ルイサイト

ルイサイト（L）（A-243）は有機ヒ素化合物です。かつては米国、日本、ドイツ^{[ 2 ]} 、ソビエト連邦^{[ 3 ]}で化学兵器として製造され、水疱形成剤（びらん剤）および肺刺激剤として作用しました。純粋な状態では無色無臭ですが、不純物を含むルイサイトは黄色、褐色、紫黒色、緑色、または琥珀色の油状液体で、ゼラニウムに似た独特の臭いがあるとされています。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

ルイサイトは、アメリカの化学者で軍人であったウィンフォード・リー・ルイス（1878年～1943年）にちなんで名付けられました。ルイサイトは化学兵器としての使用以外に用途はなく、アメリカ陸軍の化学兵器研究所の化学者は「この化合物の用途は誰も見つけていない」と述べています。^{[ 7 ]}

この化合物は、適切な触媒の存在下で三塩化ヒ素をアセチレンに添加することによって調製される。

この化学反応は2回目または3回目に起こり、副生成物としてルイサイト2とルイサイト3が生成される。^{[ 8 ]}

ルイサイトは、他の亜ヒ酸塩化物と同様に、水中で加水分解して塩酸とクロロビニル亜ヒ酸酸化物（より弱い水疱形成剤）を生成します。^{[ 5 ]}

この反応はアルカリ溶液中で加速され、アセチレンとヒ酸三ナトリウムを生成する。^{[ 5 ]}

ルイサイトは金属と反応して水素ガスを生成する。可燃性はあるが、着火しにくい。^{[ 5 ]}

ルイサイトは、意図的に人を傷つけたり殺したりする以外に、商業的、工業的、科学的な用途はありません。^{[ 7 ]} 1959年にルイサイト合成のバッチプロセスの開発に関する論文の中で、米国陸軍化学戦研究所のゴードン・ジャーマンは次のように述べています。

この化合物の製造方法は、金属有機分野において最も簡単で経済的なものの1つであるにもかかわらず、これまで誰もこの化合物の用途を見つけられなかったことは残念である。このような優れた製造工程を無駄にするのは惜しい。^{[ 7 ]}

化合物自体には有用な用途はないが、1993年の米国国防原子力局の報告書では、ロシアの化学者が既存のルイサイト備蓄（当時約500立方メートル）に対処するため、「これらの物質を市場性のある製品に変換するプロセスを模索する」試みが詳細に報告されており、半導体ドーピング（ガリウムヒ素として）に使用するための高純度ヒ素の抽出も含まれていた。しかし、同報告書は「このプロセスのエンジニアリングと生産レベルへのスケールアップは非常に困難である可能性がある」とし、「ルイサイトに含まれる可能性のある他の金属不純物を除去しない限り、チップ用途に必要な高純度には追加の工程が必要になる可能性がある」と結論付け、ヒ素化合物の世界的な需要（当時すでに減少傾向にあった）はさらに縮小すると予測され、提案された変換プロセスの経済性は当時のガリウムヒ素の価格と一致しないと指摘した。^{[ 9 ]}

ルイサイトはピルビン酸デヒドロゲナーゼのE3成分の自殺阻害剤である。ピルビン酸デヒドロゲナーゼはATPを効率的に生成する方法として、ピルビン酸をアセチルCoAに変換することに関与している。後者はその後TCAサイクルに入る。末梢神経系の病理は通常、ルイサイトへの曝露によって引き起こされる。なぜなら、神経系は基本的にグルコースを唯一の異化燃料として依存しているからである。^{[ 10 ]}

通常の衣服やラテックスゴム手袋を容易に透過します。皮膚に接触すると、すぐに刺すような痛み、灼熱感、かゆみが生じ、24 時間続くことがあります。数分以内に発疹が現れ、薬剤が皮膚から吸収されます。約 12 時間後には、液体で満たされた大きな水疱(マスタードガスに曝露した場合と同様) が現れ、2 ～ 3 日痛みが続きます。 ^{[ 4 ] [ 5 ]}これらは重度の化学熱傷で、最初の曝露から 2 ～ 3 時間以内に皮膚の赤い部分に小さな水疱が現れ、その後 12 ～ 18 時間かけて赤い部分全体に広がり、悪化します。液体ルイサイトは、蒸気ルイサイトよりも作用が速いです。^{[ 5 ]}十分な吸収は致命的な肝壊死を引き起こす可能性があります。

ルイサイトに曝露された人は、ヒ素中毒の特徴をいくつか伴うルイサイトショックとして知られる難治性低血圧（低血圧）を発症する可能性がある。 ^{[ 11 ]}ルイサイトは毛細血管を損傷し、毛細血管が漏れやすくなり、血圧を維持するために必要な血液量が減少する。これは低血量症と呼ばれる状態である。血圧が低いと、腎臓に十分な酸素が供給されず、損傷を受ける可能性がある。^{[ 5 ]}

最も一般的な曝露経路である吸入は、呼吸器系全体に灼熱痛と刺激、鼻血（鼻出血）、喉頭炎、くしゃみ、咳、嘔吐、呼吸困難（呼吸困難）を引き起こし、重度の曝露の場合は致命的な肺水腫、肺炎、または呼吸不全を引き起こす可能性があります。摂取すると、激しい痛み、吐き気、嘔吐、および組織損傷が発生します。^{[ 4 ] [ 5 ]}眼への曝露の結果は、刺すような痛み、灼熱痛、強い刺激から角膜の水疱や瘢痕、眼瞼痙攣、流涙、まぶたおよび眼窩周囲の浮腫まで多岐にわたります。眼が腫れて閉じることがあり、これにより眼がそれ以上の曝露から保護されます。ルイサイトへの眼の曝露による最も深刻な結果は、眼球穿孔と失明です。^{[ 5 ]}全身症状には、落ち着きのなさ、脱力感、低体温、低血圧なども含まれます。

