看《007:太空城》的时候看到一款分子,如下图:

两名科学家闻了一下蒸汽就嗝屁了!有这么毒吗?


路过发现小众问题下有大佬神仙打架,进来插一脚:

题主提了两个问题,第一个是「这个分子是啥」,第二个是「有毒吗」。

先解决第一个问题。我用ChemDraw试著画了一下,除了左下角的苯环邻位环氧含磷四元环有点奇怪,剩下的看起来还好……

我尝试著用ChemDraw里的「Convert Structure to name」来命名,但是它告诉我「A name could not be generated for this structure(狗头)」。为了命名,我把结构中的D换成非放射性的同位素氕,得到的结果是:

1-(4-acetyl-5-(6-(5,5-dichloro-2-(2-((8,8-diethoxy-4-nitro-7-oxa-8l5-phosphabicyclo[4.2.0]octa-1(6),2,4-trien-8-yl)thio)ethyl)-1-mercapto-1-phenylpent-4-en-1-yl)-1-methyltetradecahydroanthracen-1-yl)cyclopent-1-en-1-yl)-3-cyclopentylpropan-2-one

更新:氘(D)也是不具有放射性的,感谢评论区 @Wang.J 指正。

该物质的SMILE是:

SC(C1CCC(CC(C(C)(C2C(C(C)=O)CC=C2CC(CC3CCCC3)=O)CCC4)C4C5)C5C1)(C(CCSP(C6=C7C=C([N+]([O-])=O)C=C6)(O7)(OCC)OCC)CC=C(Cl)Cl)C8=CC=CC=C8

试著再用「convert name to structure」把名字转回结构,结果是:

除了氕和氘的问题之外,完美!好的,第一个问题我们已经解决了。这个物质的英文名就是上边引用部分的文字(氘代),结构就是上边的图片。

(ChemDraw支持用D来表示氘,但是不知道为什么我每次试的时候在复杂大分子上就没法正常生成名字了,各位大佬可以试试)


第二个问题……我觉得现有的资料库里应该不包含这种物质,所以我又回到了我的本行,找出了毒理学中常用的毒性预测软体。这类软体有很多,我比较常用的有T.E.S.T和Toxtree。这里以后者为例试著使用AI预测一下该分子的毒性。

(步骤:将ChemDraw中画出的图以mol格式保存,然后用Toxtree读取)

Toxtree中有若干决策树,分别应用于各个不同方面的毒性,使用者也可以构建自己的决策树。这里先来一个常用的:致癌性预测。

结果是:

Structural Alert for genetoxic carcinogenicity,即演算法认为该物质的结构会产生基因毒性与致癌性。通常来说此类物质会在细胞核内与DNA结合,导致DNA变异、错配甚至断裂,对细胞造成损害,以至于积累成癌症。这类物质统称为DNA加合物,包括黄曲霉素、亚硝胺(亚硝酸盐的代谢产物)、乙醛(酒精的代谢产物)等。同理,使用其他决策树,我们可以得出一系列结论,包括其经口毒性较高、对眼睛没有腐蚀性等。

这里补充一下T.E.S.T预测出来的大鼠经口LD50的值:

(个人感觉T.E.S.T比Toxtree准确且定量效果好一些)

预估的大鼠经口LD50是64.4mg/kg体重,按照Hodge和Sterner的分类标准应该属于中等毒性。

而按照Gosselin, Smith和Hodge的分类方法则属于「非常有毒」。

那么第二个问题也基本得到了解决:计算机演算法认为此物质有较大概率有致癌性,此外经口毒性预期也比较大,因此可以将其视为一般意义上的「有毒」。


综上,得出结论:

第一,该物质的去氘代版本叫做1-(4-acetyl-5-(6-(5,5-dichloro-2-(2-((8,8-diethoxy-4-nitro-7-oxa-8l5-phosphabicyclo[4.2.0]octa-1(6),2,4-trien-8-yl)thio)ethyl)-1-mercapto-1-phenylpent-4-en-1-yl)-1-methyltetradecahydroanthracen-1-yl)cyclopent-1-en-1-yl)-3-cyclopentylpropan-2-one

第二,该物质很可能有毒且致癌。

回答完毕,不知道题主 @Triborg 满意否?


老实说,这张图,给得实在是太太太太太模糊了,键也没有连好,导致我奇思妙想了半个多小时,拼拼凑凑的弄出了几种可能的结构。

在给出答案之前,先作出一点点改动:

第一,是图中的氘代巯基(—SD)为了搜索方便,已用巯基(—SH)代替;

第二,三氯甲基连的是次甲基,不符合规则,我改成了亚甲基;

第三,是图中的磷酸酯部分给的有些满脸问号??一个磷原子连了一个硫醚键,一个苯环,两个乙氧基,怎么可能再连双键氧?一个磷还能连六个键?(所以我自作主张给了两种结构,一种按照塔崩的结构删掉一个乙氧基,一种删掉了对硝基苯环部分)。

为图方便,甚至没有打开chemdraw

然后用结构和SMILES两种方式在Scifinder上按相似性搜了一下,结果非常的amazing啊:

什么也没有找到,就连和这个基本结构相似的物质都没有找到。

所以我的想法是,这个物质是按照现有的分子,虚构出来的(当然也有可能是我技术差)。

合成倒是能合成出来,有没有电影里的那么玄乎那就真不知道了。

不过从描述和结构中能轻易发现一个特征:这种毒气是神经毒气。(不过我挺疑问的,这么大的分子量还能是气体??)

