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Para otros usos, consulte Sarin (desambiguación) .
No confundir con serina , sarrin o saran .

Sarín [1]
Sarin-2D-por-AHRLS-2011.png
S-Sarín
Nombres
Pronunciación/ S ɑː r ɪ n /
Nombre IUPAC preferido
( RS ) -propan-2-il metilfosfonofluoridato
Otros nombres
( RS ) - O Isopropil metilfosfonofluoridato; IMPF;
GB; [2]
2- (fluoro-metilfosforil) oxipropano;
Ácido fosfonofluorídico, P -metil-, 1-metiletil éster
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
UNII
Propiedades
C 4 H 10 F O 2 P
Masa molar140,094  g · mol −1
AparienciaLíquido transparente incoloro, pardusco si es impuro
OlorInodoro en forma pura. El sarín impuro puede oler a mostaza o goma quemada.
Densidad1.0887 g / cm 3 (25 ° C)
1.102 g / cm 3 (20 ° C)
Punto de fusion -56 ° C (-69 ° F; 217 K)
Punto de ebullición 158 ° C (316 ° F; 431 K)
Miscible
log P0,30
Peligros
Principales peligrosAgente colinérgico extremadamente letal .
Ficha de datos de seguridadAgente nervioso letal Sarin (GB)
Pictogramas GHSGHS06: tóxico
NFPA 704 (diamante de fuego)
0,00003 mg / m 3 (TWA), 0,0001 mg / m 3 (STEL)
Dosis o concentración letal (LD, LC):
LD 50 ( dosis mediana )
39 μg / kg (intravenoso, rata) [3]
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.):
IDLH (peligro inmediato)
0,1 mg / m 3
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

El sarín ( designación OTAN GB [abreviatura de serie G , "B"]) es un compuesto organofosforado sintético extremadamente tóxico . [4] Un líquido incoloro e inodoro, se utiliza como arma química debido a su extrema potencia como agente nervioso . La exposición es letal incluso a concentraciones muy bajas, donde la muerte puede ocurrir entre uno y diez minutos después de la inhalación directa de una dosis letal, [5] [6] debido a la asfixia por parálisis respiratoria, a menos que los antídotos se administren rápidamente. [4] Las personas que absorben una dosis no letal, pero que no reciben tratamiento médico inmediato, pueden sufrir daños neurológicos permanentes.

El sarín generalmente se considera un arma de destrucción masiva . La producción y el almacenamiento de sarín fueron prohibidos en abril de 1997 por la Convención sobre Armas Químicas de 1993 y está clasificado como sustancia de la Lista 1 .

Efectos sobre la salud [ editar ]

Sarín (rojo), acetilcolinesterasa (amarillo), acetilcolina (azul)

Al igual que otros agentes nerviosos que afectan al neurotransmisor acetilcolina , el sarín ataca el sistema nervioso al interferir con la degradación del neurotransmisor acetilcolina en las uniones neuromusculares . La muerte suele ocurrir como resultado de la asfixia debido a la incapacidad para controlar los músculos involucrados en la respiración.

Los síntomas iniciales después de la exposición al sarín son secreción nasal , opresión en el pecho y constricción de las pupilas . Poco después, la persona tendrá dificultad para respirar y experimentará náuseas y babeo. A medida que continúan perdiendo el control de las funciones corporales, pueden vomitar, defecar y orinar. A esta fase le siguen espasmos y sacudidas. Al final, la persona entra en coma y se asfixia en una serie de espasmos convulsivos . Además, los mnemónicos comunes para la sintomatología de la intoxicación por organofosforados, incluido el sarín, son las "B asesinas" de la broncorrea y el broncoespasmo.porque son la principal causa de muerte [7] y LODOS : salivación, lagrimeo, micción, defecación, malestar gastrointestinal y emesis (vómitos). La muerte puede seguir de uno a diez minutos después de la inhalación directa.

