三氧化二砷

三氧化二砷（學名：Arsenic trioxide，藥品名：Asadin），俗稱砒霜、白砒、鶴頂紅，分子式為As2O3。是一種化學工業品，主要用於製造木材防腐劑、農藥和玻璃。此外，三氧化二砷還可以用於治療急性早幼粒細胞白血病，並通過靜脈注射的方式給藥。

人類在服用三氧化二砷之後出現的常見副作用包括嘔吐、腹瀉、腫脹、呼吸急促和頭痛。嚴重的副作用可能包括維甲酸症候群和各種心臟問題。孕婦在懷孕或哺乳期間服用三氧化二砷可能會對嬰兒造成傷害，且其治療癌症的機制尚不完全明確。

三氧化二砷於2000年獲得美國醫療使用批准，並被列入世界衛生組織基本藥物標準清單。全球每年大約生產50,000噸三氧化二砷。由於三氧化二砷的毒性，許多國家均對其的生產和銷售制定了相關規定。

## 化學特性

三氧化二砷是兩性氧化物，但酸性超過鹼性。溶於鹼性溶液會產生亞砷酸鹽；較難溶於酸，但又會溶於濃鹽酸，生成三氯化砷。

As2O3 + 6 HCl → 2 AsCl3 + 3 H2O

三氧化二砷會和氧化劑（例如臭氧、過氧化氫及硝酸）起化學反應生成五氧化二砷（As2O5）。甚可以還原為砷，也可以還原生成氫化砷（AsH3）。

## 製備

三氧化二砷一般可以用兩種方法製備：氧化三硫化二砷或水解三氯化砷：

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

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

## 分子結構

為四面體分子，在α-型、液態或氣態，是As4O6。

## 毒物學

古時候常以砒霜作毒藥，但由於技術上的限制，砒霜中常因混有大量的硫或硫化物而呈紅色，故又稱「鶴頂紅」。銀易與硫產生化學作用生成黑色的硫化銀，因此常被用來試毒。但事實上，銀不過是檢驗出砒霜中的硫，而如今技術進步，已經可以製造出不含硫的純三氧化二砷，因此銀也無法準確檢驗砒霜。

三氧化二砷極易被呼吸系統、消化系統及皮膚吸收。縱然是吸入它的粉末或氣體，還是皮膚接觸到它，已可以知道它的毒性。可通過甲基化二甲胂酸及排尿先消除一些半衰期為一至二日的砷，但仍有相當的份量（在重複接觸時為30–40%）會併入骨、肌肉、頭髮、指甲及所有含有豐富角質素的組織中，需超過一個月才能消除。

通過攝食會發生急性砷中毒，第一症狀是出現消化系統問題：嘔吐、腹部疼痛及帶血的腹瀉。不致命的劑量也可使人痙攣、心臟血管產生問題、肝臟及腎臟發炎及血液不尋常凝結，跟隨著的是指甲上出現白線及脫髮等症狀。攝取低劑量也可出現肝臟和腎臟的問題，以及使皮膚色素轉變。

吸入或接觸三氧化二砷，也是急性砷中毒的原因。急性砷中毒的第一症狀是呼吸道或皮膚受到嚴重刺激，其後便是長期的神經問題。即使三氧化二砷溶液已稀釋，若觸及眼睛，仍非常危險。

發生急性三氧化二砷中毒時，應當立即服用新制的氫氧化亞鐵懸浮液（將氧化鎂加入到硫酸亞鐵溶液中強烈搖動製得）來解毒，並立即送醫院救治。此法依據為三氧化二砷會轉化為低毒性的亞砷酸亞鐵沉澱並排出體外。

以下的人較易患上砷中毒：經常接觸三氧化二砷的工人（例如在金屬煉製廠中工作）、經常飲用含有大量砷的水（0.3–0.4 ppm）的居民，以及長期服用砷基藥物的病人。

三氧化二砷被視為人類的致癌物質。在美國、日本和瑞典，一個研究指出鑄銅廠的工人比普通群眾患肺癌的機會率高出六至十倍。無論是通過飲用的食水還是作醫療用途的藥物，長期攝食三氧化二砷都可導致皮膚癌。同一研究指出若女性於工作時需接觸三氧化二砷或與鑄銅廠是比鄰，會產生生殖問題，例如：高流產率、剛出生的嬰孩比較輕、先天畸形等。但同時也會被用來治療急性早幼粒細胞白血病。

曾有網路謠言指稱，蝦類海產與維生素C經混食後，會於體內自行合成砒霜而致人於死。但經計算，若要在體內合成足以造成急性中毒的劑量，所食用之蝦類海產與維生素C均須遠逾常人腸胃容量（以日攝入上限60.0mg計算，蝦類海產攝入47.9Kg方可引起危險），故在實際上極不可能。最壞的結果是因慢性中毒而造成肝腫大，但其嚴重程度遠小於養殖海產體內的過量抗生素所造成的問題。

