โซมาน (หรือGD , EA 1210 , โซมาน , PFMP , A-255 , ชื่อทางระบบ: O -pinacolyl methyl phosphono fluoridate ) [ 1 ] ^{เป็นสาร}เคมีที่มีความเป็นพิษสูงมาก เป็นสารทำลายระบบประสาท ซึ่งรบกวน การทำงานปกติของ ระบบประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดย การยับยั้ง เอนไซม์โคลิน เอสเทอเรส มันเป็นสารยับยั้งทั้งอะเซทิลโคลินเอสเทอเรสและบิวทิริลโคลิน เอสเทอ เรส [ 2 ] ในฐานะ อาวุธ^เคมีมันถูก จัดประเภท เป็นอาวุธ ทำลายล้างขนาดใหญ่โดย องค์การสหประชาชาติตามมติที่ 687 ของสหประชาชาติ การผลิตของมัน ถูก ควบคุมอย่างเข้มงวด และการสะสมถูกห้ามโดยอนุสัญญาอาวุธเคมีปี 1993 ซึ่งมันถูกจัดประเภทเป็น สาร โซมานเป็นสารทำลาย ระบบประสาทกลุ่ม G-series ตัวที่สามที่ถูกค้นพบพร้อมกับ GA (ทาบุน), GB ( ซาริน ) และGF (ไซโคลซาริน)

เมื่อบริสุทธิ์ โซมานเป็น ของเหลว ระเหยง่ายกัดกร่อน และไม่มีสี มีกลิ่นจางๆ คล้ายลูกเหม็นหรือผลไม้เน่า^{[ 3 ]}โดยทั่วไปแล้วจะมีสีเหลืองถึงน้ำตาลและมีกลิ่นแรงที่อธิบายว่าคล้ายกับการบูร ค่าLCt ของโซมานคือ 70  มก.·นาที/ลบ.ม. ^ในมนุษย์

GD สามารถทำให้ข้นขึ้นเพื่อใช้เป็นสเปรย์เคมีโดยใช้โคพอลิเมอร์อะคริลอยด์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นอาวุธเคมีแบบไบนารีได้โดยสารตั้งต้นของมันคือเมทิลฟอสโฟนิลได ฟลูออไรด์และส่วนผสมของ พินาโคลิล แอลกอฮอล์และ เอมี น

หลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ซึ่ง มีการใช้ แก๊สมัสตาร์ดและฟอสจีนเป็นอาวุธเคมีพิธีสารเจนีวาปี 1925 ได้ถูกลงนามเพื่อพยายามห้ามการใช้อาวุธเคมี อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับอาวุธเคมีและการใช้อาวุธเคมียังคงดำเนินต่อไป ในปี 1936 สารเคมีอันตรายชนิดใหม่ถูกค้นพบ เมื่อ เกอร์ฮาร์ด ชเรเดอร์จากบริษัท IG Farbenในเยอรมนี แยกสารทาบุน (ซึ่งสหรัฐอเมริกาตั้งชื่อว่า GA หรือ German Agent A) ซึ่งเป็นสารทำลายระบบประสาทชนิดแรก ออกมาได้ในระหว่างการพัฒนายาฆ่าแมลง ชนิดใหม่ การค้นพบนี้ตามมาด้วยการแยกสารซาริน (ซึ่งสหรัฐอเมริกาตั้งชื่อว่า GB) ในปี 1938 ซึ่งชเรเดอร์เป็นผู้ค้นพบเช่นกัน

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง การวิจัยเกี่ยวกับสารพิษต่อระบบประสาทได้ดำเนินต่อไปในสหรัฐอเมริกาและเยอรมนี ในฤดูร้อนปี 1944 โซมาน ซึ่งเป็นของเหลวไม่มีสีที่มีกลิ่นการบูร (สหรัฐอเมริกากำหนดให้เป็น GD) ได้รับการพัฒนาโดยชาวเยอรมัน โซมานพิสูจน์แล้วว่ามีพิษร้ายแรงกว่าทาบุนและซารินริชาร์ด คูห์น ผู้ได้รับรางวัลโนเบลร่วมกับคอนราด เฮนเคิลค้นพบโซมานในระหว่างการวิจัยเกี่ยวกับเภสัชวิทยาของทาบุนและซารินที่สถาบันวิจัยการแพทย์ไกเซอร์ วิลเฮล์ม ที่ ไฮ เดลเบิร์ก^{[ 4 ]}การวิจัยนี้ได้รับมอบหมายจากกองทัพเยอรมัน โซมานถูกผลิตในปริมาณเล็กน้อยที่โรงงานนำร่องที่ โรงงาน IG Farbenในลุดวิกส์ฮาเฟนมันไม่เคยถูกนำมาใช้ในสงครามโลกครั้งที่สอง^{[ 5 ]}

