氰化氢

米拉Senthilingam

本周，一种致命化合物。Akshat Rathi报道。

Akshat Rathi

氰化氢是一个非常小的线性分子。就是H-C-N。碳原子和氮原子通过一个强的三键相连，而氢原子的连接要弱得多。除去氢原子，剩下的是带负电荷且具有高度活性的氰化物离子CN^-．

众所周知，氰化物能与金属形成牢固的化学键，这一特性被用于从矿石中提纯黄金。将金矿放在含有氰化钠溶液的大桶中搅拌，以形成可溶的氰化金络合物。尽管这种剧毒材料被大量使用，但没有什么可担心的，因为几乎所有的材料都被回收利用了。然而，这项技术仍然存在争议，因为它有可能不小心将大量剧毒氰化物释放到环境中。

氰化物是作用最快的毒药之一，因此它在惊悚故事中多次被提到，作为一种谋杀武器，或以自杀药丸的形式提供给秘密特工，以防他们被捕。它的毒性来自氰化物离子对铁原子的亲和性。当氰化物离子出现在人体内时，它们会迅速与细胞内的铁原子结合。在此过程中，它们抑制了一种重要的酶——细胞色素C氧化酶，这种酶发生在细胞中产生能量的线粒体内。这种酶对生命至关重要，因为它催化葡萄糖氧化的最后阶段。当它被阻塞时，体内的能量来源会迅速枯竭，立即影响中枢神经系统和心脏。氰化物与铁原子的结合是不可逆的，只能通过化学攻击才能将其消除。饮用氰化物后，几分钟内受害者会失去意识，但仍在呼吸，慢慢地心脏衰竭，导致死亡。

然而，氰化氢的剧毒作用并不仅限于电影。木薯是5亿人的主食，某些品种的木薯含有足够的氰化物，每公斤木薯可以杀死6人。幸运的是，木薯的烹饪方法可以确保，如果操作得当，一个人吃一公斤木薯只会摄入五分之一的氰化物致死剂量。白色的根必须浸泡或在水中煮沸，或发酵以去除氰化物。这种加工通常在工业上进行，以生产安全的食品，如木薯粉和木薯粉。尽管有了安全食用木薯的技术，但木薯氰化物中毒在20世纪80年代成为一个普遍问题，特别是在非洲干旱地区，那里的人们不愿意在食用木薯前采取正确的措施。苹果、樱桃和杏仁等水果的种子也含有HCN，但含量很少，不会对健康构成威胁。

尽管氰化物中毒看起来很严重，但已经开发出了许多解毒剂，它们的作用机制是使氰化物离子锁定在另一个分子上，而不是与细胞色素氧化酶中的铁原子结合。人体内可用的一种这样的牺牲分子是血红蛋白。但是为了使血红蛋白中的铁原子能够吸收氰化物离子，必须将Fe(II)氧化为Fe(III)。这可以通过注射亚硝酸钠或4-二甲氨基苯酚来实现。其他可以被引入人体的牺牲分子是羟钴胺素(维生素B12的亲戚)或kelocyanor，它们都利用钴来清除氰化物离子。

记住这一点，世界各地的化学工业每月生产的氰化氢足以杀死地球上所有活着的人，这可能会让人感到惊讶。但是，当然，大部分都被用来生产各种各样的有机化合物。

例如，己二腈-通过在丁二烯的两个双键上添加HCN -是聚合物尼龙的前体，用于从制造复合材料到用作手术后缝合线的各种应用。它也被用于合成商业用途的生命必需氨基酸。

氰化氢可以在多种试剂和条件下轻易形成大量有机化合物，这使得研究人员开始思考氰化氢在生命起源中的作用——这引发了一场持续的争论。支持这一观点的人声称，氰化氢很可能是由地球史前大气中的闪电放电形成的。当时其他化学物质的存在可能促成了构成我们生命基础的氨基酸的合成。

无论争论的结果如何，氰化氢都是一种令人着迷的分子——也许是给予者，有时是索取者，在今天的许多方面也是生命的支持者。

米拉Senthilingam

确实如此，但我仍然认为，下次在我的饮食中使用木薯作为配料时，我应该更加小心。那是阿克夏特·拉蒂，他拥有有毒但有用的氰化氢化学物质。下周，我们将介绍一种防止衣服提前老化的化合物。

Josh Howgego

有一天，我注意到我的一条牛仔裤上出了几个小洞。渐渐地，我开始注意到越来越多的物品出现磨损和裂痕。

我突然想到:我有一个飞蛾的问题。我开始阅读所有关于蚕蛾的书，想看看有没有什么办法能让我摆脱这种令人讨厌的鳞翅目昆虫。几乎是在一瞬间，我就被蚕蛾的性信息素Bombykol的故事迷住了。

米拉Senthilingam

为了找出这种信息素最初是如何被发现的，以及它在驱赶害虫方面的用途，请与Josh Howgego一起参加下周的化学元素。在那之前，感谢大家的聆听。我是Meera Senthilingam