El sarín tiene una alta volatilidad (facilidad con la que un líquido puede convertirse en vapor) en comparación con agentes nerviosos similares, por lo que la inhalación es muy fácil e incluso el vapor puede penetrar inmediatamente en la piel. La ropa de una persona puede liberar sarín durante unos 30 minutos después de haber estado en contacto con el gas sarín, lo que puede provocar la exposición de otras personas. [8]

Gestión [ editar ]

Se han descrito medidas de tratamiento. [8] El tratamiento es típicamente con los antídotos atropina y pralidoxima . [4] La atropina, un antagonista de los receptores muscarínicos de acetilcolina , se administra para tratar los síntomas fisiológicos del envenenamiento. Dado que la respuesta muscular a la acetilcolina está mediada por los receptores nicotínicos de acetilcolina , la atropina no contrarresta los síntomas musculares. La pralidoxima puede regenerar colinesterasas si se administra en aproximadamente cinco horas. Biperiden , un antagonista sintético de la acetilcolina, se ha sugerido como una alternativa a la atropina debido a su mejor penetración de la barrera hematoencefálica y su mayor eficacia. [9]

Mecanismo de acción [ editar ]

Específicamente, el sarín es un potente inhibidor de la acetilcolinesterasa , [10] una enzima que degrada el neurotransmisor acetilcolina después de que se libera en la hendidura sináptica . En los vertebrados, la acetilcolina es el neurotransmisor utilizado en la unión neuromuscular, donde las señales se transmiten entre las neuronas desde el sistema nervioso central a las fibras musculares. Normalmente, la acetilcolina se libera de la neurona para estimular el músculo, después de lo cual es degradada por la acetilcolinesterasa , lo que permite que el músculo se relaje. Una acumulación de acetilcolina en la hendidura sináptica, debido a la inhibición de la acetilcolinesterasa, significa que el neurotransmisor sigue actuando sobre la fibra muscular, de modo que los impulsos nerviosos se transmiten de forma eficaz y continua.

El sarín actúa sobre la acetilcolinesterasa formando un enlace covalente con el residuo de serina particular en el sitio activo. El fluoruro es el grupo saliente y el fosfotioéster resultante es robusto y biológicamente inactivo . [11] [12]

Su mecanismo de acción se parece al de algunos insecticidas de uso común , como el malatión . En términos de actividad biológica, se parece a los insecticidas de carbamato , como Sevin , ya los medicamentos piridostigmina , neostigmina y fisostigmina .

Pruebas de diagnóstico [ editar ]

Estudios controlados en hombres sanos han demostrado que una dosis oral no tóxica de 0,43 mg administrada en varias porciones durante un intervalo de 3 días causó depresiones máximas promedio de 22 y 30%, respectivamente, en los niveles de acetilcolinesterasa en plasma y eritrocitos. Una sola dosis aguda de 0,5 mg provocó síntomas leves de intoxicación y una reducción media del 38% en ambas medidas de la actividad de la acetilcolinesterasa. El sarín en sangre se degrada rápidamente in vivo o in vitro . Sus metabolitos inactivos primarios tienen una vida media en suero in vivo de aproximadamente 24 horas. El nivel sérico de ácido isopropil metilfosfónico no unido (IMPA), una hidrólisis de sarínproducto, osciló entre 2 y 135 μg / L en supervivientes de un ataque terrorista durante las primeras cuatro horas posteriores a la exposición. El sarín o sus metabolitos se pueden determinar en sangre u orina mediante cromatografía de gases o de líquidos , mientras que la actividad de la acetilcolinesterasa suele medirse mediante métodos enzimáticos. [13]

Un método más nuevo llamado "regeneración de fluoruro" o "reactivación de fluoruro" detecta la presencia de agentes nerviosos durante un período más largo después de la exposición que los métodos descritos anteriormente. La reactivación de fluoruro es una técnica que se ha explorado desde al menos principios de la década de 2000. Esta técnica elimina algunas de las deficiencias de los procedimientos más antiguos. El sarín no solo reacciona con el agua del plasma sanguíneo a través de la hidrólisis (formando los denominados "metabolitos libres"), sino que también reacciona con varias proteínas para formar "aductos de proteínas". Estos aductos de proteínas no se eliminan tan fácilmente del cuerpo y permanecen durante un período de tiempo más largo que los metabolitos libres. Una clara ventaja de este proceso es que el período posterior a la exposición para determinar la exposición al sarín es mucho más largo.posiblemente de cinco a ocho semanas según al menos un estudio.[14] [15]

Toxicidad [ editar ]

Como gas nervioso, se estima que el sarín en su forma más pura es 26 veces más letal que el cianuro . [16] La LD50 del sarín inyectado por vía subcutánea en ratones es de 172 μg / kg. [17]

