氰化物特指带有
氰基(
CN)的化合物,其中的
碳原子和
氮原子通过
叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性,使之在通常的
化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和
卤素类似的
化学性质,常被称为
拟卤素。通常为人所了解的氰化物都是无机氰化物,俗称山奈(来自英语音译“
Cyanide”),是指包含有氰根离子(
CN-)的
无机盐,可认为是
氢氰酸(
HCN)的盐,常见的有
氰化钾和
氰化钠。它们多有
剧毒,故而为世人熟知。另有有机氰化物,是由氰基通过单键与另外的碳原子结合而成。视结合方式的不同,有机氰化物可分类为
腈(
C-CN)和
异腈(
C-NC),相应的,氰基可被称为腈基(
-CN)或异腈基(
-NC)。氰化物可分为无机氰化物,如氢氰酸、氰化钾(钠)、
氯化氰等;有机氰化物,如
乙腈、
丙烯腈、
正丁腈等均能在体内很快析出离子,均属高毒类。很多氰化物,凡能在加热或与酸作用后或在空气中与组织中释放出
氰化氢或氰离子的都具有与氰化氢同样的剧毒作用
[1] 。
生活性氰化物中毒以口服为主。口腔粘膜和消化道能充分吸收。
氰化物进入人体后析出氰离子,与细胞
线粒体内氧化型
细胞色素氧化酶的三价
铁结合,阻止氧化酶中的三价铁还原,妨碍
细胞正常呼吸,组织细胞不能利用氧,造成组织缺氧,导致机体陷入内窒息状态。另外某些腈类化合物的分子本身具有直接对中枢神经系统的抑制作用。
氰化氢(HCN)是一种无色气体,带有淡淡的苦杏仁味。有趣的是,有四成人根本就闻不到它的味道,仅仅因为缺少相应的基因。氰化钾和氰化钠都是无色
晶体,在潮湿的
空气中,水解产生氢氰酸而具有苦杏仁味。
氰化物拥有令人生畏的毒性,然而它们绝非化学家的创造,恰恰相反,它们广泛存在于
自然界,尤其是
生物界。氰化物可由某些
细菌,
真菌或
藻类制造,并存在于相当多的
食物与
植物中。在植物中,氰化物通常与糖分子结合,并以含氰糖苷(
cyanogenic glycoside)形式存在。
比如,
木薯中就含有含氰糖苷,在食用前必须设法将其除去(通常靠持续沸煮)。水果的核中通常含有氰化物或含氰糖苷。如杏仁中含有的苦杏仁苷,就是一种含氰糖苷,故食用杏仁前通常用温水浸泡以去毒。
人类的活动也导致氰化物的形成。
汽车尾气和
香烟的烟雾中都含有氰化氢,燃烧某些
塑料和
羊毛也会产生氰化氢。
在发现HCN也存在于宇宙空间中的同时,据S Miller实验指出它是通过放电从
甲烷、
氨、
水生成
氨基酸时的中间产物,因此认为它是生物以前的
有机物生成中的重要中间产物。实际上,通过以氨和水溶液加热而生成
腺嘌呤,虽HCN在生物体内的存在并不多,但它可经苦杏仁苷酶水解而生成,能和
金属原子形成非常好的
络合物,因此易和金属蛋白质结合,常常显著地抑制金属蛋白质的机能,尤其是对细胞色素C氧化酶,即使10-4M浓度,也会强烈地抑制,因而使呼吸停止。在高浓度时,和磷酸吡哆醛等的羰基结合,对以磷酸吡哆醛为辅酶的酶的作用可抑制。还因作用于
二硫键,使之还原(
-S-S-+HCN→-SH+NC-S),所以也能抑制木瓜蛋白酶(papain)的活性。在广义
酸碱理论中,氰离子(
CN-)被归类为
软碱,故而可与
软酸类的低价
重金属离子形成较强的结合。基于此,氰化物被广泛应用于湿法冶炼金、银。
氰化物被大量用于黄金开采中,因为金单质由于氰离子的
络合作用降低了其氧化电位从而能在碱性条件下被空气中的氧气氧化生成可溶性的金酸盐而溶解,由此可以有效地将金从矿渣中分离出来,然后再用活泼金属比如锌块经过置换反应把金从溶液中还原为金属(参见
湿法冶金)。
反应方程式:
4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH
2Na[Au(CN)2]+Zn=2Au+Na2[Zn(CN)4]