Organohlorno jedinjenje, hlorougljenik ili hlorovani ugljovodonik, je organska supstanca koja sadrži najmanje jedan kovalentno vezan atom hlora koji utiče na hemijsko ponašanje molekula. Klasa hloroalkana (alkani sa jednim ili više atoma vodika zamenjenih hlorom) daje opšte primere. Široka strukturna raznolikost i različita hemijska svojstva organoklorina dovode do širokog spektra naziva i primena. Organohloridi su vrlo korisne tvari u mnogim primjenama, ali neke od njih predstavljaju ozbiljan ekološki problem.
Utjecaj na nekretnine
Kloriranje mijenja fizička svojstva ugljovodonika na nekoliko načina. Jedinjenja imaju tendenciju da budu gušća od vode zbog veće atomske težine hlora u poređenju sa vodonikom. Alifatski organohloridi su alkilirajući agensi jer je hlorid odlazeća grupa.
Određivanje organohlornih jedinjenja
Mnoga takva jedinjenja su izolovana iz prirodnih izvora, od bakterija do ljudi. Hlorirana organska jedinjenja nalaze se u gotovo svim klasama biomolekula, uključujući alkaloide, terpene, aminokiseline, flavonoide, steroide i masne kiseline. Organohloridi, uključujući dioksine, nastaju u visokotemperaturnom okruženju šumskih požara, a dioksini su pronađeni u očuvanom pepelu od požara koji su prethodili sintetičkim dioksinima.
Pored toga, razni jednostavni hlorovani ugljovodonici, uključujući dihlorometan, hloroform i ugljen-tetrahlorid, izolovani su iz morskih algi. Većina hlorometana u okolišu nastaje prirodnim putem biorazgradnjom, šumskim požarima i vulkanima. Organohlorna jedinjenja u ulju su takođe široko poznata (prema GOST - R 52247-2004).
Epibatidin
Prirodni organoklor epibatidin, alkaloid izolovan iz žaba na drvetu, ima snažan analgetski efekat i stimuliše istraživanje novih lekova protiv bolova. Žabe dobijaju epibatidin kroz hranu, a zatim ga izoluju na svojoj koži. Vjerovatni izvori hrane su bube, mravi, grinje i muhe.
Alkanes
Alkani i arilalkani se mogu hlorisati pod uslovima slobodnih radikala uz ultraljubičasto zračenje. Međutim, teško je kontrolisati stepen hlorisanja. Aril hloridi se mogu pripremiti Friedel-Crafts halogeniranjem korištenjem hlora i katalizatora Lewisove kiseline. Metode za određivanje organoklorusaspojeva uključuje upotrebu ovog katalizatora. Druge metode su također spomenute u članku.
Reakcija haloforma koristeći hlor i natrijum hidroksid je takođe sposobna da stvori alkil halide iz metil ketona i srodnih jedinjenja. Hloroform se ranije proizvodio na ovaj način.
Hlor dodaje alkene i alkine višestrukim vezama, dajući di- ili tetrahloro jedinjenja.
Alkil hloridi
Alkil hloridi su svestrani gradivni blokovi u organskoj hemiji. Iako su alkil bromidi i jodidi reaktivniji, alkil hloridi su jeftiniji i lakše dostupni. Alkil hloride lako napadaju nukleofili.
Zagrevanje alkil halogenida sa natrijum hidroksidom ili vodom daje alkohole. Reakcija sa alkoksidima ili aroksidima daje estre u Williamsonovoj sintezi etera; reakcije sa tiolima daju tioetere. Alkil hloridi lako reaguju sa aminima i formiraju supstituisane amine. Alkil hloridi su zamijenjeni mekšim halogenidima kao što je jodid u Finkelstein reakciji.
Moguća je i reakcija sa drugim pseudohalidima kao što su azid, cijanid i tiocijanat. U prisustvu jake baze, alkil hloridi se podvrgavaju dehidrohalogenaciji da bi se formirali alkeni ili alkini.
Alkil hloridi reaguju sa magnezijumom i formiraju Grignardove reagense, pretvarajući elektrofilno jedinjenje u nukleofilno. Wurtzova reakcija kombinuje dva alkil halogenida sa natrijumom na redukcioni način.
Prijava
Najveća aplikacijaorganohlorna hemija je proizvodnja vinil hlorida. Godišnja proizvodnja u 1985. iznosila je oko 13 milijardi kilograma, od čega je gotovo sav pretvoren u polivinil hlorid (PVC). Određivanje organohlornih jedinjenja (prema GOST-u) je proces koji se ne može uraditi bez posebne standardizovane opreme.