在歐盟的「關於化學品註冊、評估、許可和限制法案」（REACH）中，已將三氧化二砷列為高度關注物質(SVHC)。

## 用途

### 藥劑

- 製備砷基殺蟲劑的原料，包括亞砷酸鈉、砷酸鈉及二甲胂酸鈉。
- 製備農藥、殺鼠劑等。
- 製備配藥學及獸醫學的產品，例如新砷凡納明。

### 工業用途

- 搪瓷及玻璃的脫色劑，也能使玻璃、陶瓷產品更透明光滑。
- 木的防腐劑。
- 在冶金學中，它用於阻止氫的再結合。
- 製備元素形式的砷、砷合金及砷化合物半導體的原料。

製備元素形式的砷的方程式如下：

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

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

### 醫學用途

用作抵抗性急性前骨髓性白血病的化學療法。這種藥名為Trisenox®，成份為三氧化二砷，是一次性的針劑；每劑容量為10毫克，稀釋後作靜脈注射。也可用於治療一些對其他藥物治療無反應的白血病患者。

製藥廠Cephalon把三氧化二砷命名為 Trisenox® 並售賣之。這種藥用作化療藥物醫治對一線藥物沒有反應的原發性作用。有人猜想三硫化二砷能引誘癌細胞自毀。因為砷有毒性，所以用此藥的風險非常高。

三氧化二砷也應用在中醫和現代醫學，也稱為「白砷」，可以經呼吸道、皮膚及消化道吸收。用以治療對全反式維甲酸和蒽環黴素化療無反應或復發的急性早幼粒細胞白血病。微量時可治療皮膚症或改進血液，但0.06克是危險劑量，0.125-0.25克的三氧化二砷已足以致人於死地。

2010年，香港大學醫學院發現，若劑量適當，砒霜的潛在毒性會解除，尤其是對心臟的副作用會大大減低，並成功把砒霜研發成為處方的口服藥物，包括淋巴癌和多發性骨髓瘤。

牙科方面，極小劑量的三氧化二砷可用於殺死齲齒內的牙神經。

1996年，Science雜誌稱「這是繼全反式維甲酸之後，又一個令人感到震撼的發現」。1999年，美國FDA批准As2O3治療複發性和難治性急性早幼粒細胞白血病（APL）、多發性骨髓瘤（MM）、骨髓增生異常綜合症（MDS）。2002年，Asadin獲得臺灣衛生署核准上市。

## 參見

- 亞砷酸
- 五氧化二砷
- 三硫化二砷
- 三氧化二磷、三氧化二銻
- 張亭棟 (是三氧化二砷可以治療急性早幼粒細胞白血病的主要發現者)

## 注釋

- 北宋《開寶本草》以及《本草衍義》中記載「療諸瘧，風痰在胸膈，可作吐藥，不可久服，傷人。」

## 參考文獻

### 來源

- Institut national de recherche et de sécurité (INRS), Fiche toxicologique nº 89 : Trioxyde de diarsenic, 1989.
- AFHS Database on use as a cytostatic（用於化學治療的AFHS資料庫）
- 《無機化學》魏明通 著
- 《圖解中藥性辭典》吳家鏡 著
- 南北朝時期的《雷公炮炙論》

## 外部連結

- Case Studies in Environmental Medicine: Arsenic Toxicity 環境醫學個案研習：砷的毒性
- IARC Monograph – Arsenic and Arsenic Compounds IARC 專業論文——砷及砷化合物
- International Chemical Safety Card 0378 國際化學品安全策略 0378
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards NIOSH 對化學危險物的小型指導
- NTP Report on Carcinogens – Inorganic Arsenic Compounds 致癌物報告——無機砷化物
- Use of Arsenic Trioxide in Multiple Myeloma Treatment 多種骨髓瘤治療中用三氧化二砷
- The use of Arsenic trioxide in medicine 三氧化二砷的醫療用途
- 砒霜 Pi Shuang 中藥標本資料庫 (香港浸會大學中醫藥學院)

## 基本資料

- 英文名：Arsenic trioxide
- iupac英：Arsenic trioxide
- 別名：亞砷酸酐、氧化砷(Ⅲ)、砒霜、鶴頂紅
- 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
- 藥物銀行資料庫：DB01169
- KEGG：C13619
- 化學式：As2O3
- MolarMass：197.841
- 外貌：白色固體
- 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：有劇毒，口服可致死
- NFPA-H：4
- NFPA-F：0
- NFPA-R：0
- LD50：14.6 mg/kg (大鼠經口)
- RPhrases：可能致癌-吞食劇毒-引起灼傷-對水生生物劇毒，可能對水生環境造成長期的不良影響
- SPhrases：防止暴露：使用前需獲特別指導-發生事故或感到不適時立即求醫，可能的話出示標籤-該物質及容器必須按危險廢物放置-防止排向環境，參考特別指示或安全技術說明書操作