007太空城中对该毒气的描述,来源:百度百科。当然对人有害对其他生物无害是有些太扯了

结构中很明显的磷酸酯部分也表明其原型来源于神经毒气家族,该家族还包括著名的G类毒剂塔崩(tabun)、沙林(sarin)、梭曼(soman)和V类毒剂维埃克斯(VX)。

塔崩吸入中毒的半致死剂量(LD50)约为400mg·min/m3,半失能剂量约为300mg·min/m3;经皮半致死剂量LD50为14~21mg/L。

沙林经呼吸道致毒时,其绝对致死量为0.1 mg·min/L,半数致死剂量视体重的不同为0.025~0.07 mg·min/L。梭曼吸入毒性是沙林的2-4倍,皮肤毒性是沙林的5-10倍。

在提及的神经毒剂中,毒性大小是:

维埃克斯>>梭曼>沙林>塔崩

这样小的LD50堪称极毒,把一大堆人毒死和切菜一样简单。

它们均属于有机磷或者有机磷酸酯化合物,能够迅速通过皮肤、粘膜、呼吸进入体内,能够特异性抑制乙醯胆碱酯酶,从而导致体内乙醯胆碱蓄积过多,从而瞳孔缩小、流涎、恶心、呕吐、肌颤、痉挛和神经麻痹、大小便失禁及死亡,也就是俗称的毒蕈碱样症状(M样症状)。

一般来说,这种生化武器作用极快,从吸入到症状发生几乎是几分钟的事情,浓度大立倒也是有可能的,而且还极难处理,一旦泄露或者使用,那就是满眼所见哀鸿遍野

沙林毒气甚至被称为「穷国的原子弹」,其威力和范围打击可想而知

不过其他部分倒是很难想出原型,比如结构有些地方挺像有有机磷农药对硫磷和有机氯农药DDT,不过总觉得证据不是很充分。所以啊,我还是偏向相信这种物质就是由神经毒剂虚构出来的。


这么大一个分子……我觉得他们可能是被蒸气烫死的


三氯甲基的α位怎么是个CH……这个C只成了三根键啊,行吧就当它是打错了


键线就键线,结构简式就结构简式

这样个画法,别说投文章了

画工作报告里,开组会老板都要打人了

(强迫症患者路过)


毕竟不能指导犯罪嘛。

常见的神经毒剂是氟磷酸酯(衍生自沙林),英国在俄双面间j谍d案里对诺维乔克(Novichok)系列毒剂结构的猜测,基本都是氟磷酸酯。这个硫取代的结构更像是VX和一些农药。

VX

此外这个结构明显不像是从植物里提取的,所谓Orchidae Nigra/ Black Orchid,应该是为了营造出一种神秘的氛围。

简单猜一猜。

这个不像是气体的「拼盘结构」里「硫代磷酸酯」结构大概是想说这是「一种神经毒剂」,有毒。

有类似结构的化合物是——巴拉松/对硫磷 /1605(英文名:Parathion),是一种高效且剧毒有机磷杀虫剂,不及时救治死亡率甚高,好像已经禁售了。说不定就是高温下分解出了这个化合物,把人整倒了。

Gy?rgy Matolcsy, Miklós Nádasy and Viktor Andriska (Eds.) - Pesticide Chemistry

这个农药是真的毒,有因为不知道这农药的厉害,简单防护,喷著喷著人就不行了的案例。而且皮肤接触也会导致中毒,以前与之相关的中毒案例很多。

韩亚军, 李跃汉. 对硫磷中毒机理的研究和治疗现状[J]. 现代中西医结合杂志, 2002, 11(8):775-777.

三氯甲基那块可能是想说「化学上是不可能的」,别想合成。当然,「灵感」也可能是来自著名杀虫剂DDT的结构。其实农药中的类似结构很多,DDT最广为认知罢了。

DS-不知道是什么,可能是dodecyl sulfate?

而那个蒽环(三个并起来的六元环)似乎是想圆一下「来自植物」这一点,很多源自植物的天然产物比如大黄素类、茜素类中都有类似的结构。我还傻傻地瞟了一眼兰花里有没有蒽醌类的化合物,似乎没有类似的。

Journal of Medicinal Plants Research Vol. 4(8), pp. 592-638, 18 April 2010

蒽醌类化合物就是这个画风,三个并起来的六元环,也不知道当时的电影的道具组是从什么化合物的结构那里抄的,相似化合物太多了。

Zhang Z, Pan HX and Tang GL. New insights into bacterial type II polyketide biosynthesis

至于小说,电影对原著小说进行了改编,原著中Moonraker是一种导弹,飞船+毒气是电影的再创作。所以这个化学结构是电影为了营造恐怖气氛加的。

原作者Ian Fleming可不会犯这种问题,因为他精通有机化学,还出版过Molecular Orbitals and Organic Chemical Reactions 等一众有机化学书籍……

Ian Fleming写的小说。

Ian Fleming写的有机书。

(其实只是同名同姓而已)


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