ルイサイトには発がん性がある可能性がある。ヒ素は国際がん研究機関によって呼吸器発がん物質に分類されているが、ルイサイトが発がん物質であることは確認されていない。^{[ 12 ]}

ルイサイトは、嗅覚閾値以下の濃度でも呼吸器系に損傷を与える。初期の組織損傷は痛みを引き起こす。^{[ 5 ]}

加水分解によりクロロビニルアルソン酸（CVAA）が生成される。

ルイサイトは、塩化ヒ素に異なる数のビニルクロリド基を持つ分子の混合物である可能性がある。ルイサイト自体（2-クロロビニルアルソン二塩化物）に加え、ビス（2-クロロビニル）アルシン二塩化物（ルイサイト2）およびトリス（2-クロロビニル）アルシン（ルイサイト3）が含まれる。^{[ 13 ]}さらに、異性体不純物が存在する場合もある。ルイサイト自体は主にトランス-2-クロロビニルアルソン二塩化物であるが、シス立体異性体および構造異性体（1-クロロビニルアルソン二塩化物）も存在する可能性がある。^{[ 14 ]}

実験的および計算的研究の両方で、トランス-2-クロロ異性体が最も安定であり、炭素-ヒ素結合はヒ素上の孤立電子対がビニル基とほぼ整列する配座をとることがわかっています。 ^{[ 14 ]}

ルイサイトは、1904年にジュリアス・アーサー・ニューランドが博士号取得のための研究中に合成した。 ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}彼の論文では、アセチレンと三塩化ヒ素の反応によってルイサイトが生成される様子が記述されている。^{[ 18 ]}生成された化合物に曝露されたニューランドはひどく体調を崩し、数日間入院した。^{[ 16 ]}

ルイサイトは、アメリカの化学者で軍人であったウィンフォード・リー・ルイス（1878年～1943年）にちなんで名付けられました。^{[ 19 ]} 1918年、ジュリアス・アーサー・ニューランドの論文指導教官であったジョン・グリフィンは、ワシントンDCのアメリカ・カトリック大学の化学研究所であったマロニー・ホールで、ニューランドの論文にルイスの注意を向けました。 ^{[ 20 ]}ルイスはその後、蒸留によって化合物を精製しようと試みましたが、塩酸で洗浄するまで加熱すると混合物が爆発することを発見しました。^{[ 20 ]}

ルイサイトは、オハイオ州クリーブランドのイースト131番街とタフト通りにある施設（クリーブランド工場）で秘密兵器として開発され、^{[ 19 ] [ 21 ]}マスタードガスと混同させるために、以前はマスタードガスのコードだった「G-34」という名前が付けられました。^{[ 22 ]} 1918年11月1日、オハイオ州ウィロビーの工場で生産が開始されました。^{[ 23 ]}第一次世界大戦 では使用されませんでしたが、イギリスは1920年代に「死の露」として実験を行いました。^{[ 24 ]}

第一次世界大戦後、米国はルイサイトが不燃性であることからその研究に関心を持つようになった。第二次世界大戦までは軍用記号として「M1」が用いられていたが、戦後は「L」に変更された。第二次世界大戦中のルイサイトを用いた野外試験では、高湿度下では加水分解速度と特有の臭気のため、致死濃度を達成できないことが判明し、また、被曝による裂傷が生じるため、兵士はマスクを着用し、汚染地域を避ける必要があった。米国は約2万トンのルイサイトを生産し、主にマスタードガスの不凍液として、あるいは特殊な状況下で防護服を貫通させるために備蓄していた。

ルイサイトはマスタードガスの変種HT（硫黄マスタードとO-マスタードの60:40混合物）に置き換えられ、1950年代に旧式と宣言された。ルイサイト中毒はジメルカプロールで効果的に治療できる。ルイサイトの備蓄のほとんどは漂白剤で中和され、メキシコ湾に投棄された。^{[ 25 ]}米国の最後の備蓄はユタ州ソルトレイクシティ郊外のデゼレット化学兵器貯蔵所にあり、2012年1月に破壊された。^{[ 26 ]}

1993年の化学兵器禁止条約の附属書1では、施設1か所あたり年間100グラムを超える量の生産が禁止されている。1997年に条約が発効した際、締約国は世界全体の備蓄量を6,747トンと申告した。2015年末までに、申告された備蓄量の98%が廃棄された。^{[ 27 ]}

2001年、ワシントンDCの第一次世界大戦の兵器廃棄場でルイサイトが発見された^{[ 28 ]。}

2023年7月、ウクライナ軍の報道官は、バフムートの戦いの最中、ロシア軍によるウクライナ軍への砲撃にルイサイトが含まれており、吐き気、嘔吐、場合によっては意識喪失の症状を引き起こしたと主張した。^{[ 29 ]}しかし、サンプル分析からの情報は公表されていない。

2006年半ば、中国と日本は第二次世界大戦中に日本軍が残した中国東北部のルイサイト備蓄の処分について交渉していた。過去20年間で、これらの備蓄に誤って曝露した人々が死亡していた。^{[ 30 ]}

• エチルジクロロアルシン
• ブルー・クロス（化学兵器対策）