シアン化物（Cyanide）は、高濃度で曝露すると生命に危険を及ぼす猛毒です。ここでは、この危険な物質について詳しく解説します。
シアン化物は、気体、液体、固体の形で存在します。無色で、アーモンドのような臭いがすると言われていますが、この臭いを感じ取れる人は限られています。
シアン化物は、炭素原子と窒素原子が三重結合で結ばれたシアノ基（CN）を含む化合物の総称です。毒性の高い、死に至る可能性のあるシアン化合物は以下のとおりです。
- 気体: 塩化シアン（CNCl）
- 固体: シアン化ナトリウム（NaCN）とシアン化カリウム（KCN）
- 液体: シアン化水素（HCN）
シアン化物は、体内で酸素の利用を阻害し、重要な臓器に損傷を与えるため、非常に速効性があります。この化合物の化学的性質は以下のとおりです。
- シアン化物は、炭酸（H2CO3）よりも弱い酸であるシアン化水素酸の塩であるため、より強い酸によって溶液から遊離されます。
- 化学式: 2NaCN + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCN
- シアン化物は、空気中の酸素と反応してシアン酸塩を生成します。
- 化学式: 2CN- + O2 → 2CNO-
- 濃度1‰の希薄溶液では、HCNは約5ヶ月で完全に分解されます。
- 化学式: HCN + 2H2O → HCOONH4 and 2HCN + 2H2S + O2 → 2HCNS + 2H2O
- シアン化アルカリ金属塩は、空気中のCO2によって分解され、HCNを生成します。
- 化学式: 2NaCN + CO2 + H2O → 2HCN + Na2CO3
- シアン化物塩は水に溶け、不溶性シアン化物と容易に結合して錯イオンを形成します。硝酸（HNO3）は、リンゴ酸、クエン酸、アルカロイド、タンニンなどの有機化合物と反応して、シアン化水素（HCN）を生成します。これは、一部の植物におけるシアン配糖体の形成メカニズムを説明しています。
- アルデヒド（アルコールに含まれる化合物）や糖もHCNの構造を破壊する可能性があります。
- 化学式: C6H12O6 + HCN → C7H13O6N
- シアン化水素（HCN）の有機誘導体は、苦扁桃仁、梅の種、キャッサバの根、タケノコなど、いくつかの植物に見られます。たとえば、アミグダリン（C20H27NO11 – いくつかの植物に見られる天然の化学物質）は、苦扁桃油に含まれており、加水分解するとHCNを放出します。
- 化学式: C20H27NO11 + 2H2O → C7H6O + 2C6H12O6 + HCN
シアン化物は塩基性で、シアン化水素のpKaは9.1です。そのため、シアン化物塩の溶液に強酸を加えると、シアン化水素が遊離されます。この化合物は加水分解を受けてアンモニア（NH3）とギ酸イオン（HCOO-）を生成します。元のシアン化物と比較して、これらの生成物は毒性が低くなっています。
- 化学式: CN- + 2 H2O → HCOO- + NH3
シアン化物アニオンは求核性が高いため、シアン化物基はハロゲン化物基を容易に置換して有機分子に入ることができます。有機合成において、シアン化物はC-1シンソンであり、炭素鎖を延長するために使用されます。
- 化学式: RX + CN- → RCN + X-
シアン化物イオンは還元剤であり、塩素（Cl2）、次亜塩素酸塩（CIO-）、過酸化水素（H2O2）などの強力な酸化剤によって酸化される可能性があります。金鉱山では、排水中の毒性シアン化物を分解し、生態系を汚染から保護するために、これらの酸化剤が一般的に使用されます。
シアン化物アニオンは、遷移金属と反応してM-CN結合（シアノメタレート）を形成します。この反応は、シアン化物の毒性の根底にあります。金属がこのアニオンに対して高い親和性を持つのは、負電荷、コンパクトさ、π結合への参加能力などの要因による可能性があります。
アンドルソフ法は、シアン化物を製造するための主要なプロセスです。この方法では、メタン（CH4）とアンモニア（NH3）から、酸素と白金触媒の存在下で気体状のシアン化物が生成されます。
