三氧化二砷

三氧化二砷（学名：Arsenic trioxide，药品名：Asadin），俗称砒霜、白砒、鹤顶红，分子式为As2O3。是一种化学工业品，主要用于制造木材防腐剂、农药和玻璃。此外，三氧化二砷还可以用于治疗急性早幼粒细胞白血病，并通过静脉注射的方式给药。

人类在服用三氧化二砷之后出现的常见副作用包括呕吐、腹泻、肿胀、呼吸急促和头痛。严重的副作用可能包括维甲酸综合征和各种心脏问题。孕妇在怀孕或哺乳期间服用三氧化二砷可能会对婴儿造成伤害，且其治疗癌症的机制尚不完全明确。

三氧化二砷于2000年获得美国医疗使用批准，并被列入世界卫生组织基本药物标准清单。全球每年大约生产50,000吨三氧化二砷。由于三氧化二砷的毒性，许多国家均对其的生产和销售制定了相关规定。

## 化学特性

三氧化二砷是两性氧化物，但酸性超过碱性。溶于碱性溶液会产生亚砷酸盐；较难溶于酸，但又会溶于浓盐酸，生成三氯化砷。

As2O3 + 6 HCl → 2 AsCl3 + 3 H2O

三氧化二砷会和氧化剂（例如臭氧、过氧化氢及硝酸）起化学反应生成五氧化二砷（As2O5）。甚可以还原为砷，也可以还原生成氢化砷（AsH3）。

## 制备

三氧化二砷一般可以用两种方法制备：氧化三硫化二砷或水解三氯化砷：

$$\rm 2 As_2S_3 + 9O_2 {=\!=\!=\!=} 2As_2O_3 + 6SO_2$$

$$\rm 2AsCl_3 + 3H_2O {=\!=\!=\!=} As_2O_3 + 6HCl$$

## 分子结构

为四面体分子，在α-型、液态或气态，是As4O6。

## 毒物学

古时候常以砒霜作毒药，但由于技术上的限制，砒霜中常因混有大量的硫或硫化物而呈红色，故又称“鹤顶红”。银易与硫产生化学作用生成黑色的硫化银，因此常被用来试毒。但事实上，银不过是检验出砒霜中的硫，而如今技术进步，已经可以制造出不含硫的纯三氧化二砷，因此银也无法准确检验砒霜。

三氧化二砷极易被呼吸系统、消化系统及皮肤吸收。纵然是吸入它的粉末或气体，还是皮肤接触到它，已可以知道它的毒性。可通过甲基化二甲胂酸及排尿先消除一些半衰期为一至二日的砷，但仍有相当的分量（在重复接触时为30–40%）会并入骨、肌肉、头发、指甲及所有含有丰富角质素的组织中，需超过一个月才能消除。

通过摄食会发生急性砷中毒，第一症状是出现消化系统问题：呕吐、腹部疼痛及带血的腹泻。不致命的剂量也可使人痉挛、心脏血管产生问题、肝脏及肾脏发炎及血液不寻常凝结，跟随着的是指甲上出现白线及脱发等症状。摄取低剂量也可出现肝脏和肾脏的问题，以及使皮肤色素转变。

吸入或接触三氧化二砷，也是急性砷中毒的原因。急性砷中毒的第一症状是呼吸道或皮肤受到严重刺激，其后便是长期的神经问题。即使三氧化二砷溶液已稀释，若触及眼睛，仍非常危险。

发生急性三氧化二砷中毒时，应当立即服用新制的氢氧化亚铁悬浮液（将氧化镁加入到硫酸亚铁溶液中强烈摇动制得）来解毒，并立即送医院救治。此法依据为三氧化二砷会转化为低毒性的亚砷酸亚铁沉淀并排出体外。

以下的人较易患上砷中毒：经常接触三氧化二砷的工人（例如在金属炼制厂中工作）、经常饮用含有大量砷的水（0.3–0.4 ppm）的居民，以及长期服用砷基药物的病人。

三氧化二砷被视为人类的致癌物质。在美国、日本和瑞典，一个研究指出铸铜厂的工人比普通群众患肺癌的机会率高出六至十倍。无论是通过饮用的食水还是作医疗用途的药物，长期摄食三氧化二砷都可导致皮肤癌。同一研究指出若女性于工作时需接触三氧化二砷或与铸铜厂是比邻，会产生生殖问题，例如：高流产率、刚出生的婴孩比较轻、先天畸形等。但同时也会被用来治疗急性早幼粒细胞白血病。

曾有网络谣言指称，虾类海产与维生素C经混食后，会于体内自行合成砒霜而致人于死。但经计算，若要在体内合成足以造成急性中毒的剂量，所食用之虾类海产与维生素C均须远逾常人肠胃容量（以日摄入上限60.0mg计算，虾类海产摄入47.9Kg方可引起危险），故在实际上极不可能。最坏的结果是因慢性中毒而造成肝肿大，但其严重程度远小于养殖海产体内的过量抗生素所造成的问题。

在欧盟的“关于化学品注册、评估、许可和限制法案”（REACH）中，已将三氧化二砷列为高度关注物质(SVHC)。

## 用途

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### 药剂

- 制备砷基杀虫剂的原料，包括亚砷酸钠、砷酸钠及二甲胂酸钠。
- 制备农药、杀鼠剂等。
- 制备配药学及兽医学的产品，例如新砷凡纳明。

### 工业用途

- 搪瓷及玻璃的脱色剂，也能使玻璃、陶瓷产品更透明光滑。
- 木的防腐剂。
- 在冶金学中，它用于阻止氢的再结合。
- 制备元素形式的砷、砷合金及砷化合物半导体的原料。

