Циановодород, яки циансутуар (аның судагы эремәсен синиль әчесе дип атыйлар) H-C≡N сызыкча төзелешле гади, зур булмаган молекуладан гыйбарәт. Азот атомы белән күмертуар атомы арасында – көчле өчле бәйләнеш, ә H-C бәйләнеше исә көчсезрәк, һәм аның гетеролитик өзелүе цианид анионы – CN– — барлыкка килүенә китерә.
Цианид анионы металлар белән көчле координацион бәйләнешләр барлыкка китерә, аның бу үзлеге алтын чыгару сәнәгатендә кулланыла. Алтынлы токымны натрий цианиды эремәсе белән (эремә аша һава уздырып) катнаштыралар. Бу вакытта алтын эри һәм эрүчән алтын комплекслары барлыкка килә. Әлеге реакция Эльснер реакциясе дип атала:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Шулай итеп алтынны токымнан комплекс рәвешендә юдыртырга, ә аннан соң комплексны химик яисә электрохимик юл белән металлик алтынга кадәр кайтарырга мөмкин. Әлеге төр чистарту өчен күп күләмдәге цианидлар таләп ителә, һәм, аларның рециклизациясе булса да, әйләнә-тирәгә бик күп күләмдәге цианидлар эләгү куркынычы булганга күрә, алтын чыгару процессы вакытында әйләнә-тирәгә дә, шул процесста катнашучы кешеләргә дә зур куркыныч яный.
ССРБ вакытында Лена алтын чыгару урыннарында алтын урлау очраклары турында риваять тә бар. «Зур җир»гә барган вакытта, социалистик милекне урлаучылар алтынлы эремәне шифалы су шешәләренә тутыра торган булганнар. Һәм алар һава аланында җентекле тикшерүне дә бер авырлыксыз узалар. Дөрес, урлаулар бик озак дәвам итми – алтынлы эремәнең тыгызлыгы (бер күләмгә туры килгән масса) нарзан тыгызлыгыннан зуррак булганга күрә, тикшерү вакытында шешәләрне үлчи башлыйлар.
Цианид анионы иң тиз тәэсир итүче агуларның берсе булып тора; калий цианидын күп кенә детектив һәм шпион романнарының һәм хикәяләренең каһарман-матдәсе итеп санарга була: аларда калий цианиды агулаучыларның иң яраткан агуы булып чыгыш ясый, һәм шулай ук аның ярдәмендә тотылган шымчылар сорау алганда җәзаланудан котыла алган. Оберст Штауффенбергның заговоры турындагы америка фильмында, өстәмә батальонга әмер бирүче майор Ремер ике капма-каршы боерыкның кайсысын үтәргә дип карар кылган вакытта, Геббельс сиздерми генә кулында капсула әйләндерә (ул капсулада цианид булуы бик ихтимал).
Цианид анионнары кеше организмына эләккәннән соң, бик тиз арада күзәнәк мембранасы аша үтеп керәләр һәм күзәнәкләрдәге тимер атомнары белән бәйләнешкә керәләр. Тимер белән бәйләнешкә керү цитохром-С-оксидаза ферментының ингибирлашуына китерә; әлеге ингибирлашу процессы митохондрияләрдә бара. Ингибирлашучы фермент яшәешне тәэмин итү өчен бик мөһим, чөнки ул глюкозаның соңгы оксидлашу стадиясен катализлый. Ферментның ингибирлашуы организмдагы энергия чыганагының «коруы»на китерә, ә бу бик тиз вакыт эчендә үзәк нерв системасына һәм йөрәккә йогынты ясый. Цианид ионының оксидаза белән бәйләнешүен кайтмас процесс дип санарга була – ферментны яңадан үз хәленә кайтару (регенерация) һәм «нормаль» итеп эшкә җигү цианид белән зарарланган ферментның аңа туры килгән антидот белән бәйләнешкә кергән очрагында гына мөмкин. Цианид белән агуланган вакытта, кеше аңын югалта, һәм, сулыш алуын дәвам итсә дә, йөрәкнең кыскару ешлыгы кими бара, һәм бу, нәтиҗәдә, үлемгә китерә.
Цианидның кеше үлеменә китерергә сәләтле минималь микъдары < 1 мг/кг (кешенең бер килограмм тере авырлыгына бер миллиграмм агу туры килә). Беренче тапкыр агулаучы хәрби матдә буларак синиль кислотасы француз гаскәрләре тарафыннан 1916 елның 1 июлендә Сомма елгасында кулланыла. Тик куммулятив үзлекләре булмаганлыктан һәм әлеге урын өчен тотрыклыгы ким булганга күрә, синиль кислотасын мондый сыйфатта куллану туктатыла.