El sarín es altamente tóxico, ya sea por contacto con la piel o por inhalación. La toxicidad del sarín en humanos se basa en gran medida en cálculos de estudios con animales. La concentración letal de sarín en el aire es de aproximadamente 28 a 35 mg por metro cúbico por minuto durante un tiempo de exposición de dos minutos por un adulto sano que respira normalmente (intercambiando 15 litros de aire por minuto, el valor más bajo de 28 mg / m 3 es para población). [18] Este número representa la concentración letal estimada para el 50% de las víctimas expuestas, el valor LCt50 . El valor de LCt95 o LCt100 se estima en 40 - 83 mg por metro cúbico para un tiempo de exposición de dos minutos. [19] [20]El cálculo de los efectos para diferentes tiempos de exposición y concentraciones requiere seguir modelos específicos de carga tóxica. En general, las exposiciones breves a concentraciones más altas son más letales que las exposiciones prolongadas comparables a concentraciones bajas. [21] Hay muchas formas de hacer comparaciones relativas entre sustancias tóxicas. La siguiente lista compara el sarín con algunos agentes de guerra química actuales e históricos, con una comparación directa con la LCt50 respiratoria:

  • Cianuro de hidrógeno , 2.860 mg · min / m 2 [22] - El sarín es 81 veces más letal
  • Fosgeno , 1,500 mg · min / m 2 [22] - El sarín es 43 veces más letal
  • Mostaza de azufre , 1000 mg · min / m 2 [22] - El sarín es 28 veces más letal
  • Cloro , 19.000 mg · min / m 2 [23] - El sarín es 543 veces más letal

Producción y estructura [ editar ]

El sarín es una molécula quiral porque tiene cuatro sustituyentes químicamente distintos unidos al centro de fósforo tetraédrico . [24] La forma S P (el isómero óptico (-) ) es el enantiómero más activo debido a su mayor afinidad de unión a la acetilcolinesterasa . [25] [26] El enlace PF se rompe fácilmente por agentes nucleofílicos , como agua e hidróxido. Con una p H alta , el sarín se descompone rápidamente en derivados del ácido fosfónico no tóxicos . [27]

Por lo general, se fabrica y se arma como una mezcla racémica (una mezcla 1: 1 de sus dos formas enantioméricas), ya que implica un proceso sintético más simple al tiempo que proporciona un arma adecuada. [25] [26]

Se pueden utilizar varias vías de producción para crear sarín. La reacción final típicamente implica la unión del grupo isopropoxi al fósforo con una alcoholisis con alcohol isopropílico . Son comunes dos variantes de este proceso. Una es la reacción del difluoruro de metilfosfonilo con alcohol isopropílico, que produce una mezcla racémica de enantiómeros de sarín con ácido fluorhídrico como subproducto: [27]

El segundo proceso utiliza cantidades iguales de difluoruro de metilfosfonilo y dicloruro de ácido metilfosfónico , una mezcla "Di-Di" en este proceso, en lugar de solo el difluoruro. Esta reacción también produce sarín, pero ácido clorhídrico como subproducto. El proceso Di-Di fue utilizado por Estados Unidos para la producción de su reserva unitaria de sarín. [27]

El siguiente esquema muestra un ejemplo genérico del proceso Di-Di; en realidad, la selección de los reactivos y las condiciones de reacción dictan tanto la estructura del producto como el rendimiento. La elección del enantiómero del intermedio de cloro fluoro mixto que se muestra en el diagrama es arbitraria, pero la sustitución final es selectiva para el cloro sobre el fluoro como grupo saliente . La atmósfera inerte y las condiciones anhidras ( técnicas de Schlenk ) se utilizan para la síntesis de sarín y otros organofosforados. [27]

Como ambas reacciones dejan una cantidad considerable de ácido en el producto y, en consecuencia, el sarín producido a granel por estos métodos tiene una vida media corta sin procesamiento adicional, y sería corrosivo para los contenedores y dañino para los sistemas de armas. Se han probado varios métodos para resolver estos problemas. Además de las técnicas de refinado industrial para depurar el propio químico, se han probado diversos aditivos para combatir los efectos del ácido, tales como:

  • Se añadió tributilamina al sarín estadounidense producido en Rocky Mountain Arsenal . [28]
  • Se añadió trietilamina al sarín del Reino Unido, con un éxito relativamente bajo. [29] El culto Aum Shinrikyo también experimentó con trietilamina. [30]
  • Aum Shinrikyo utilizó N , N- dietilanilina para la reducción del ácido. [31]
  • Se añadió N , N ' -diisopropilcarbodimida al sarín producido en el Rocky Mountain Arsenal para combatir la corrosión. [32]
  • La isopropilamina se incluyó como parte del proyectil de artillería de campo M687 de 155 mm, que era un sistema binario de armas sarín desarrollado por el Ejército de los EE. UU. [33]