制备元素形式的砷的方程式如下：

$$\rm As_2O_3 + 6H_2 {=\!=\!=\!=} 2AsH_3 + 3H_2O <pre>$$

$$\rm 2AsH_3 {=\!=\!=\!=} 2As+3H_2 <pre>$$

### 医学用途

用作抵抗性急性前骨髓性白血病的化学疗法。这种药名为Trisenox®，成分为三氧化二砷，是一次性的针剂；每剂容量为10毫克，稀释后作静脉注射。也可用于治疗一些对其他药物治疗无反应的白血病患者。

制药厂Cephalon把三氧化二砷命名为 Trisenox® 并售卖之。这种药用作化疗药物医治对一线药物没有反应的原发性作用。有人猜想三硫化二砷能引诱癌细胞自毁。因为砷有毒性，所以用此药的风险非常高。

三氧化二砷也应用在中医和现代医学，也称为“白砷”，可以经呼吸道、皮肤及消化道吸收。用以治疗对全反式维甲酸和蒽环霉素化疗无反应或复发的急性早幼粒细胞白血病。微量时可治疗皮肤症或改进血液，但0.06克是危险剂量，0.125-0.25克的三氧化二砷已足以致人于死地。

2010年，香港大学医学院发现，若剂量适当，砒霜的潜在毒性会解除，尤其是对心脏的副作用会大大减低，并成功把砒霜研发成为处方的口服药物，包括淋巴癌和多发性骨髓瘤。

牙科方面，极小剂量的三氧化二砷可用于杀死龋齿内的牙神经。

1996年，Science杂志称“这是继全反式维甲酸之后，又一个令人感到震撼的发现”。1999年，美国FDA批准As2O3治疗复发性和难治性急性早幼粒细胞白血病（APL）、多发性骨髓瘤（MM）、骨髓增生异常综合征（MDS）。2002年，Asadin获得台湾卫生署核准上市。

## 参见

- 亚砷酸
- 五氧化二砷
- 三硫化二砷
- 三氧化二磷、三氧化二锑
- 张亭栋 (是三氧化二砷可以治疗急性早幼粒细胞白血病的主要发现者)

## 注释

- 北宋《开宝本草》以及《本草衍义》中记载“疗诸疟，风痰在胸膈，可作吐药，不可久服，伤人。”

## 参考文献

### 来源

- Institut national de recherche et de sécurité (INRS), Fiche toxicologique nº 89 : Trioxyde de diarsenic, 1989.
- AFHS Database on use as a cytostatic（用于化学治疗的AFHS数据库）
- 《无机化学》魏明通 著
- 《图解中药性辞典》吴家镜 著
- 南北朝时期的《雷公炮炙论》

## 外部链接

- Case Studies in Environmental Medicine: Arsenic Toxicity 环境医学个案研习：砷的毒性
- IARC Monograph – Arsenic and Arsenic Compounds IARC 专业论文——砷及砷化合物
- International Chemical Safety Card 0378 国际化学品安全策略 0378
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards NIOSH 对化学危险物的小型指导
- NTP Report on Carcinogens – Inorganic Arsenic Compounds 致癌物报告——无机砷化物
- Use of Arsenic Trioxide in Multiple Myeloma Treatment 多种骨髓瘤治疗中用三氧化二砷
- The use of Arsenic trioxide in medicine 三氧化二砷的医疗用途
- 砒霜 Pi Shuang 中药标本数据库 (香港浸会大学中医药学院)

## 基本资料

- 英文名：Arsenic trioxide
- iupac英：Arsenic trioxide
- 别名：亚砷酸酐、氧化砷(Ⅲ)、砒霜、鹤顶红
- UNII：S7V92P67HO
- InChI：1/As2O3/c3-1-4-2(3)5-1
- 3D模型（JSmol）：O1As2OAs1O2
- InChIKey：GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYAM
- StdInChI：1S/As2O3/c3-1-4-2(3)5-1
- StdInChIKey：GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N
- CASNo：1327-53-3
- ChemSpiderID：452539
- ChEMBL：1200978
- EINECS：215-481-4
- PubChem：261004
- RTECS：CG3325000
- 药物银行数据库：DB01169
- KEGG：C13619
- 化学式：As2O3
- MolarMass：197.841
- 外貌：白色固体
- 密度：3.74 g/cm3
- MeltingPt：312.3℃
- BoilingPt：465℃
- 水溶性：1.21g/100g (0℃)、1.66g/100g (15℃)、2.05g/100g (25℃)、2.93g/100g (39.8℃)、4.45g/100g (62℃)、8.18g/100g (98.5℃)
- pKa：9.2
- MainHazards：有剧毒，口服可致死
- NFPA-H：4
- NFPA-F：0
- NFPA-R：0
- LD50：14.6 mg/kg (大鼠经口)
- RPhrases：可能致癌-吞食剧毒-引起灼伤-对水生生物剧毒，可能对水生环境造成长期的不良影响
- SPhrases：防止暴露：使用前需获特别指导-发生事故或感到不适时立即求医，可能的话出示标签-该物质及容器必须按危险废物放置-防止排向环境，参考特别指示或安全技术说明书操作