roztwór Fowlera , zawierały pochodne tlenku arsenu.

Toksykologia

Trójtlenek arsenu jest łatwo wchłaniany przez układ pokarmowy: skutki toksyczne są również dobrze znane w przypadku wdychania lub kontaktu ze skórą. Eliminacja jest na początku szybka (okres półtrwania 1–2 dni), poprzez metylację do kwasu monometyloarsonowego i kwasu dimetyloarsonowego oraz wydalanie z moczem, ale pewna ilość (30–40% w przypadku wielokrotnego narażenia) jest włączana do kości, mięśnie, skórę, włosy i paznokcie (wszystkie tkanki bogate w keratynę ) i wydalane w ciągu tygodni lub miesięcy.

Pierwszymi objawami ostrego zatrucia arszenikiem drogą pokarmową są problemy trawienne: wymioty, bóle brzucha, biegunka często z towarzyszącym krwawieniem. Dawki subletalne mogą prowadzić do drgawek , problemów sercowo-naczyniowych, zapalenia wątroby i nerek oraz zaburzeń krzepnięcia krwi. Po nich następuje pojawienie się charakterystycznych białych linii (linie Meesa ) na paznokciach oraz wypadanie włosów. Niższe dawki prowadzą do problemów z wątrobą i nerkami oraz do zmian pigmentacji skóry. Nawet rozcieńczone roztwory trójtlenku arsenu są niebezpieczne w kontakcie z oczami.

Właściwości trujące są dobrze znane i są przedmiotem obszernej literatury.

Przewlekłe zatrucie arszenikiem jest znane jako arsenkoza. Zaburzenie to dotyka pracowników hut , w populacjach, w których woda pitna zawiera wysoki poziom arsenu (0,3-0,4 ppm) oraz pacjentów leczonych przez długi czas środkami farmaceutycznymi na bazie arsenu. Podobnie badania pracowników narażonych w odlewniach miedzi w Stanach Zjednoczonych, Japonii i Szwecji wskazują na 6–10 razy wyższe ryzyko raka płuc u najbardziej narażonych pracowników w porównaniu z populacją ogólną. Długotrwałe spożywanie trójtlenku arsenu w wodzie pitnej lub jako leczenie może prowadzić do raka skóry. Problemy z reprodukcją (wysoka częstość poronień, niska waga urodzeniowa, wrodzone deformacje) zostały również wskazane w jednym badaniu kobiet narażonych na pył trójtlenku arsenu jako pracownice lub sąsiadki odlewni miedzi.

W Austrii, żył tak zwane „Arszenik zjadaczy Styria ”, który zażył dawkę daleko poza śmiertelną dawką trójtlenku arsenu bez widocznej szkody. Uważa się, że arsen umożliwia wytężoną pracę na dużych wysokościach, np. w Alpach.

W USA dopuszczalna zawodowa granica narażenia OSHA 1910.1018 na nieorganiczne związki arsenu w powietrzu strefy oddychania wynosi 0,010 mg/m 3 .

Produkcja i występowanie

Zabytkowa kopalnia arsenu Sankt Blasen , Austria

Trójtlenek arsenu może być generowany poprzez rutynowe przetwarzanie związków arsenu, w tym utlenianie (spalanie) arsenu i minerałów zawierających arsen w powietrzu . Przykładem jest prażenie orpimentu , typowej rudy siarczkowej arsenu.

2 As
2
S
3
+ 9 O
2
→ 2 As
2
O
3
+ 6 SO
2

Większość tlenku arsenu jest jednak otrzymywana jako lotny produkt uboczny przetwarzania innych rud. Na przykład arsenopiryt , powszechne zanieczyszczenie w rudach zawierających złoto i miedź, podczas ogrzewania w powietrzu uwalnia trójtlenek arsenu. Przetwarzanie takich minerałów doprowadziło do licznych przypadków zatruć. Tylko w Chinach celowo wydobywa się rudy arsenu.

W laboratorium jest wytwarzany przez hydrolizę trójchlorku arsenu :

2 AsCl 3 + 3 H 2 O → As 2 O 3 + 6 HCl

Jak
2
O
3
Występuje naturalnie jako dwa minerały, arsenolit ( kubiczny ) i klaudetyt ( jednoskośny ). Oba są stosunkowo rzadkimi minerałami wtórnymi występującymi w strefach utleniania złóż rud bogatych w As. Arkusze As 2 O 3 stanowią część struktur niedawno odkrytych minerałów lucabindiitu, (K,NH 4 ) As 4 O 6 (Cl,Br) i jego torrecillasytu sodowego.

Właściwości i reakcje

Trójtlenek arsenu jest tlenkiem amfoterycznym , a jego roztwory wodne są słabo kwaśne . W związku z tym łatwo rozpuszcza się w roztworach alkalicznych, dając arseniny . Jest mniej rozpuszczalny w kwasach, chociaż rozpuści się w kwasie solnym .

Z bezwodnym HF i HCl daje AsF 3 i trichlorek:

As 2 O 3 + 6 HX → 2 AsX 3 + 3 H 2 O (X = F, Cl)

Tylko silne środki utleniające , takie jak ozon , nadtlenek wodoru i kwas azotowy to otrzymując arsenu pięciotlenek , As
2
O
5
lub odpowiadający mu kwas:

2 HNO 3 + As 2 O 3 + 2 H 2 O → 2 H 3 AsO 4 + N 2 O 3

Pod względem odporności na utlenianie trójtlenek arsenu różni się od trójtlenku fosforu , który łatwo spala się do pięciotlenku fosforu .

Redukcja daje elementarny arsen lub arsen ( AsH
3
) w zależności od warunków:

As 2 O 3 + 6 Zn + 12 HNO 3 → 2 AsH 3 + 6 Zn(NO 3 ) 2 + 3 H 2 O

Ta reakcja jest wykorzystywana w teście Marsha .

Struktura

W fazie ciekłej i gazowej poniżej 800°C trójtlenek arsenu ma wzór As
4
O
6
i jest izostrukturalny z P
4
O
6
. Powyżej 800 °C As
4
O
6
znacząco dysocjuje do molekularnego As
2
O
3
, który przyjmuje taką samą strukturę jak N
2
O
3
. W stanie stałym znane są trzy formy ( polimorfy ): wysokotemperaturowy (> 110 °C) sześcienny As
4
O
6
, zawierający cząsteczkowy As
4
O
6
i dwie pokrewne formy polimerowe. Polimery, które krystalizują jako kryształy jednoskośne, zawierają arkusze piramidalnego AsO
3
jednostki, które dzielą atomy O.

Arsenolit-xtal-3D-kulki-D.png Claudetyt-I-warstwa-3D-kulki.png Claudetyt-II-warstwa-3D-kulki.png
arsenolit
(sześcienny)
klaudetyt I
(jednoskośny)
klaudetyt II
(jednoskośny)

Społeczeństwo i kultura

Skutki środowiskowe

Wytapianie i związana z nim obróbka rudy często generuje trójtlenek arsenu, co stanowi zagrożenie dla środowiska . Na przykład Giant Mine w Kanadzie przetwarzała znaczne ilości rud złota skażonych arsenopirytem .

Bibliografia

Zewnętrzne linki