什么是沙林神经毒气在电影里觉得这种毒气挺恐怖的,想了解一下

什么是沙林神经毒气
在电影里觉得这种毒气挺恐怖的,想了解一下

沙林神经毒气的来源
神经毒气是一种能使自主神经系统（Autonomic Nervous System,ANS）的交感神经与副交感神经立即失去平衡的毒气.早期这些神经毒剂是配合有机磷应用於杀虫剂而发展出来的.在二次大战末期,德国的Shrader及大不列颠的Saunders做了许多有关这方面的研究,因此这系列神经毒剂又名「G系毒剂」.它的毒性极为剧烈,为目前已知对人类致命性最强的神经毒剂.现有常见的神经毒剂共有「泰崩」（Tabun）、「沙林」、「索曼」（Soman）、VX及二元性神经毒剂五种,如图一所示.
沙林的理化性质及生理作用
沙林的物理性质：
无色液体,具有水果香味,沸点为15l℃,可溶於有机溶剂中.
化学性质：
l.易与碱作用,其水解产物：CH3（iPrO）P（O）OH并无毒性,且其水解速率随碱性度而改变.
2.对金属或钢铁微起腐蚀作用.
生理作用：
沙林可经由皮肤、眼睛接触、呼吸道的吸入或由口食入等途径危害身体,它在极小浓度（LD50=10ug/kg,注一）就可以发挥极大毒性.即使非致死剂量的沙林侵入人体,也会造成瞳孔缩小、在暗处视力困难、胸部紧塞、头痛、恶心以及呕吐等症状.而且这些毒性会在体内累积,如果更大浓度时会使人晕眩、焦虑、心智损伤、肌肉痉挛、呼吸困难,最后导致死亡.
沙林的制程及有机磷的毒性
如图二所示,沙林可由甲基二氯化膦（methylphosphoric dichloride）与异丙醇（isopropyl alcohol）,进行酯化反应,产生甲基磷酸异而二酯,之后再与氟化氢（HF）反应产生沙林（甲基氟膦酸异丙酯）.这一类的有机磷化合物,随著接在磷上取代基稍微改变就可以决定此有机磷是否有毒性,见表一.
由研究显示,一般在磷上,如果同时接上异丙基（isopropyl）与氟（fluorine）,那麼其毒性将比较强；而若接其他烷氧化合物则毒性较低；若改变为其他官能基也能降低毒性,甚至无毒性,如图三所示.一般而言,膦酸盐化合物（phosphonate）的毒性,通常较磷酸盐化合物（phosphate）为强,见表二.
沙林在体内的生化机制
二次大战期间,用来当化学武器与杀虫剂的这类有机磷化合物,提供研究人员一个线索而发现「醯基化酵素」（acyl enzyme）的化学结构,我们以DFP（Diisopropyl phosphorofluoridate）为模型来解释这个过程.体内的一些水解（hydrolase）可对酯类水解成酸与醇,以提供体内所需生化反应的物质,例如脂肪水解成脂肪酸与甘油,乙醯胆碱（Acetylcholine,Ach）水解成胆碱；而水解反应过程中会在酵素的活化中心,形成所谓醯基化酵素的中间产物（见图四）.反应方程式中水解上丝胺酸的OH基与酯反应形成醯基化酵素,再催化水解作用.不过,DFP会与酯竞争结合水解,因而使得正常酯类无法进行水解反应,如图五所示.
乙醯胆碱是神经传导物质（Neurotransmitter）的一种,传递讯息的神经末梢都内含有乙醯胆碱的小泡.当神经脉冲（Nerve impulse）要在神经元之间传递时,小泡就会释出乙醯胆碱,乙醯胆碱再越过突触（synapse）与受体结合,刺激更进一步的生化过程；或是Ach与乙醯胆碱酯（acetyl cholinesterase）结合,进行水解反应,形成胆碱（choline）以利回收、重新合成Ach,见图六所示.而这一步水解反应相当快,以确保此神经刺激反应非常短.但如果乙醯胆碱酯被外来的化合物抑制了（例如沙林、DFP等有机膦会与乙醯胆碱结合）,则乙醯胆碱水解反应就被迫停止了,但此时受体却继续不断地接受乙醯胆碱的刺激而无法水解释回胆碱,如此一来会很快地造成生理上的不平衡,而导致死亡.当然如果此时能迅速利用一些解毒剂如阿托品（atropine,图七）等来解除乙醯胆碱与受体之作用,就可避免死亡.
沙林毒剂的解毒剂
单单吸入微量的沙林气体就足以致命,这是因为此毒性反应极快,在短时间较难有效的控制.至於其解毒方法,可注射阿托品（注二）来减轻症状,以确保免於死亡.
至於活化乙醯胆碱酯之解毒剂方面而言,当乙醯胆碱酯被沙林抑制之后,基本上我们可以利用更强的亲核试剂,如羟胺（NH2OH,hydroxylamine）,把接在乙醯胆碱酯上的含膦化合物移开,使得此可以再活化,进行乙醯胆碱的水解反应,如图八所示.
然而单单为了达到解除沙林毒性,羟胺浓度需要量会很高,而此高浓度的羟胺也会造成毒性.因此取代方法是以PAM（pyridine aldoximemethiodide）来治疗.10-6M的PAM相当於IM羟胺之解毒性.除PAM外,应有其他化合物可当神经解毒剂,如obidoxime、HI-6,见国九.这三种解毒剂都含有R2NOH之亲核基,而且每一种解毒剂对不同神经毒剂之解毒效果略有不同.