Lewisita ( L ) ( A-243 ) es un compuesto organoarsénico . Alguna vez se fabricó en los EE. UU., Japón, Alemania [2] y la Unión Soviética [3] para su uso como arma química , actuando como vesicante (agente ampollante) e irritante pulmonar . Aunque la sustancia es incolora e inodoro en su forma pura, las muestras impuras de lewisita son un líquido aceitoso de color amarillo, marrón, negro violeta, verde o ámbar con un olor distintivo que se ha descrito como similar al de los geranios . [4] [5] [6]
Aparte de su uso como arma de guerra, la lewisita es inútil; Un químico de los laboratorios de guerra química del ejército de los Estados Unidos afirmó que "nadie ha encontrado nunca ningún uso para el compuesto". [7]
El compuesto se prepara añadiendo tricloruro de arsénico a acetileno en presencia de un catalizador adecuado:
Este proceso químico puede ocurrir una segunda o tercera vez, dando lewisita 2 y lewisita 3 como subproductos. [8]
La lewisita, al igual que otros cloruros de arsénico, se hidroliza en agua para formar ácido clorhídrico y óxido clorovinilarsenoso (un agente ampollante menos potente): [5]
Esta reacción se acelera en soluciones alcalinas y forma acetileno y arseniato trisódico . [5]
La lewisita reacciona con los metales para formar gas hidrógeno. Es combustible, pero difícil de encender. [5]
Aparte de herir y matar personas deliberadamente, la lewisita no tiene aplicaciones comerciales, industriales o científicas. [7] En un artículo de 1959 sobre el desarrollo de un proceso discontinuo para la síntesis de lewisita, Gordon Jarman de los Laboratorios de Guerra Química del Ejército de los Estados Unidos dijo:
La fabricación puede ser una de las más fáciles y económicas en el campo organometálico, y lamentamos que nadie haya encontrado nunca ningún uso para el compuesto. Es una pena desperdiciar un proceso tan cuidadoso. [7]
Si bien el compuesto en sí no tiene ninguna aplicación útil, un informe de 1993 de la Agencia Nuclear de Defensa de Estados Unidos detalló los intentos de los químicos rusos de "explorar procesos para la conversión de estos agentes en productos comercializables", incluida la extracción de arsénico de alta pureza para su uso en semiconductores. dopaje (como arseniuro de galio ). Sin embargo, el informe concluyó que "la ingeniería y la ampliación del proceso a un nivel de producción pueden ser prohibitivamente difíciles" y que "a menos que se eliminen otras impurezas metálicas que probablemente se encuentren en la lewisita, la alta pureza requerida para la aplicación de chips puede requerir pasos adicionales", señalando que se proyectaba que la demanda mundial de compuestos de arsénico (que ya estaba disminuyendo en ese momento) se reduciría aún más, y que la economía propuesta para el proceso de conversión no se alineaba con los precios vigentes en ese momento para el arseniuro de galio. [9]
La lewisita es un inhibidor suicida del componente E3 de la piruvato deshidrogenasa . Como método eficaz para producir ATP, la piruvato deshidrogenasa participa en la conversión de piruvato en acetil-CoA . Este último entra posteriormente en el ciclo del TCA . La patología del sistema nervioso periférico generalmente surge de la exposición a la lewisita, ya que el sistema nervioso depende esencialmente de la glucosa como único combustible catabólico. [10]
Puede penetrar fácilmente en la ropa normal y en los guantes de látex. Al contacto con la piel provoca escozor, ardor y picazón inmediatos que pueden durar 24 horas. En cuestión de minutos, se desarrolla una erupción y el agente se absorbe a través de la piel. Se desarrollan ampollas grandes llenas de líquido (similares a las causadas por la exposición al gas mostaza ) después de aproximadamente 12 horas y causan dolor durante 2 a 3 días. [4] [5] Estas son quemaduras químicas graves y comienzan con pequeñas ampollas en las áreas rojas de la piel dentro de 2 a 3 horas y empeoran, abarcando toda el área roja, durante las siguientes 12 a 18 horas después de la exposición inicial. La lewisita líquida tiene efectos más rápidos que el vapor de lewisita. [5] Una absorción suficiente puede causar una necrosis hepática mortal .