Većina hloriranih ugljovodonika male molekularne težine kao što su hloroform, dihlorometan, dihloretan i trihloretan su korisni rastvarači. Ovi rastvarači imaju tendenciju da budu relativno nepolarni; stoga se ne mešaju sa vodom i efikasni su u čišćenju kao što je odmašćivanje i hemijsko čišćenje. Ovo prečišćavanje se odnosi i na metode za određivanje organoklornih jedinjenja (ulje i druge supstance su veoma bogate ovim jedinjenjima).
Najvažniji je dihlorometan, koji se uglavnom koristi kao rastvarač. Hlorometan je prekursor hlorosilana i silikona. Istorijski značajan, ali manji je hloroform, uglavnom prekursor hlorodifluorometana (CHClF2) i tetrafluoroetena, koji se koristi u proizvodnji teflona.
Dve glavne grupe organohlornih insekticida su supstance kao što su DDT i klorovani aliciklični rastvori. Njihov mehanizam djelovanja se malo razlikuje od organohlornih jedinjenja u ulju.
DDT-slična jedinjenja
Supstance slične DDT-u deluju na periferni nervni sistem. U natrijum kanalu aksona onemogućavaju zatvaranje kapije nakon aktivacije i depolarizacije.membrane. Joni natrija prodiru kroz živčanu membranu i stvaraju destabilizirajući negativni "postpotencijal" s povećanom ekscitabilnosti živaca. Ovo curenje uzrokuje ponovljena pražnjenja u neuronu, bilo spontano ili nakon jednog stimulusa.
Hlorirani ciklodieni uključuju aldrin, dieldrin, endrin, heptaklor, hlordan i endosulfan. Trajanje izlaganja od 2 do 8 sati dovodi do smanjenja aktivnosti centralnog nervnog sistema (CNS), praćenog razdražljivošću, tremorom, a potom i napadima. Mehanizam djelovanja je vezivanje insekticida na mjestu GABA u kompleks jonofora hlorida gama-aminomaslačne kiseline (GABA), koji sprječava hlorid da uđe u živac.
Drugi primjeri uključuju dikofol, mirex, kepon i pentaklorofenol. Mogu biti ili hidrofilni ili hidrofobni, ovisno o njihovoj molekularnoj strukturi.
bifenili
Poliklorovani bifenili (PCB) su nekada bili široko korišćeni električni izolatori i fluidi za prenos toplote. Njihova upotreba je uglavnom prekinuta zbog zdravstvenih problema. PCB-i su zamijenjeni polibromiranim difenil eterima (PBDE), koji uzrokuju sličnu toksičnost i probleme bioakumulacije.
Neke vrste organohlornih jedinjenja su veoma toksične za biljke ili životinje, uključujući ljude. Dioksini, koji nastaju sagorevanjem organske materije u prisustvu hlora, su postojani organski zagađivači koji predstavljaju opasnost kada se ispuštaju u životnu sredinu, kao i neki insekticidi (npr.kao DDT).
Na primjer, DDT, koji se naširoko koristio za kontrolu insekata sredinom 20. stoljeća, također se akumulira u lancima ishrane, poput njegovih metabolita DDE i DDD, i uzrokuje probleme s reproduktivnim sistemom (na primjer, stanjivanje ljuske jajeta) kod nekih vrsta ptica. Neka jedinjenja ovog tipa, kao što su sumporni senf, dušični iperit i lewisite, se čak koriste kao hemijsko oružje zbog svoje toksičnosti.
Otrovanje organohlornim jedinjenjima
Međutim, prisustvo hlora u organskom jedinjenju ne predstavlja toksičnost. Neki organohloridi se smatraju dovoljno sigurnim za upotrebu u hrani i lijekovima. Na primjer, grašak i pasulj sadrže prirodni klorirani biljni hormon 4-hlorindol-3-octenu kiselinu, a zaslađivač sukraloza (Splenda) se široko koristi u dijetetskim proizvodima.
Od 2004. godine, najmanje 165 organohlorida odobreno je širom svijeta za upotrebu kao farmaceutski proizvodi, uključujući prirodni antibiotik vankomicin, antihistaminik loratadin (Claritin), antidepresiv sertralin (Zoloft), antiepileptički lamotrigin (lamotrigin) i droge za inhalaciju. anestetik izofluran. Potrebno je poznavati ova jedinjenja za određivanje organohlornih jedinjenja u ulju (prema GOST-u).
