السيانيد

تُنتج بعض الحشرات، ^{[ 5 ]} والبكتيريا ، والفطريات ، والطحالب السيانيدات . وهي مادة مضادة للتغذية في عدد من النباتات. توجد السيانيدات بكميات كبيرة في بعض البذور ونوى الفاكهة، مثل بذور اللوز المر ، والمشمش ، والتفاح ، والخوخ . ^{[ 6 ]} تُعرف المركبات الكيميائية التي يمكنها إطلاق السيانيد بالمركبات السيانوجينية. في النباتات، ترتبط السيانيدات عادةً بجزيئات السكر على شكل جليكوسيدات سيانوجينية ، وتُدافع عن النبات ضد الحيوانات العاشبة . تحتوي جذور الكسافا (المعروفة أيضًا باسم المانيهوت)، وهي غذاء مهم يشبه البطاطا يُزرع في البلدان الاستوائية (وهي المادة الأساسية لصنع التابيوكا )، على جليكوسيدات سيانوجينية أيضًا. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

ينتج خيزران مدغشقر ( Cathariostachys madagascariensis) السيانيد كوسيلة لردع الرعي. ونتيجة لذلك، طوّر ليمور الخيزران الذهبي ، الذي يتغذى على هذا الخيزران، قدرة عالية على تحمل السيانيد.

تحتوي إنزيمات الهيدروجيناز على روابط سيانيد مرتبطة بالحديد في مواقعها النشطة. تتم عملية التخليق الحيوي للسيانيد في هيدروجينازات النيكل والحديد من فوسفات الكاربامويل ، الذي يتحول إلى ثيوسيانات السيستئينيل ، وهو ^مانح السيانيد . ^{[ 9 ]}

تم تحديد جذر السيانيد • ^{CN في} الفضاء بين النجوم . ^{[ 10 ]} يُستخدم السيانوجين ، (CN) ₂ ، لقياس درجة حرارة سحب الغاز بين النجوم . ^{[ 11 ]}

ينتج سيانيد الهيدروجين عن احتراق أو تحلل حراري لبعض المواد في ظروف نقص الأكسجين. على سبيل المثال، يمكن الكشف عنه في عوادم محركات الاحتراق الداخلي ودخان التبغ . بعض أنواع البلاستيك ، وخاصة تلك المشتقة من الأكريلونيتريل ، تطلق سيانيد الهيدروجين عند تسخينها أو حرقها. ^{[ 12 ]}

في تسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) ، تُسمى المركبات العضوية التي تحتوي على مجموعة وظيفية −C≡N بالنتريلات . ^{[ 13 ] [ 14 ]} ومن أمثلة النتريلات الأسيتونيتريل ، CH3 ₋ C≡N . لا تُطلق النتريلات عادةً أيونات السيانيد. أما المجموعة الوظيفية التي تحتوي على مجموعة هيدروكسيل −OH ومجموعة سيانيد −CN مرتبطتين بذرة الكربون نفسها فتُسمى سيانوهيدرين ( R2C (OH)CN ). وعلى عكس النتريلات، تُطلق السيانوهيدرينات غاز _سيانيد الهيدروجين السام .

السيانيد قاعدة. قيمة pKa _{لسيانيد} الهيدروجين هي 9.21. لذا، فإن إضافة أحماض أقوى من سيانيد الهيدروجين إلى محاليل أملاح السيانيد تُطلق سيانيد الهيدروجين .

السيانيد غير مستقر في الماء، لكن التفاعل بطيء حتى حوالي 170  درجة مئوية. يخضع للتحلل المائي ليعطي الأمونيا والفورمات ، وهما أقل سمية بكثير من السيانيد: ^{[ 15 ]}

إنزيم هيدرولاز السيانيد هو إنزيم يحفز هذا التفاعل.