Синиль әчесе «Циклон Б» кушылмасының бер өлеше дә булып торган, аны икенче бөтендөнья сугышы вакытында концентрация лагерьләрәндә кешеләрне үтерү өчен кулланганнар. АКШның кайбер штатларында синиль әчесен үлем җәзасы вакытында агулау матдәсе буларак кулланылган. 5-15 минуттан соң, кеше, кагыйдә буларак, үлгән. Синиль кислотасының тозлары – цианидлар – тагын да агулырак. Риваятькә күз салсак, Григорий Распутинны да нәкъ менә калий цианиды белән агуларга теләгәннәр.
Ә нигә «риваять» соң? Эш шунда ки, «беренчел чыганакта» – Феликс Йосыповның истәлекләрендә – кайбер химик тайпылышлар бар. Кенәзнең көндәлеген укып карыйк:
«Мин бизәлгән шкафтан агу белән тартма алдым. Доктор Лазоверт резин перчаткалар киде һәм, цианлы калий кристалларын алып, аларны ком хәленә китерде. Аннан кабартмаларның өстен күтәрде дә аларның төпләренә, аның әйтүе буенча, берничә кешене үтерергә җитәрлек микъдардагы агу сипте. Бер сүз дә дәшмичә, дулкынлану белән без аның һәр адымын күзәтеп бардык. Агуны тустаганнарга саласы калган иде. Очып бетеп, көчен югалтмасын өчен, аларга агуны соңгы минутта гына сибәргә карар кылынды»
Менә монда шунда ук сорау туа – Распутинны чыннан да калий цианиды белән агуладылармы икән? Калий цианиды – каты тоз, һәм аның очып бетү гадәте юк болай: без бит ризыкны, тозы очып бетмәсен дип, соңгы минутта гына тозламыйбыз… Ярый, кенәз Йосыпов химия буенча тирән белемгә ия булмагандыр, диик, тик доктор моның турында белергә тиеш булгандыр инде.
Агуны, чыннан да, калий цианиды булган дигән очракта да, агулаучыларның әлеге агулау ысулы – баллы кабартмалардагы вакланган агу – бик үк уңышлы түгел. Шуның өстенә, замандашлары искә алуы буенча, Распутинның еш кикерә торган гадәте булган, ә бу, үз чиратында, аның ашказанының әчелеге югары булганын күрсәтә. Ягъни монда түбәндәге хәл була: вакланган цианид кабартмалардагы шикәр белән уңышлы гына реакциягә керә (цианид ионы һәм синиль кислотасы, чыннан да, шикәр белән тәэсир итешәләр). Әгәр дә аны вакламаган булсалар, цианид белән шикәр арасындагы реакция акрынрак барган булыр иде, һәм кабартмаларда шактый күләмдә агу калган булыр иде. Ә аларда калган калий цианиды Распутинның әче «кикереге» белән тәэсир итешеп, цианидны калий цианидыннан көчсезрәк булган әчегә әйләндерер иде.
Синиль кислотасы һәм кечкенә микъдардагы цианид, бәлки, Распутинны агулый да алган булырлар иде, чөнки «тулы ашказанына» циановодородның һәм хәтта цианлы калийның да әкренәйтелгән «эшчәнлеге» барырга мөмкин (әлеге тоткарлану 30-40 минутка кадәр җитәргә мөмкин). Тик заговорчыларның моны көтәргә сабырлыклары җитми, һәм, «изге карт»ның шунда ук үлмәгәнлеген күреп алгач, ата, ә аннан аны батыра да башлыйлар.
Хәлбуки цианид белән агуланулар хикәяләр, фильмнар һәм алтын чыгару вакытындагы бәхетсезлек очракларында гына күзәтелми. «Өченче дөнья»дагы ярты миллиард кеше өчен ризык булып торучы чи маниоканың (Manihot esculenta) кайбер төрләрендә (бер килограмм маниоканы исәптә тотканда) алты кешене үтерергә җитәрлек цианид бар.