- 化学式: 2CH4 + 2NH3 + 3O2 → 2HCN + 6H2O
シアン化ナトリウムは、ほとんどの種類のCNの前駆体であり、水酸化ナトリウムとシアン化水素を反応させることによって製造されます。
- 化学式: HCN + NaOH → NaCN + H2O
猛毒として知られていますが、シアン化物は以下のような多くの分野で利用されています。
この毒物は、金や銀を他の不純物から溶解して分離するのに役立ちます。シアン化法では、金鉱石（純度75％〜95％）を細かく粉砕し、シアン化物と1：1500の比率で混合します。金鉱石は積み重ねられ、1：1000の比率でシアン化物溶液が噴霧されます。
通常、金はシアン化物イオンと錯体を形成し、(Ag(CN)2)や(Au(CN)2)などの可溶性誘導体を生成します。銀は通常、硫化物の形で存在し、この場合は酸化還元反応ではなく、次の化学式による置換反応が起こります。
- Ag2S + 4 NaCN + H2O → 2 Na(Ag(CN)2) + NaSH + NaOH
- 4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na(Au(CN)2) + 4 NaOH
シアン化物は、CNを含む化合物の製造、通常はニトリルの製造に使用できます。アシルシアン化物は、アシルクロリドとシアン化物から製造されます。シアン（(CN)2）、塩化シアン（CNCl）、および塩化シアヌル酸トリマー（(NCCl)3）は、シアン化アルカリ金属に由来します。
ニトロプルシドナトリウム（SNP）は、臨床化学において、尿中のケトン体（脂肪酸の分解の副産物）を測定するためによく使用されます。これは、主に糖尿病患者や妊婦の血糖値を監視するために使用されます。緊急の血圧低下に役立つこともあり、血管研究では血管拡張薬として使用されます。さらに、結核やハンセン病の治療にも役立ちます。
一部の地域では、シアン化物は害虫、アリ、ネズミなどを駆除するために使用されています。ただし、この化合物は、人間の健康に影響を与えず、生活環境に害を及ぼさないように、許可を得て適量を使用する必要があります。
適量のシアン化物は、青色を生成する能力により、ブロンズの彫刻をより美しくするのに役立ちます。この化合物は、宝石の製造や写真撮影にも使用されます。さらに、紙、布、プラスチックの製造プロセスにおける重要な成分の1つです。ただし、これらの特定の作業を実行する場合は、シアン化物中毒を防ぐために、適切な保護具を使用する必要があります。
食品業界では、一部の食品添加物の製造に使用できます。
シアン化物は、工業、農業からサービス業まで、生活の多くの分野に影響を与える多用途の化合物です。正しく適用されれば、生活の質の向上と社会経済的発展に積極的に貢献できます。シアン化物は、味や臭いでは区別が難しく、次のようなさまざまな供給源から検出されます。
自然界では、シアン化物は通常、空気、水、岩石に存在します。アーモンド、大豆、生のタケノコ、生のキャッサバ、リンゴ、プラム、桃など、いくつかの食品にも含まれています。
シアン化物基（分子式CNの基）は、星間空間に存在することが確認されています。シアン（(CN)2）は、星間雲の温度を測定するために使用されます。
シアン化水素（H-C≡N）は、内燃機関の排気ガス、タバコの煙など、酸素不足の状態で一部の物質が熱分解または燃焼することによって生成されます。また、一部の種類のプラスチック、特にアクリロニトリル（化学式CH2CHCNの有機化合物）を原料とするプラスチックを加熱または燃焼すると、シアン化水素が放出されます。
国際純正応用化学連合（IUPAC）によると、官能基-C≡Nを持つ有機化合物はすべてニトリルと呼ばれ、ニトリルは通常、シアン化物イオンを放出しません。一方、ヒドロキシル基-OHとシアン化物基-CNが同じ炭素原子に結合している官能基は、シアノヒドリン（R2C(OH)CN）と呼ばれ、シアノヒドリンはHCNを放出する可能性があります。
