8.4. Компоненты снаряжения VX-2
В качестве промежуточных продуктов синтеза VX в артиллерийских снарядах, химических авиационных бомбах, кассетах и выливных авиационных приборах применяют О-(β-диизопропиламиноэтил)-О-этилметилфосфонит (QL) и вещество NM, в роли которого выступает порошкообразная сера или диметилполисульфид с содержанием 4—6 атомов серы. В процессе экзотермической реакции образуется О-этил-O-(β-диизопропиламиноэтил)метилтионфосфонат, который за счет выделяющегося тепла изомеризуется в VX:
Вещество QL является промежуточным продуктом синтеза VX и других апологически активных соединений — производных метилфосфоновой и метилтиофосфоновой кислот. Это бесцветная, прозрачная жидкость, постепенно приобретающая при хранении желто-коричневую окраску. Обладает специфическим рыбным запахом. Плотность QL 0,85 г/смЗ при температуре 25 °С. Соединение плохо растворяется в воде и смешивается с органическими растворителями. Температура кипения 235 °С. Ориентировочная токсодоза для человека при кожной резорбции LD50 30 мг/кг.
Химические свойства QL определяются наличием в его молекуле координационно ненасыщенных атомов фосфора и азота, а также сложноэфирных связей. Гидролиз происходит с образованием внутренней соли β-диизопропиламиноэтилового эфира метилфосфонистой кислоты.
Последняя в результате кипячения с сильными минеральными кислотами способна к дальнейшему разложению до метилфосфонистой кислоты и соли дазопропиламиноэтанола с минеральной кислотой. В щелочной среде продуктами гидролиза будут свободный аминоспирт и соответствующая соль метилфосфонистой кислоты.
Вещество QL образует аддукты с солями тяжелых металлов (например, с CuI), легко присоединяет серу или селен с образованием соответствующих фосфонатов (реакция 8.1). Вещество QL окисляется любыми окислителями, даже кислородом воздуха, в O-этил-O-(р-ди-изопропиламиноэтил)-метилфосфонат:
Являясь производным трехвалентного фосфора, QL вступает в реакции типа реакции А. Е. Арбузова с галоидными алкилами и галоидангидридам и алкансульфоновых кислот с образованием соответственно эфиров и тиоэфиров метилалкилфосфиновых кислот:
Синтезировать QL можно двумя способами. Первый способ предполагает последовательное замещение атомов хлора в метилдихлорфосфине строго эквимольными количествами соответствующих спиртов в органическом растворителе:
Суспензию хлоргидрата QL в органическом растворителе обрабатывают содой и выделяют Pb с выходом 70-80%.
Второй способ синтеза QL основан на переэтерификации диэтилметилфосфонита высококипящим диизопропиламиноэтанолом: смесь реагентов (2,5—4:1) нагревают при температуре 160— 180 °С одновременно отгоняя этиловый спирт, и получают QL с выходом 75 — 80%.
В обоих способах получения QL сложность представляет синтез исходного метилдихлорфосфина. Во избежание окисления фосфора процесс осуществляют в атмосфере сухого инертного газа.
8.5. Оценка бинарных систем химического оружия
В последние годы в США заметно усилилась пропаганда идеи создания бинарных боеприпасов, в которой подчеркивается возможность иметь совершенное химическое оружие с одновременным исключением опасности случайных поражений при производстве веществ, снаряжении боеприпасов, транспортировании и хранении последних. Одновременно акцентируется внимание на том, что финансовые затраты на все перечисленные операции снижаются, поскольку могут быть сокращены необходимые для их осуществления технические требования безопасности.
Зарубежные специалисты полагают, что переход на бинарное оружие позволит в случае необходимости быстрее развернуть массовое производство ОВ по сравнению с унитарными. Это объясняется тем, что синтез унитарных ОВ и снаряжение ими боеприпасов осуществляются только на специально оборудованных и укомплектованных квалифицированным персоналом заводах, в то время как для производства нетоксичных компонентов бинарного снаряжения можно быстро приспособить обычные химические заводы, выпускающие продукцию мирного назначения.
С переходом на бинарные системы химического оружия для отравляющих веществ наступает новый этап эскалации. Бинарная технология дает возможность агрессору легко маскировать свои намерения. Он может открыто заказывать необходимые компоненты снаряжения химическим предприятиям частных фирм и даже реально, частично или полностью, расходовать их на мирные цели, например на выпуск пестицидов или фармацевтических веществ. Целям маскировки способствует и возможность получения одного и того же ОВ из нескольких различных пар компонентов бинарного снаряжения.
С переходом на бинарные боеприпасы резко возрастает общее число ядов, которые потенциально могут быть использованы в качестве отравляющих веществ. Одним из основных требований к ОВ наряду с их высокой токсичностью является устойчивость при хранении. Мало того, что могут быть значительно увеличены сроки хранения компонентов снаряжения, являющихся промежуточными продуктами получения фосфорорганических или других известных ОВ, но в бинарных боеприпасах могут синтезироваться и такие яды, которые прежде считались непригодными на роль отравляющих веществ из-за низкой химической устойчивости и плохой хранимости.