Las personas expuestas a la lewisita pueden desarrollar hipotensión refractaria (presión arterial baja), conocida como shock de lewisita, con algunas características de toxicidad por arsénico. [11] La lewisita daña los capilares , que luego se vuelven permeables, lo que reduce el volumen de sangre necesario para mantener la presión arterial, una condición llamada hipovolemia . Cuando la presión arterial es baja, es posible que los riñones no reciban suficiente oxígeno y puedan dañarse . [5]
La inhalación, la vía de exposición más común, provoca ardor e irritación en todo el tracto respiratorio, hemorragia nasal (epistaxis), laringitis , estornudos , tos , vómitos , dificultad para respirar ( disnea ) y, en casos graves de exposición, puede provocar edema pulmonar mortal. , neumonitis o insuficiencia respiratoria . La ingestión provoca dolor intenso, náuseas, vómitos y daño tisular. [4] [5] Los resultados de la exposición ocular pueden variar desde escozor, ardor e irritación fuerte hasta ampollas y cicatrices en la córnea , junto con blefaroespasmo , lagrimeo y edema de los párpados y el área periorbitaria . Los ojos pueden hincharse y cerrarse, lo que puede mantenerlos a salvo de una mayor exposición. Las consecuencias más graves de la exposición ocular a la lewisita son la perforación del globo ocular y la ceguera . [5] Los síntomas generalizados también incluyen inquietud, debilidad, hipotermia y presión arterial baja.
Es posible que la lewisita sea cancerígena : la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer clasifica el arsénico como carcinógeno respiratorio , aunque no se ha confirmado que la lewisita sea carcinógena. [12]
La lewisita causa daños al tracto respiratorio a niveles inferiores al umbral de detección de olores. El daño tisular temprano causa dolor. [5]
La hidrólisis conduce al ácido clorovinilarsonoso, CVAA.
La antilewisita británica , también llamada dimercaprol, es el antídoto contra la lewisita. Puede inyectarse para prevenir la toxicidad sistémica, pero no previene lesiones en la piel, los ojos o las membranas mucosas. Químicamente, el dimercaprol se une al arsénico de la lewisita. Está contraindicado en personas con alergia al maní . [5]
Otro tratamiento para la exposición a lewisita es principalmente de apoyo. Los primeros auxilios por exposición a lewisita consisten en la descontaminación e irrigación de cualquier área que haya estado expuesta. Se pueden utilizar otras medidas según sea necesario, como el manejo de las vías respiratorias , la ventilación asistida y la monitorización de los signos vitales . En un entorno de atención avanzada, la atención de apoyo puede incluir el reemplazo de líquidos y electrolitos. Debido a que la sonda puede dañar o perforar el esófago, el lavado gástrico está contraindicado. [5]
A partir de una exposición aguda, alguien que haya inhalado lewisita puede desarrollar una enfermedad respiratoria crónica ; La exposición de los ojos a la lewisita puede causar discapacidad visual permanente o ceguera. [5]
La exposición crónica a la lewisita puede causar intoxicación por arsénico (debido a su contenido de arsénico) y el desarrollo de alergia a la lewisita . También puede causar enfermedades a largo plazo o daños permanentes a los órganos, dependiendo de dónde se haya producido la exposición, incluyendo conjuntivitis , aversión a la luz ( fotofobia ), discapacidad visual, visión doble ( diplopía ), lagrimeo ( lagrimeo ), sequedad de las membranas mucosas, aliento a ajo , ardor en la nariz y la boca, encefalopatía tóxica , neuropatía periférica , convulsiones , náuseas , vómitos, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), bronquitis , dermatitis , úlceras cutáneas , carcinoma de células basales y carcinoma de células escamosas . [5]
La lewisita puede ser una mezcla de moléculas con diferente número de grupos cloruro de vinilo sobre el cloruro de arsénico: la propia lewisita (dicloruro 2-clorovinilarsónico), junto con el cloruro de bis (2-clorovinil)arsinoso ( lewisita 2 ) y la tris (2-clorovinil)arsina. ( lewisita 3 ). [13] Además, a veces hay impurezas isoméricas: la lewisita en sí es principalmente dicloruro trans -2-clorovinilarsonoso, pero también pueden estar presentes el estereoisómero cis y el isómero constitucional (dicloruro 1-clorovinilarsonoso). [14]