نظراً لقوة النوكليوفيلية العالية لأيون السيانيد ، يُمكن إدخال مجموعات السيانو بسهولة في الجزيئات العضوية عن طريق إزاحة مجموعة هاليد (مثل الكلوريد في كلوريد الميثيل ). تُسمى السيانيدات العضوية عموماً بالنتريلات. في التخليق العضوي، يُعد السيانيد وحدة بناء أحادية الكربون (C-1 synthon )؛ أي أنه يُمكن استخدامه لإطالة سلسلة الكربون بمقدار ذرة واحدة، مع الاحتفاظ بإمكانية إضافة مجموعات وظيفية إليه . ^{[ 16 ]}

_أيون السيانيد عامل مختزل ، ويتأكسد بواسطة عوامل مؤكسدة قوية مثل الكلور الجزيئي ( Cl₂ ₎ ، والهيبوكلوريت ( ClO⁻ ⁾ ، وبيروكسيد الهيدروجين ( H₂O₂ ₎ . تُستخدم هذه المؤكسدات لتدمير السيانيدات في مخلفات تعدين الذهب . ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

يتفاعل أيون السيانيد مع الفلزات الانتقالية لتكوين روابط M-CN . هذا التفاعل هو أساس سمية السيانيد. ^{[ 20 ]} يمكن أن تُعزى الألفة العالية للفلزات لهذا الأنيون إلى شحنته السالبة، وكثافته، وقدرته على تكوين روابط π.

من أهم مركبات السيانيد التناسقية فيروسيانيد البوتاسيوم وصبغة الأزرق البروسي ، وكلاهما غير سام تقريبًا نظرًا لارتباط السيانيدات الوثيق بذرة حديد مركزية. ^{[ 21 ]} تم إنتاج الأزرق البروسي لأول مرة بالصدفة حوالي عام 1706، عن طريق تسخين مواد تحتوي على الحديد والكربون والنيتروجين، ثم تم إنتاج سيانيدات أخرى لاحقًا (وسُميت تيمنًا به). من بين استخداماته العديدة، يُضفي الأزرق البروسي اللون الأزرق على المخططات ، وعملية التزجيج ، والطباعة السيانوتيبية .

نظراً لاعتبارات السمية، تخضع عملية التخلص من السيانيد لأنظمة صارمة. عادةً ما تُعالج نفايات السيانيد الصناعية بالأكسدة باستخدام حمض البيروكسيسلفوريك ، أو بيروكسيد الهيدروجين ، أو ثاني أكسيد الكبريت /أملاح النحاس ("عملية إنكو")، أو جميعها معاً ("عملية كومبيوكس"). يُعد استخدام هيبوكلوريت الصوديوم ، وهو الأسلوب التقليدي لمعالجة النفايات على نطاق المختبر، غير عملي على نطاق تجاري. يُعد التحلل المائي في درجات حرارة عالية فعالاً للغاية، ولكنه يتطلب معدات متخصصة. أخيراً، يمكن تحميض نفايات السيانيد لاستخلاص سيانيد الهيدروجين . ^{[ 15 ]}

يتفاعل هيدروكسوكوبالامين مع السيانيد لتكوين سيانوكوبالامين ، الذي يمكن التخلص منه بأمان عن طريق الكلى. تتميز هذه الطريقة بتجنب تكوين الميثيموغلوبين (انظر أدناه). تُباع مجموعة الترياق هذه تحت الاسم التجاري سيانوكيت، وقد تمت الموافقة عليها من قِبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية عام ٢٠٠٦. ^{[ ٢٦ ]}

تضمنت مجموعة الترياق القديمة للسيانيد إعطاء ثلاثة مواد: لآلئ نتريت الأميل (عن طريق الاستنشاق)، ^ونتريت الصوديوم ، وثيوسلفات الصوديوم . كان الهدف من الترياق هو توليد مخزون كبير من الحديديك ( Fe³⁺ ) للتنافس مع السيتوكروم a3 على السيانيد ₍ بحيث يرتبط السيانيد بالترياق بدلاً من الإنزيم). تعمل النتريتات على أكسدة الهيموجلوبين إلى ميثيموجلوبين ، الذي يتنافس مع سيتوكروم أوكسيداز على أيون السيانيد. يتكون سيانميثيموجلوبين، ويستعيد إنزيم سيتوكروم أوكسيداز نشاطه. الآلية الرئيسية لإزالة السيانيد من الجسم هي التحويل الإنزيمي إلى ثيوسيانات بواسطة إنزيم الرودانيز الميتوكوندري . الثيوسيانات جزيء غير سام نسبيًا، ويتم إخراجه عن طريق الكلى. لتسريع عملية إزالة السموم هذه، يتم إعطاء ثيوسلفات الصوديوم لتوفير مانح للكبريت لإنزيم الرودانيز ، اللازم لإنتاج الثيوسيانات. ^{[ 27 ]}