Otro subproducto de estos dos procesos químicos es el metilfosfonato de diisopropilo , que se forma cuando un segundo alcohol isopropílico reacciona con el propio sarín. Este químico se degrada en ácido isopropil metilfosfónico. [34]

Degradación y vida útil [ editar ]

Conejo usado para buscar fugas en la antigua planta de producción de sarín ( Rocky Mountain Arsenal ), 1970

La reacción química más importante de los haluros de fosforilo es la hidrólisis del enlace entre el fósforo y el fluoruro. Este enlace PF se rompe fácilmente por agentes nucleofílicos, como agua e hidróxido . A pH alto , el sarín se descompone rápidamente en derivados del ácido fosfónico no tóxicos . [35] [36] La descomposición inicial del sarín se produce en ácido isopropil metilfosfónico (IMPA), una sustancia química que no se encuentra comúnmente en la naturaleza, excepto como un producto de descomposición del sarín (esto es útil para detectar el uso reciente del sarín como arma ). El IMPA luego se degrada en ácido metilfosfónico (MPA), que también puede ser producido por otros organofosforados. [37]

El sarín con ácido residual se degrada después de un período de varias semanas a varios meses. La vida útil puede reducirse debido a las impurezas en los materiales precursores . Según la CIA , parte del sarín iraquí tenía una vida útil de solo unas pocas semanas, debido principalmente a precursores impuros. [38]

Junto con los agentes nerviosos como tabun y VX , el sarín puede tener una vida útil corta. Por lo tanto, generalmente se almacena como dos precursores separados que producen sarín cuando se combinan. [39] La vida útil del sarín se puede extender aumentando la pureza del precursor y los intermedios e incorporando estabilizadores como tributilamina . En algunas formulaciones, la tributilamina se reemplaza por diisopropilcarbodiimida (DIC), lo que permite que el sarín se almacene en envolturas de aluminio . En las armas químicas binarias , los dos precursores se almacenan por separado en el mismo caparazón.y mezclado para formar el agente inmediatamente antes o cuando el caparazón está en vuelo. Este enfoque tiene el doble beneficio de resolver el problema de la estabilidad y aumentar la seguridad de las municiones de sarín.

Historia [ editar ]

El sarín fue descubierto en 1938 en Wuppertal- Elberfeld en Alemania por científicos de IG Farben que intentaban crear pesticidas más fuertes; es el más tóxico de los cuatro agentes nerviosos de la serie G fabricados por Alemania. El compuesto, que siguió al descubrimiento del agente nervioso tabun , recibió su nombre en honor a sus descubridores: S chrader , A mbros , Gerhard R itter y von der L in de. [40]

Usar como arma [ editar ]

A mediados de 1939, la fórmula del agente se pasó a la sección de guerra química de la Oficina de Armas del Ejército Alemán , que ordenó que se llevara a la producción en masa para su uso en tiempos de guerra. Se construyeron plantas piloto y una instalación de alta producción estaba en construcción (pero no se terminó) al final de la Segunda Guerra Mundial . Las estimaciones de la producción total de sarín de la Alemania nazi oscilan entre 500 kg y 10 toneladas. [41] Aunque el sarín, el tabun y el somán se incorporaron a los proyectiles de artillería , Alemania no utilizó agentes nerviosos contra objetivos aliados .