Nalazi naučnika
Rachel Carson je javnosti predstavila pesticidnu toksičnost DDT-a u svojoj knjizi Silent Spring iz 1962. godine. Iako su mnoge zemlje prekinuleupotreba određenih vrsta organohlornih jedinjenja, kao što je zabrana DDT-a u SAD-u, postojani DDT, PCB-ovi i drugi ostaci organoklornih ostataka, i dalje se nalaze kod ljudi i sisara širom planete, mnogo godina nakon što su proizvodnja i upotreba bili ograničeni.
U arktičkim regijama, posebno visoki nivoi su pronađeni kod morskih sisara. Ove hemikalije su koncentrisane kod sisara, a nalaze se čak i u ljudskom majčinom mleku. Kod nekih vrsta morskih sisara, posebno onih koje proizvode mlijeko s visokim udjelom masti, mužjaci imaju tendenciju da imaju mnogo više razine jer ženke smanjuju koncentraciju prenoseći tvari na potomstvo kroz laktaciju. Također, ove tvari se mogu naći u ulju, što je važno uzeti u obzir pri određivanju organoklornih spojeva u ulju (prema GOST-u). Obično se odnosi na pesticide, iako se može odnositi i na bilo koje jedinjenje ove vrste.
Organohlorni pesticidi se mogu klasifikovati prema njihovoj molekularnoj strukturi. Ciklopentadienski pesticidi su alifatske prstenaste strukture izvedene iz Pentahlorociklopentadien Diels-Alderovih reakcija i uključuju hlordan, nonahlor, heptaklor, heptaklor epoksid, dieldrin, aldrin, endrin, mireks i kepon. Ostale podklase organoklornih pesticida su familija DDT i izomeri heksahlorcikloheksana. Svi ovi pesticidi imaju nisku rastvorljivost i isparljivost i otporni su na procese razgradnje u životnoj sredini. Njihova toksičnost i postojanost u okolini doveli su do njihovogograničenje ili suspenzija za većinu upotreba u Sjedinjenim Državama.
Pesticidi
Organohlorni pesticidi su veoma efikasni u ubijanju štetočina, posebno insekata. Međutim, aktivisti za zaštitu životne sredine i potrošači doživljavaju mnoge od ovih hemijskih proizvoda negativno zbog jednog dobro poznatog i sada zabranjenog organoklornog pesticida: dihlorodifeniltrihoetana, poznatijeg kao DDT.
Organohlorni pesticidi su hemikalije sa ugljenikom, hlorom i vodonikom. Kako je objasnila američka služba za ribu i divlje životinje, veze hlor-ugljik su posebno jake, što sprečava da se ove hemikalije brzo razbiju ili rastvore u vodi. Hemikalija također privlači masnoću i akumulira se u masnom tkivu životinja koje je konzumiraju.
Hemijska dugovječnost organohlornih pesticida je jedan od razloga zašto je efikasan kao insekticid i potencijalno štetan - može zaštititi usjeve dugo vremena, ali također može ostati u tijelu životinje.
Zajedno sa DDT-om, US EPA je zabranila upotrebu drugih organoklornih pesticida kao što su aldrin, dieldrin, heptaklor, mireks, hlordekon i hlordan. Evropa je na sličan način zabranila mnoge organoklorne pesticide, ali u oba ova regiona, organoklorne hemikalije su i dalje aktivni sastojci u brojnim proizvodima za suzbijanje štetočina kod kuće, bašte i životne sredine.životne sredine, prema EPA. Organoklorni pesticidi su takođe izuzetno popularni u zemljama u razvoju širom sveta za poljoprivrednu upotrebu.
Bilo da istražujete poljoprivredno zemljište kako biste bili sigurni da je još uvijek ispunjeno ljetnim organoklornim pesticidima ili provjeravate u vodi ima li organohlornih spojeva, testiranje je najbolji način da saznate jesu li ove kemikalije u vašoj blizini. EPA metode 8250A i 8270B mogu se koristiti za testiranje ovih hemikalija. 8250A može testirati otpad, tlo i vodu, dok 8270B koristi plinsku hromatografiju/masenu spektrometriju (GC/MS).
Iako su organoklorni pesticidi najpoznatiji po tome što oštećuju sposobnost nekih ptica da polažu zdrava jaja, poznato je da ove hemikalije negativno utiču na ljude koji konzumiraju ili udišu pesticide. Slučajno udisanje ili konzumacija kontaminirane ribe ili životinjskog tkiva je najvjerovatniji put gutanja organoklornih pesticida. Da bi se potvrdilo da neko ima znakove trovanja organohlorom, krv ili urin se obično šalju na univerzitet ili vladinu agenciju koja koristi GC/MS za testiranje hemijskih jedinjenja.