Tanto los estudios experimentales como computacionales encuentran que el isómero trans -2-cloro es el más estable y que el enlace carbono-arsénico tiene una conformación en la que el par solitario del arsénico está aproximadamente alineado con el grupo vinilo. [14]
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La lewisita fue sintetizada en 1904 por Julius Arthur Nieuwland durante sus estudios de doctorado. [15] [16] [17] En su tesis, describió una reacción entre acetileno y tricloruro de arsénico, que condujo a la formación de lewisita. [18] La exposición al compuesto resultante enfermó tanto a Nieuwland que estuvo hospitalizado durante varios días. [dieciséis]
La lewisita lleva el nombre del químico y soldado estadounidense Winford Lee Lewis (1878-1943). [19] En 1918, John Griffin, asesor de tesis de Julius Arthur Nieuwland, llamó la atención de Lewis sobre la tesis de Nieuwland en Maloney Hall , un laboratorio químico de la Universidad Católica de América , Washington DC. [20] Lewis luego intentó purificar el compuesto mediante destilación, pero Descubrió que la mezcla explotaba al calentarla hasta que se lavó con HCl. [20]
La lewisita se convirtió en un arma secreta en una instalación ubicada en Cleveland , Ohio (la planta de Cleveland) en East 131st Street y Taft Avenue, [19] [21] y se le dio el nombre "G-34", que anteriormente había sido el código. para el gas mostaza, con el fin de confundir su desarrollo con el del gas mostaza. [22] El 1 de noviembre de 1918, comenzó la producción en una planta en Willoughby, Ohio . [23] No se utilizó en la Primera Guerra Mundial , pero Gran Bretaña experimentó con él en la década de 1920 como el "Rocío de la Muerte". [24]
Después de la Primera Guerra Mundial, Estados Unidos se interesó por la lewisita porque no era inflamable. Hasta la Segunda Guerra Mundial , tuvo el símbolo militar "M1", tras lo cual se cambió a "L". Las pruebas de campo con lewisita durante la Segunda Guerra Mundial demostraron que no se podían alcanzar concentraciones de víctimas en condiciones de alta humedad, debido a la velocidad de hidrólisis y el olor característico del producto químico, y la formación de lágrimas obligó a las tropas a ponerse máscaras y evitar áreas contaminadas. [ cita necesaria ] Estados Unidos produjo alrededor de 20.000 toneladas de lewisita, y la mantuvo disponible principalmente como anticongelante para gas mostaza o para penetrar la ropa protectora en situaciones especiales.
La lewisita fue reemplazada por la variante de gas mostaza HT (una mezcla 60:40 de mostaza sulfurada y mostaza O ), y fue declarada obsoleta en la década de 1950. El envenenamiento por lewisita se puede tratar eficazmente con el antilewisita británico (dimercaprol). La mayoría de las reservas de lewisita fueron neutralizadas con lejía y arrojadas al Golfo de México . [25] Las últimas reservas estadounidenses que quedaban en el Deseret Chemical Depot ubicado en las afueras de Salt Lake City , Utah, fueron destruidas en enero de 2012. [26]
La producción de cantidades superiores a 100 gramos por año por instalación fue prohibida por el Anexo 1 de la Convención sobre Armas Químicas de 1993 . Cuando la convención entró en vigor en 1997, las partes declararon existencias mundiales de 6.747 toneladas. A finales de 2015, el 98% de los arsenales declarados habían sido destruidos. [27]
En 2001, se encontró lewisita en un depósito de armas de la Primera Guerra Mundial en Washington, DC [28]
En julio de 2023, un portavoz de las Fuerzas Armadas de Ucrania afirmó que durante la batalla de Bakhmut un ataque de artillería rusa contra las fuerzas ucranianas había incluido lewisita, provocando síntomas de náuseas, vómitos y, en algunos casos, pérdida del conocimiento. [29] Sin embargo, no se publicó ninguna información de ningún análisis de muestra.
A mediados de 2006, China y Japón estaban negociando la eliminación de las reservas de lewisita en el noreste de China, abandonadas por el ejército japonés durante la Segunda Guerra Mundial. Durante los veinte años anteriores habían muerto personas por exposición accidental a estas reservas. [30]