การผลิตหรือการสะสมโซมานถูกห้ามโดยอนุสัญญาอาวุธเคมี ปี 1993 เมื่ออนุสัญญามีผลบังคับใช้ ภาคีต่างๆ ได้ประกาศว่ามีการสะสมโซมานทั่วโลกจำนวน 9,057 ตัน การสะสมดังกล่าวถูกทำลายภายในปี 2018 ^{[ 6 ]}

โครงสร้างผลึกของสารเชิงซ้อนโซมานกับอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรส ได้รับการกำหนดโดย Millard และคณะในปี 1999 โดยใช้ การวิเคราะห์ : 1som โครงสร้างอะเซทิลโคลีน เอสเทอเรสอื่นๆ ที่ได้รับการวิเคราะห์แล้วซึ่ง มีโซมานจับอยู่ด้วย ได้แก่ 2wfz, 2wg0และ 2wg1

โซมาน (C(±)P(±)-โซมาน) มีสเตอริโอไอโซเมอร์ สี่ ชนิด แต่ละชนิดมีความเป็นพิษต่างกัน แม้ว่าจะคล้ายคลึงกันมากก็ตาม สเตอริโอไอโซเมอร์ ได้แก่ C(+)P(+)-โซมาน, C(+)P(−)-โซมาน, C(−)P(−)-โซมาน และ C(−)P(+)-โซมาน^{[ 7 ] [ 8 ]}

โซมานมีหมู่ฟอสโฟนิลที่มีฟลูออไรด์และไฮโดรคาร์บอน (ขนาดใหญ่) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ โครงสร้างจึงคล้ายกับสารซารินซึ่งมีเพียงหมู่ไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็กกว่า (ไอโซโพรพิล) ติดอยู่ เนื่องจากความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างทางเคมี ปฏิกิริยาของสารประกอบทั้งสองจึงเกือบเหมือนกัน โซมานและซารินจะทำปฏิกิริยาโดยใช้หมู่ฟอสโฟออกซิเจน ซึ่งสามารถจับกับกรดอะมิโนเช่นซีรีนได้

กระบวนการผลิตโซมานคล้ายคลึงกับกระบวนการผลิตซารินมาก ความแตกต่างอยู่ที่การใช้พินาโคลิลแอลกอฮอล์ แทนไอ โซโพรพานอล ในกระบวนการผลิตซาริน

โซมานถูกสังเคราะห์โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างพินาโคลิลแอลกอฮอล์กับเมทิลฟอสโฟนิลได ฟลูออ ไร ด์ ผลลัพธ์ของปฏิกิริยานี้คือการเกิดโซมาน ซึ่งมีลักษณะเป็น “ของเหลวไม่มีสี มีกลิ่นคล้ายผลไม้เล็กน้อย” ความดันไอต่ำของโซมานจะทำให้เกิดก๊าซระเหยของโซมานขึ้น นอกจากนี้ กรด ไฮโดรเจนฟลูออไรด์จะเกิดขึ้นเนื่องจากการกำจัดฟลูออไรด์และโปรตอน กรดนี้เป็นอันตรายต่อมนุษย์ทางอ้อม การสัมผัสกับไฮโดรเจนฟลูออไรด์ที่ผิวหนังจะทำให้เกิดปฏิกิริยากับน้ำทันทีและผลิตกรด ไฮโดรฟลูออริก [ 5 ^]

โซมานเป็นสารพิษต่อระบบประสาทประเภทออร์กาโน อะเซทิลโคลีนฟอสเฟต ( AChE) โดยการสร้าง สารประกอบเชิงซ้อนกับเอนไซม์ผ่านทางหมู่เซรินในเอนไซม์นั้น สารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้อาจถูกย่อยสลายด้วยปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส หรือตัวอย่างเช่น โดยการทำงานของออกซิมบางชนิด และทำให้เอนไซม์กลับคืนมาได้ ปฏิกิริยาประเภทที่สอง ซึ่งเอนไซม์- สารประกอบเชิงซ้อนออร์กา โนฟอสเฟต