Corte de la ojiva de misiles Honest John de EE. UU. , Que muestra bombas de sarín M134 (c. 1960)
Reproducir medios
Gas sarín utilizado contra animales en un experimento con armas.
  • Década de 1950 (principios): la OTAN adoptó el sarín como arma química estándar, y tanto la URSS como los Estados Unidos produjeron sarín para fines militares.
  • 1953: Ronald Maddison , de 20 años , un ingeniero de la Royal Air Force de Consett , Condado de Durham , murió en pruebas humanas de sarín en las instalaciones de pruebas de guerra química de Porton Down en Wiltshire , Inglaterra. Diez días después de su muerte, se llevó a cabo una investigación en secreto que arrojó un veredicto de desventura . En 2004, la investigación se reabrió y, después de una audiencia de investigación de 64 días, el jurado dictaminó que Maddison había sido asesinado ilegalmente por la "aplicación de un agente nervioso en un experimento no terapéutico". [42]
  • 1957: La producción regular de armas químicas de sarín cesó en los Estados Unidos, aunque las existencias de sarín a granel se volvieron a destilar hasta 1970. [28]
  • 1976: El servicio de inteligencia de Chile, DINA , asignó al bioquímico Eugenio Berríos para desarrollar gas sarín dentro de su programa Proyecto Andrea , para ser utilizado como arma contra sus oponentes. [43] Uno de los objetivos de la DINA era empaquetarlo en botes de aerosol para facilitar su uso, lo que, según el testimonio del ex agente de la DINA Michael Townley , fue uno de los procedimientos planificados en el asesinato de Orlando Letelier en 1976 . [43] Berríos testificó más tarde que se utilizó en varios asesinatos. [44] [45]
  • Marzo de 1988: Ataque químico de Halabja ; Durante dos días en marzo, la etnia kurda ciudad de Halabja , en el norte de Irak (población 70.000) fue bombardeada por Saddam Hussein 's de la Fuerza Aérea Iraquí aviones con bombas químicas incluyendo sarín. Se estima que murieron 5.000 personas, casi todas civiles. [46]
  • Abril de 1988: el sarín se utilizó cuatro veces contra soldados iraníes al final de la guerra entre Irán e Irak , lo que ayudó a las fuerzas iraquíes a retomar el control de la península de al-Faw durante la segunda batalla de al-Faw .
  • 1993: 162 países miembros firmaron la Convención de las Naciones Unidas sobre Armas Químicas , que prohíbe la producción y el almacenamiento de muchas armas químicas, incluido el sarín. Entró en vigor el 29 de abril de 1997 y pidió la destrucción completa de todas las existencias especificadas de armas químicas para abril de 2007. [47] Cuando la convención entró en vigor, las partes declararon existencias mundiales de 15.047 toneladas de sarín. Al 28 de noviembre de 2019, el 98% de las existencias habían sido destruidas. [48]
  • 1994: incidente de Matsumoto ; la secta religiosa japonesa Aum Shinrikyo liberó una forma impura de sarín en Matsumoto, Nagano , matando a ocho personas y dañando a más de 200. La estación australiana de ovejas Banjawarn fue un campo de pruebas.
  • 1995: Ataque con sarín en el metro de Tokio ; la secta Aum Shinrikyo lanzó una forma impura de sarín en el Metro de Tokio . Doce personas murieron y más de 6.200 resultaron heridas. [49] [50]
  • 2002: El militante pro checheno Ibn al-Khattab puede haber sido asesinado con sarín por el gobierno ruso. [51] [52]
  • Mayo de 2004: insurgentes iraquíes detonaron un proyectil de 155 mm que contenía precursores binarios de sarín cerca de un convoy estadounidense en Irak . El caparazón fue diseñado para mezclar los productos químicos mientras giraba durante el vuelo. El proyectil detonado liberó solo una pequeña cantidad de gas sarín, ya sea porque la explosión no mezcló adecuadamente los agentes binarios o porque los químicos dentro del proyectil se habían degradado con el tiempo. Dos soldados estadounidenses fueron tratados después de mostrar los primeros síntomas de exposición al sarín. [53]
  • Marzo de 2013: ataque químico de Khan al-Assal ; El sarín se utilizó en un ataque contra una ciudad al oeste de la ciudad de Alepo en Siria, matando a 28 personas e hiriendo a 124 [54].
  • Agosto de 2013: ataque químico de Ghouta ; El sarín se utilizó en múltiples ataques simultáneos en la región de Ghouta de la gobernación de Rif Dimashq de Siria durante la Guerra Civil Siria . [55] Diversas [56] fuentes dieron un número de muertos de 322 [57] a 1.729. [58]
  • Abril de 2017: ataque químico de Khan Shaykhun ; La Fuerza Aérea Siria liberó gas sarín en la provincia de Idlib en Siria, controlada por los rebeldes, durante un ataque aéreo . [59] [60]
  • Abril de 2018: Se informó que las víctimas del ataque químico de Douma tenían síntomas compatibles con la exposición al sarín y otros agentes. El 6 de julio de 2018, la Misión de Investigación (FFM) de la OPAQ publicó su informe provisional. El informe indicó que "los resultados muestran que no se detectaron agentes nerviosos organofosforados [sarín] o sus productos de degradación en las muestras ambientales o en las muestras de plasma tomadas de presuntas víctimas". [61]
  • 2019: Según los informes, se detectó sarín en un correo enviado a la sede de Facebook en Menlo Park, California , pero se eliminó como una falsa alarma tras una mayor investigación por parte de las autoridades. [62]

Ver también [ editar ]

  • Clorosarina

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Ficha de datos de seguridad de materiales
  • Memorando de la CIA: La estabilidad de las reservas de armas químicas de Irak
  • Hoja informativa de los CDC sobre el sarín
  • Tarjeta de respuesta de emergencia de sarín de los CDC