Бинарные боеприпасы позволяют варьировать отравляющими веществами в зависимости от задач, решаемых с помощью химического оружия. Достаточно, например, в бинарном снаряде с компонентами снаряжения GB-2 заменить контейнер с изопропанолом на контейнер с пинаколиновым спиртом, чтобы при выстреле боеприпаса образовалось вещество GD. Подобным же образом возможна замена контейнера с QL в боеприпасах— реакторах VX на контейнеры с другими аминоспиртами. При этом образуются гомологи VX с различной летучестью и кожной проницаемостью.
Важным достоинством бинарных боеприпасов является упрощение задач по их уничтожению. Насколько трудоемки и сложны данные задачи применительно к унитарным ОВ, можно судить по планируемым финансовым затратам на эти цели. Считают, что на уничтожение хранящихся в США запасов отравляющих веществ потребуется около 4 млрд. долларов.
С военной точки зрения бинарные системы химического оружия практически лишены преимуществ по сравнению с унитарным химическим оружием. Бинарные боеприпасы характеризуются меньшей боевой эффективностью, меньшей точностью предсказания результатов применения, ограниченным числом выполняемых с их помощью боевых задач и в определенной мере большей легкостью защиты от их воздействия.
Снижение боевой эффективности бинарных химических боеприпасов по сравнению с унитарными обусловлено, прежде всего, меньшим количеством ОВ в районе цели и, следовательно, увеличенным расходом боеприпасов для выполнения одних и тех же задач. Причин здесь несколько. Во-первых, технические устройства для изоляции компонентов снаряжения друг от друга, последующего соединения и перемешивания компонентов имеют некоторую массу и занимают определенную часть внутреннего пространства боеприпаса за счет ОВ.
Во-вторых, выход отравляющего вещества за время достабки боеприпаса к цели составляет всего 70—80%, т. е. «полезная масса» бинарного боеприпаса ниже, чем унитарного. Отсюда будут меньшими поражаемая площадь или зараженный объем воздуха. В целом по боевой эффективности бинарные химические боеприпасы на 30— 35% уступают унитарным при одинаковом расходе.
Низок и осколочный эффект бинарных артиллерийских снарядов, поскольку заряд взрывчатого вещества в них меньше, чем у осколочных артиллерийских боеприпасов, и укорочен подлине. Боевой эффект 155-мм гаубичного снаряда с GB-2 по живой силе в противогазах, по некоторым оценкам зарубежных специалистов, наполовину меньше боевого эффекта осколочных боеприпасов того же калибра.
Серьезно сказывается на боевой эффективности бинарного химического оружия ограничение систем применения этого оружия. Полностью непригодны для боевого использования, например, наземные фугасы, а также артиллерия и минометы с небольшой дальностью стрельбы.
Определенную сложность представляет снабжение войск компонентами снаряжения бинарных боеприпасов, поскольку их необходимо транспортировать на двух независимых транспортных средствах.
Более низкая точность предсказания результатов применения бинарного химического оружия обусловлена, с одной стороны, сложностью конструкции боеприпасов, влияющей на их надежность, с другой стороны, возможностью сгорания некоторых легковоспламеняющихся соединений, например спиртов.
Сокращение числа боевых задач, решаемых с помощью бинарных систем, по сравнению с унитарным химическим оружием объясняется тем, что для образования ОВ из малотоксичных компонентов снаряжения требуется некоторое время. Это время различно для разных химических реакций и составляет в существующих бинарных боеприпасах 10—20 с. Следовательно, бинарные боеприпасы невозможно применять по близким целям или сбрасывать с низко летящих самолетов. При применении бинарных боеприпасов с компонентами синтеза нестойких ОВ требуется более точно учитывать 6ремя непосредственного воздействия отравляющих веществ на живую силу противника, ибо нестойкие ОВ вскоре после раскрытия боевой оболочки превращаются в малотоксичные соединения или рассеиваются в атмосфере.
Относительная легкость защиты от воздействия ОВ, примененных с использованием бинарных боеприпасов, объясняется несколькими причинами. В ряде случаев боевая концентрация пара ОВ может создаваться за счет образования ОВ из нетоксичных компонентов «в капле» в течение некоторого времени после разрыва. Этого времени может оказаться достаточно для надевания живой силой, подвергшейся химическому нападению, противогазов и, возможно, даже для оставления зоны заражения. В результате теряется такой важный фактор применения химического оружия, как внезапность.
Кроме того, некоторые компоненты снаряжения бинарных боеприпасов или побочные продукты образования ОВ обладают специфическим запахом, раздражающим действием на глаза, верхние дыхательные пути или дымят на воздухе. Таковы, например, галоидангидриды кислот, галоиды, галоидоводородные кислоты, некоторые спирты, меркаптаны. Это также позволяет своевременно принять меры защиты. В ряде случаев использованию средств защиты может способствовать срабатывание приборов химической разведки от воздействия непрореагировавших компонентов снаряжения и продуктов их побочных реакций.
Таким образом, бинарные системы химического оружия, несмотря на достоинства, по мнению зарубежных военных специалистов, нуждаются в дальнейшем совершенствовании.