ออกซิเมที่แนะนำเพียงชนิดเดียวเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของโซมานคืออะโซซิเมคลอไรด์ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าHI-6 HI-6 ทำให้เกิดการกระตุ้น อะเซทิลโคลีนเอสเทอเรสเพียงบางส่วนเท่านั้นและต้องอาศัยการฉีดเข้าเครื่องฉีดอัตโนมัติทันทีก่อนถึงโรงพยาบาล^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

AChE เป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณ ประสาท เนื่องจากครึ่งชีวิตของเอนไซม์นี้ลดลงอย่างมากการส่งสัญญาณ ประสาทจึงถูกยกเลิกภายในไม่กี่นาที [ 5 ^]

เมื่อเข้าสู่ร่างกายมนุษย์แล้ว โซมานไม่เพียงแต่ยับยั้ง AChE เท่านั้น แต่ยังเป็นสารตั้งต้นสำหรับเอสเตอเรสอื่นๆ ด้วย ปฏิกิริยาของโซมานกับเอสเตอเรสเหล่านี้ทำให้สารประกอบนี้ถูกกำจัดพิษออกไปได้ ยังไม่มีการค้นพบปฏิกิริยาความเป็นพิษจากการเผาผลาญใดๆ ของโซมาน

โซมานสามารถถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์ที่เรียกว่า A-esterase ซึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือ diiso propylfluoro phosphatase เอนไซม์ esterase นี้เรียกอีกอย่างว่า somanase จะทำปฏิกิริยากับพันธะแอนไฮไดรด์ระหว่างฟอสฟอรัสและฟลูออรีน และทำให้เกิดการไฮโดรไลซิสของฟลูออไรด์ นอกจากนี้ somanase ยังไฮโดรไลซ์หมู่เมทิลของโซมาน ส่งผลให้เกิด กรดพินาโคลิลเมทิล ฟอสโฟนิก [ ^13]

นอกจากนี้ โซมานยังสามารถจับกับเอสเตอเรส อื่นๆ ได้ เช่นAChE , โคลินเอสเตอเรส ( ChE) และ คาร์บอก ซิล เอสเตอ เรส ( CarbE ) ในการจับกันนี้ โซมานจะสูญเสียฟลูออไรด์ไป หลังจากจับกับ AChE หรือ ChE แล้ว โซมานยังสูญเสียหมู่ฟอสฟอริล ทำให้เกิดกรด เมทิล ฟอสโฟนิก (MPA) การจับกับ CarbE จะลดความเข้มข้นรวมของโซมานในเลือด ส่งผลให้ความเป็นพิษลดลง ยิ่งไปกว่านั้น CarbE ยังมีส่วนร่วมในการล้างพิษโดย การไฮโดรไล ซ์โซมาน ให้เป็น PMPA ดังนั้น CarbE จึงมีส่วนในการล้างพิษของโซมานในสองวิธี [ 12 ] ^{[ 13 ]}

ความสำคัญของการล้างพิษของโซมานหลังจากการได้รับสารพิษได้รับการแสดงให้เห็นในการทดลองของ Fonnum และ Sterri (1981) พวกเขารายงานว่ามีเพียง 5% ของLD50 เท่านั้น ที่ยับยั้ง AChE ในหนู ส่งผลให้เกิดผลกระทบที่เป็นพิษเฉียบพลัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมมีส่วนในการล้างพิษของปริมาณที่เหลืออีก 95% ^{[ 14 ]}

เนื่องจากโซมานมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสารประกอบเช่นซาริน อาการแสดงของการเป็นพิษจากโซมานจึงค่อนข้างคล้ายคลึงกัน หนึ่งในสัญญาณแรกที่สังเกตได้ของการเป็นพิษจากโซมานคือรูม่านตาหดตัวอาการแสดงในภายหลังบางส่วน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ได้แก่ อาเจียน ปวดกล้ามเนื้ออย่างรุนแรง และปัญหาเกี่ยวกับระบบประสาทส่วนปลาย อาการเหล่านี้จะปรากฏขึ้นภายใน 10 นาทีหลังจากการสัมผัสและอาจคงอยู่เป็นเวลาหลายวัน^{[ 15 ]}