Znakovi trovanja
Upozoravajući znakovi toksičnosti organoklornih pesticida uključuju napade, halucinacije, kašalj, osip na koži, povraćanje, bol u trbuhu, glavobolje, zbunjenost i moguće respiratorneinsuficijencija prema Matthew Wongu, PhD, PhD, i Beth Israel Deaconess Medical Center, Medscape. Iako postoje zabrane mnogih od ovih pesticida u SAD-u i Evropi, njihova upotreba u drugim dijelovima svijeta i skladištenje u dijelovima SAD-a i Evrope stvaraju situacije u kojima je trovanje organohlorom još uvijek moguće.
Organohlorni pesticidi uključuju veliki broj postojanih hemikalija koje su istovremeno efikasne i nose značajan rizik širom sveta.
Iako su halogenirana organska jedinjenja relativno rijetka u prirodi u poređenju sa nehalogeniranim, mnoga takva jedinjenja su izolirana iz prirodnih izvora, od bakterija do ljudi. Postoje primjeri prirodnih spojeva hlora koji se nalaze u gotovo svakoj klasi biomolekula, uključujući alkaloide, terpene, aminokiseline, flavonoide, steroide i masne kiseline.
Organohloridi, uključujući dioksine, nastaju u visokotemperaturnom okruženju šumskih požara, a dioksini su pronađeni u očuvanom pepelu od munjevitih požara koji su prethodili sintetičkim dioksinima. Osim toga, razni jednostavni klorirani ugljovodonici, uključujući dihlorometan, hloroform i ugljični tetrahlorid, izolovani su iz morskih algi.
Većina hlorometana u okolini nastaje prirodno biorazgradnjom, šumskim požarima i vulkanima. Prirodni organoklorni epibatidin, alkaloid izolovan iz žaba drveća, ima snažno analgetsko dejstvo istimuliše istraživanje novih lijekova protiv bolova.
Dioksini
Neke vrste organohlornih jedinjenja su veoma toksične za biljke ili životinje, uključujući ljude. Dioksini, koji nastaju kada se organska materija sagorijeva u prisustvu hlora, i neki insekticidi, kao što je DDT, su postojani organski zagađivači koji predstavljaju opasnost po životnu sredinu. Na primjer, prekomjerna upotreba DDT-a sredinom dvadesetog stoljeća, koji se akumulirao u životinjama, dovela je do ozbiljnog pada populacije nekih ptica. Klorirani rastvarači, ako se pogrešno rukuju i odlažu, stvaraju probleme zagađenja podzemnih voda.
Neki organohloridi, kao što je fosgen, čak su korišćeni kao hemijska ratna sredstva. Neki od umjetno stvorenih i toksičnih organohlorida, kao što je DDT, nakupljat će se u tijelu sa svakim izlaganjem, što na kraju dovodi do smrtonosnih količina jer ih tijelo ne može razgraditi ili se riješiti. Međutim, prisustvo hlora u organskom spoju ni na koji način ne osigurava toksičnost. Mnoga organohlorna jedinjenja su dovoljno sigurna za upotrebu u hrani i lekovima.
Na primjer, grašak i pasulj sadrže prirodni klorirani biljni hormon 4-hlorindol-3-sirćetnu kiselinu (4-Cl-IAA) i zaslađivač sukralozu (Splenda) koji se široko koriste u dijetetskim proizvodima. Od 2004. najmanje 165organohlorna jedinjenja za upotrebu kao farmaceutski proizvodi, uključujući antihistaminik loratadin (Claritin), antidepresiv sertralin (Zoloft), antiepileptički lamotrigin (lamiktal) i inhalacioni anestetik izofluran.
Otvaranje Rachel Carson
Sa Silent Spring (1962), Rachel Carson je skrenula pažnju javnosti na problem toksičnosti organohlor. Dok su mnoge zemlje postepeno ukinule upotrebu nekih vrsta ovih jedinjenja (kao što je američka zabrana DDT-a kao rezultat Carsonovog rada), postojani organohloridi i dalje se primećuju kod ljudi i sisara širom planete na potencijalno štetnim nivoima mnogo godina nakon toga. proizvodnja. Njihova upotreba je ograničena.
Organohlorna jedinjenja (prema GOST-u) su uključena u listu supstanci opasnih po ljude.