قد لا توفر مستويات الحد الأدنى للمخاطر (MRLs) الحماية من الآثار الصحية المتأخرة أو الآثار الصحية التي تحدث بعد التعرض المتكرر لمستويات دون مميتة، مثل فرط الحساسية أو الربو أو التهاب الشعب الهوائية . ويمكن مراجعة مستويات الحد الأدنى للمخاطر بعد تراكم بيانات كافية. ^{[ 28 ]}

يُنتج السيانيد بشكل أساسي لاستخراج الفضة والذهب ، حيث يُساعد على إذابة هذين المعدنين مما يُتيح فصلهما عن المواد الصلبة الأخرى. في عملية السيانيد ، يُخلط خام عالي الجودة مطحون ناعماً مع السيانيد (بنسبة 1:500 تقريباً من سيانيد الصوديوم إلى الخام)؛ أما الخامات منخفضة الجودة فتُكدس في أكوام وتُرش بمحلول السيانيد (بنسبة 1:1000 تقريباً من سيانيد الصوديوم إلى الخام). تتحد المعادن النفيسة مع أنيونات السيانيد لتكوين مشتقات قابلة للذوبان، مثل [ Ag(CN) _₂ ] ^⁻ (ثنائي سيانو أرجنتات(I)) و [ Au(CN) _₂ ] ^⁻ (ثنائي سيانو أورات(I)). ^{[ 15 ]} الفضة أقل "نبلاً" من الذهب، وغالباً ما توجد _على شكل كبريتيد، وفي هذه الحالة لا يُستعان بتفاعلات الأكسدة والاختزال (لا حاجة للأكسجين ). بدلاً من ذلك، يحدث تفاعل إحلال.

يُفصل "المحلول المُحمّل" الذي يحتوي على هذه الأيونات عن المواد الصلبة، التي تُلقى في بركة مخلفات التعدين أو كومة النفايات، بعد استخلاص الذهب القابل للاستخراج. يُستخلص المعدن من "المحلول المُحمّل" عن طريق اختزاله بمسحوق الزنك أو امتزازه على الكربون المنشط . قد تُسبب هذه العملية مشاكل بيئية وصحية. وقد أعقب فيضان برك مخلفات التعدين في مناجم الذهب عدد من الكوارث البيئية . كما أدى تلوث المجاري المائية بالسيانيد إلى حالات نفوق عديدة بين البشر والكائنات المائية. ^{[ 29 ]}

يتحلل السيانيد المائي بسرعة، خاصةً في ضوء الشمس. ويمكنه تحريك بعض المعادن الثقيلة مثل الزئبق إن وُجد. كما يمكن أن يرتبط الذهب بالأرسينوبيريت (FeAsS)، وهو مشابه للبيريت الحديدي (ذهب الحمقى)، حيث يُستبدل نصف ذرات الكبريت بالزرنيخ . وتُظهر خامات الأرسينوبيريت المحتوية على الذهب تفاعلاً مماثلاً مع السيانيد غير العضوي. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

يُعدّ إنتاج المركبات المحتوية على السيانيد، وخاصةً النتريلات، ثاني أهم استخدامات سيانيدات المعادن القلوية (بعد التعدين). تُنتَج سيانيدات الأسيل من كلوريدات الأسيل والسيانيد. ويُشتق السيانوجين ، وكلوريد السيانوجين ، وثلاثي كلوريد السيانوريك من سيانيدات المعادن القلوية.

يُستخدم مركب نيتروبروسيد الصوديوم، وهو مركب سيانيد، بشكل رئيسي في الكيمياء السريرية لقياس الأجسام الكيتونية في البول ، وخاصةً لمتابعة مرضى السكري . وفي بعض الأحيان، يُستخدم في حالات الطوارئ الطبية لخفض ضغط الدم بسرعة لدى البشر؛ كما يُستخدم كموسع للأوعية الدموية في أبحاث الأوعية الدموية. يحتوي الكوبالت الموجود في فيتامين ب _{12 الاصطناعي على رابطة سيانيد كنتيجة ثانوية لعملية التنقية؛ ويجب} ^على الجسم التخلص منها قبل أن يتم تنشيط جزيء الفيتامين للاستخدامات الكيميائية الحيوية. خلال الحرب العالمية الأولى ، استخدم الأطباء اليابانيون لفترة وجيزة مركب سيانيد النحاس لعلاج السل والجذام . [ ^{32 ]}