นอกจากผลกระทบที่เป็นพิษโดยตรงต่อระบบประสาทแล้ว ผู้ที่สัมผัสกับโซมานอาจประสบกับผลกระทบในระยะยาว ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลกระทบทางจิตใจ ผู้ที่สัมผัสกับโซมานในปริมาณน้อยประสบกับผลกระทบที่เป็นพิษอย่างรุนแรง เมื่อได้รับการรักษาแล้ว ผู้ป่วยมักจะเกิดภาวะซึมเศร้า มีความคิดต่อต้านสังคม เก็บตัวและเงียบขรึม นอนหลับไม่สนิท และฝันร้าย อาการเหล่านี้คงอยู่หกเดือนหลังจากการสัมผัส แต่จะหายไปโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายถาวร^{[ 16 ]}

ค่าLC ของโซมานในอากาศคาดว่าอยู่ที่ 70  มก. นาทีต่อ m³ ^{เมื่อ}เปรียบเทียบกับค่า LC สำหรับหนู ความเข้มข้นที่ทำให้มนุษย์เสียชีวิตจะต่ำกว่ามาก (954.3  มก. นาที/m³ ^{เทียบ}กับ 70  มก. นาที/m³ ⁾ สำหรับสารประกอบเช่นโซมาน ซึ่งอาจใช้เป็นอาวุธได้เช่นกัน ผลกระทบแรกมักปรากฏขึ้นแม้เพียงเศษส่วนของปริมาณ LC รูม่านตาหดตัว เป็นหนึ่งในอาการแรกของการ ^เป็นพิษจากโซมาน และสามารถพบได้ในปริมาณที่น้อยกว่า 1% ของ LC ^{[ 17} ]

มีการทดลองโดยให้หนูทดลองได้รับสารโซมานเพื่อทดสอบว่าผลกระทบต่อพฤติกรรมสามารถเกิดขึ้นได้ในปริมาณต่ำโดยไม่ก่อให้เกิดอาการที่ชัดเจนหรือไม่ การให้หนูทดลองได้รับสารโซมานในปริมาณน้อยกว่า 3 เปอร์เซ็นต์ของค่า LD50 เกิดการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม การหลีกเลี่ยงอย่างกระตือรือร้นของหนูที่ได้รับสารลดลงกว่าการหลีกเลี่ยงของหนูที่ไม่ได้รับสาร (การทดลองกล่องชัตเติลแบบสองทาง) นอกจากนี้ การประสานงานของกล้ามเนื้อ (งานก้าวข้ามสิ่งกีดขวาง) พฤติกรรมในพื้นที่เปิด และพฤติกรรมการหลีกเลี่ยงทั้งแบบกระตือรือร้นและแบบไม่กระตือรือร้นก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน สรุปได้ว่าหนูที่ได้รับสารโซมานทำงานได้น้อยลงในงานที่ต้องใช้การเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ รวมถึงการทำงานของโครงสร้างระดับสูงของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) ในเวลาเดียวกัน ในเรื่องนี้ โซมานมีผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลางเป็นหลัก

ความรู้เกี่ยวกับผลกระทบของโซมานและสารยับยั้งโคลีนเอสเตอเรสชนิดอื่นๆ ในปริมาณต่ำต่อหนู อาจใช้เพื่ออธิบายอุบัติการณ์อุบัติเหตุเครื่องบินที่ค่อนข้างสูงอันเนื่องมาจากความผิดพลาดของนักบินเกษตร หากความรู้นี้สามารถนำไปใช้กับมนุษย์ได้ ก็สามารถอธิบายอุบัติการณ์ที่สูงนี้ด้วยกิจกรรมโคลีนเอสเตอเรสที่ลดลงเนื่องจากการสัมผัสกับยาฆ่าแมลง ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าการคาดการณ์จากหนูไปสู่มนุษย์นั้นสามารถทำได้หรือไม่^{[ 18 ]}

• วุฒิสภาสหรัฐอเมริกา สภาที่ 103 สมัยที่ 2 (25 พฤษภาคม 1994) เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุ -- สารพิษทำลายระบบประสาทโซเมน (จีดีและจีดีชนิดข้น) ( เก็บถาวรเมื่อ 12 กันยายน 2013 ที่Wayback Machine ) สืบค้นเมื่อ 6 พฤศจิกายน 2004
• สารยับยั้งและสารตั้งต้นของ AChEในProteopedia
• 2wfzในProteopedia
• 2wg0ในProteopedia
• 2wg1ในProteopedia
• 1somในProteopedia
• หน้าหลัก(ภาษาโปรตุเกส)