Бәхеткә, пешекчелектә ризыкны эшкәртү ысуллары бу күләмне ике тапкыр киметергә мөмкинлек бирә (барысын да дөрес итеп эшләгәндә), һәм, цианидка аккумуляция үзлеге хас булмаганга күрә, бу бик куркыныч түгел. Шуңа да карамастан, 1980 елларда Африкада цианидлар белән агулану очраклары теркәлгән: аларның сәбәбе маниоканы пешмәгән килеш куллануда һәм дөрес әзерләмәү була. Билгеле бер күләмдәге цианидлар шулай ук чия, төче чия һәм өрек төшләрендә дә бар. ССРБда, исерткеч эчемлекләр дефициты вакытында, цианидлар белән үлемгә китергән агулану очраклары була. Ә сәбәбе исә – вакытында алынмаган төшләре булган җимешләрдән үзлектән ясалган эчемлекләр куллану. Цианид һәм циановодородлар белән агулануларга каршы билгеле бер күләмдәге антидотлар бар. Сүз уңаеннан, шикәр цианид белән агулануның антидоты түгел (оксидазаның тимере цианид белән блоклангач шикәр ашауны бөерләр эшләми башлагач, боржоми эчү белән тиңләргә мөмкин). Антидотның эшчәнлеге бу очракта антидотның цианид ионына булган үзара якынлыгына нигезләнгән; шулай итеп, цианид аның белән бәйләнешкә керә һәм фермент-оксидазаның тимерен «иреккә чыгара». Үз-үзен шул рәвешле «корбан итәргә» әзер булган молекула булып һемоглобин тора. Тик һемоглобин цианид белән бәйләнешкә керә алсын өчен, һемоглобинның ике валентлы тимерен өч валентлы тимергә кадәр оксидлаштырырга кирәк. Моны натрий нитритын яисә 4-диметиламинофенолны кертеп эшләргә мөмкин. Цианидлы агулану вакытында антидот ролен үтәргә сәләтле молекула – ул, В12 витаминының кушылмасы, гидроксикобаламин. Ул кобальт атомнары хисабына цианидны ингибирлашкан оксидазадан аерып ала.
Цианидка каршы антидот кабул итәргәме, ә кабул иткән очракта, күпме күләмдә кирәклеген билгеләү өчен, 2012 елда Цюрих Университеты галимнәре Кристин Мэннель-Круазе (Christine Männel-Croisé) һәм Феликс Цельдер (Felix Zelder) ярдәмендә аналитик ысул эшләнелә. Бу ысул ярдәмендә цианид белән агулануны ике минут эчендә билгеләргә мөмкин, һәм аның өчен катлаулы җиһазлар да таләп ителми – анализны кыр шартларында да уздырырга була.
Агуланган кешенең каны алына һәм буфер ярдәмендә әлеге канның pH-ы (канның кислота-селте дәрәҗәсен билгеләүче күрсәткеч) 9,6га кадәр җиткерелә. Аннан килеп чыккан эремәгә составында кобальт булган кызгылт-сары сенсор өстәлә (әлеге сенсор элегрәк тикшерүчеләр тарафыннан эшләнелә һәм синтезлана), һәм шприц штокында барлыкка килгән басым ярдәмендә эремәне фазалы экстракция баганасы аша уздыралар. Соңыннан колонканы су белән каннан юдырталар. Кан анализында цианид булган очракта, ул алсу-шәмәхә төскә кергән химик сенсорлы комплекс барлыкка китерә. Әлеге комплекс баганада урнашкан сорбентның өске катламында урнаша, һәм аны гади күз белән дә күрергә мөмкин.
Циановодородның агулы һәм куркыныч булуына карамастан, кешелек аны җитештерүдән һәм кулланудан баш тартырга җыенмый. Ай саен Җир шарындагы һәр кешене үтерергә җитәрлек күләмдәге циановодород җитештерелә. Билгеле, аны бу максат өчен түгел, ә химия сәнәгатендә реагент буларак куллану өчен җитештерәләр.
Циансутуар әчесе нейлон полимерын җитештерүдә материал булып тора. Аны җитештерүдә башлангыч материал – адипонитрил (аны, үз чиратында, бутадиенның икеле бәйләнешләренә циансутуарны кушып табалар).
Җир шарындагы бик күп төр тереклек формалары өчен үтерерлек дәрәҗәдә куркыныч булуына карамастан, үз заманында әлеге молекула тереклек барлыкка килү вакытында да үз вазыйфасын үтәгән булырга мөмкин. Сүз уңаеннан, галәм киңлегендә дә формалаша алган циановодород, бәлки яшь Җир шарының атмосферасында да барлыкка килә алгандыр. Кайбер һипотезаларга күрә, буенча, циансутуар аминосеркә һәм нуклеин кислоталарының башлангычы дип карала.
Менә шундый ул циансутуар – өч атомнан тор учы гади сызыкча молекула да,бәлки Җир шарында тереклек барлыкка килүдә катнашучыдыр да, роман һәм фильмнарның билгеле бер каһарманы да, алтын чыгаручы һәм бик күп дарулардан алып полимерларга кадәр синтезлау буенча белгеч тә.
Аркадий Курамшин, Казан (Идел буе) федераль университеты мөгаллиме, А.М. Бутлеров ис. Химия институтының югары молекуляр һәм элементорганик кушылмалар кафедрасында доцент.
Сәрбиназ Шәйхелова тәрҗемәсе
Циановодород // Аркадий Курамшин. Жизнь замечательных веществ. – Москва: Издательство АСТ, 2017 – 400 с.