تُستخدم السيانيدات بشكل غير قانوني لصيد الأسماك الحية بالقرب من الشعاب المرجانية لصالح أحواض الأسماك وأسواق المأكولات البحرية. هذه الممارسة مثيرة للجدل وخطيرة ومدمرة، ولكنها مدفوعة بسوق الأسماك الغريبة المربحة. ^{[ 33 ]}

من المعروف أن الصيادين غير الشرعيين في أفريقيا يستخدمون السيانيد لتسميم مصادر المياه، ولقتل الأفيال من أجل عاجها. ^{[ 34 ]}

تُستخدم أجهزة السيانيد M44 في الولايات المتحدة الأمريكية لقتل ذئاب البراري وغيرها من الكلبيات . ^{[ 35 ]} كما يُستخدم السيانيد لمكافحة الآفات في نيوزيلندا ، وخاصةً ضد الأبوسوم ، وهو حيوان جرابي دخيل يُهدد الحفاظ على الأنواع المحلية وينشر مرض السل بين الماشية. قد يُصبح الأبوسوم حذرًا من الطعم، ولكن استخدام الكريات التي تحتوي على السيانيد يُقلل من هذا الحذر. من المعروف أن السيانيد يقتل الطيور المحلية، بما في ذلك طائر الكيوي المُهدد بالانقراض . ^{[ 36 ]} يُعد السيانيد فعالًا أيضًا في مكافحة حيوان الداما والابي ، وهو حيوان جرابي دخيل آخر يُعتبر آفة في نيوزيلندا. ^{[ 37 ]} يلزم الحصول على ترخيص لتخزين السيانيد والتعامل معه واستخدامه في نيوزيلندا.

تُستخدم السيانيدات كمبيدات حشرية لتبخير السفن. ^{[ 38 ]} وتُستخدم أملاح السيانيد لقتل النمل، ^{[ 39 ]} وقد استُخدمت في بعض الأماكن كسمّ للفئران ^{[ 40 ]} (ويُعدّ الزرنيخ، وهو سمّ أقلّ سمية، أكثر شيوعًا). ^{[ 41 ]}

يُستخدم فيروسيانيد البوتاسيوم لإضفاء اللون الأزرق على المنحوتات البرونزية المصبوبة خلال المرحلة النهائية من عملية التشطيب. يُنتج هذا المركب، بمفرده، درجةً داكنةً جدًا من اللون الأزرق، وغالبًا ما يُخلط بمواد كيميائية أخرى للحصول على اللون والدرجة اللونية المطلوبة. يُطبّق باستخدام موقد وفرشاة طلاء مع ارتداء معدات السلامة القياسية المُستخدمة في أي عملية تلوين: قفازات مطاطية، ونظارات واقية، وجهاز تنفس. تختلف كمية السيانيد في الخليط باختلاف الوصفات المُستخدمة في كل مسبك.

يستخدم السيانيد في صناعة المجوهرات وأنواع معينة من التصوير الفوتوغرافي مثل التلوين البني الداكن .

على الرغم من الاعتقاد السائد بأن السيانيد والسيانوهيدرين سامة، إلا أنها تزيد من إنبات أنواع نباتية مختلفة. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

نظراً لسمية السيانيد، تمّ البحث في العديد من طرق الكشف عنه. يُعطي البنزيدين لوناً أزرق في وجود فيريسيانيد . ^{[ 48 ]} يُعطي كبريتات الحديد الثنائي المُضاف إلى محلول السيانيد، مثل الراشح الناتج عن اختبار انصهار الصوديوم ، اللون الأزرق البروسي . يتفاعل محلول بارا -بنزوكينون في ثنائي ميثيل سلفوكسيد مع السيانيد غير العضوي لتكوين سيانو فينول ، وهو مُشعّ . يُعطي تسليط ضوء فوق بنفسجي توهجاً أخضر/أزرق إذا كانت نتيجة الاختبار إيجابية. ^{[ 49 ]}