From Wikipedia, the free encyclopedia
Organohlorid, hlorokarbon ili hlorirani ugljikovodik je organski spoj koji sadrži najmanje jedan kovalentno vezan atom hlora, koji utiče na hemijsko ponašanje molekula. Klasa hloroalkani (alkani s jednim ili više vodika supstituiranih hlorom) daje uobičajene primjere. Široka strukturna raznolikost i divergentna hemijska svojstva organohlorida dovode do širokog spektra imena i primjena. Organohloridi su vrlo korisni spojevi u mnogim primjenama, ali neki od njih oštećuju okoliš.
Dva prikaza organolhorida hloroforma |
Hloriranje modifikuje fizička svojstva ugljikovodika na nekoliko načina. Spojevi su obično gušći od vode, zbog veće atomske težine hlora u odnosu na vodik. Alifatski organohloridi su alkilirajući agensi, jer je hlorid odlazeća grupa.
Mnogi organohlorni spojevi izolirani su iz prirodnih izvora, od bakterija do ljudi.[1][2] Hlorirani organski spojevi nalaze se u skoro svakoj klasi biomolekula, uključujući alkaloide, terpene, aminokiseline, flavonoide, steroide i masne kiseline.[1][3] Organohloridi, uključujući dioksine, proizvode se u okruženju visokih temperatura šumskih požara, a dioksini su pronađeni u očuvanom pepelu vatre zapaljene munjom koja prethodi sintetskim dioksinima.[4] Pored toga, iz morskih algi izolirani su razni jednostavni hlorirani ugljikovodici, uključujući diklorometan, hloroform i ugljik-tetrahlorid.[5] Većina hlorometana u okolini nastaje prirodnim putem: biološkim raspadanjem, šumskim požarima i vulkanima.[6]
Prirodni organohlorid epibatidin, alkaloid izoliran iz šumskih žaba, ima snažne analgetske efekte i stimulira istraživanje novih lijekova protiv bolova. Međutim, zbog neprihvatljivog terapijskog indeksa, više se ne istražuje za potencijalnu terapijsku upotrebu.[7] Žabe dobijaju epibatidin hranom, a zatim ga izdvajaju na svojoj koži. Izvori prehrane vjerovatno su bube, mravi, grinje i muhe.[8]
Alkani i aril-alkani mogu se klorirati pod uslovima slobodnih radikala, sa UV svetlošću. Međutim, teško je kontrolirati opseg hloriranja. Aril-hloridi se mogu pripremiti Friedel-Craftsovom halogenizacijom, upotrebom hlora i katalizatora Lewisovih kiselina
Haloformna reakcija, koristeći hlor i natrij-hidroksid, također je u stanju da stvori alkilhalogenide iz metil-ketona i srodnih spojeva. Tako se ranije proizvodio hloroform.
Hlor dodaje višestruke veze i na alkene i alkine, dajući di- ili tetra-hloro spojeve.
Alkeni reaguju sa hlorovodikom (HCl) dajući alkil-hloride. Naprimjer, industrijska proizvodnja hloroetana odvija se reakcijom etilena sa HCl:
U oksihloriranju, hlorovoduk umjesto skupljeg hlora za istu svrhu:
Sekundarni i tercijarni alkoholi reagiraju sa hlorovodikom dajući odgovarajuće hloride. U laboratoriji, srodna reakcija koja uključuje cink-hlorid u koncentriranoj lorovodičnoj kiselini:
Zvana Lucasov reagens, ova smeša je nekada korištena u kvantitativnoj organskoj analizi za klasifikaciju alkohola.
Alkil-hloridi se najlakše pripremaju tretiranjem alkohola sa tionil-hloridom (SOCl2) ili fosfor-pentahloridom (PCl5), ali često i sa sulfuril-hloridom (SO2Cl2) i fosfor- trihloridom (PCl3):
U laboratoriji, posebno prikladan je tionil-hlorid, jer su nusproizvodi plinoviti. Alternativno, može se koristiti Appelova reakcija:
Alkil hloridi su svestrani građevni blokovi u organskoj hemiji. Iako su alkil bromidi i jodidi reaktivniji, alkil-hloridi imaju tendenciju da budu jeftiniji i dostupniji. Alkil-hloridi lahko podliježu napadu nukleofila.
Zagrijavanje alkil-halogenida sa natri-hidroksidom ili vodom daje alkohole. Reakcija sa alkoksidom ili aroksidom daje eter u sintezi Williamsonovog etera; reakcija sa tiolima daje tioetere. Alkil-hloridi lahko reagiraju sa aminima dajući supstituirane amine. Alkil-hloridi su supstituirani mekšim halogenidima kao što je jodid u Finkelsteinovoj reakciji. Moguće su i reakcije sa drugim pseudohalogenidima, kao što su azid, cijanid i tiocijanat. U prisustvu jake baze, alkil-hloridi se podvrgavaju dehidrohalogeniranju dajući alkene ili alkine.
Alkil-hloridi reagiraju sa magnezijem dajući Grignardov reagens, transformišući elektrofilni spoj u nukleofilni spoj. Wurtzova reakcija reduktivno spaja dva alkilhalogenida, da bi se povezala sa natrijem.
Najšira primjena organohlorne hemije je proizvodnja vinilhlorida. Godišnja proizvodnja u 1985 iznosila je oko 13 milijardi kilograma, od čega je gotovo sve pretvoreno u polivinilhlorid (PVC).
Većina hloriranih ugljikovodika sa niskomolekulskom masom, kao što su hloroform, dihlorometan, dihloroeten i trihloroetan su korisna rastvarači. Ovi rastvarači imaju tendenciju da budu relativno nepolarni; stoga se ne mogu miješati s vodom i učinkoviti su u primjenama čišćenja kao što su odmašćivanje i hemijsko čišćenje. Godišnje se proizvede nekoliko milijardi kilograma hloriranog metana, uglavnom hloriranjem metana:
Najvažniji je dihlorometan, koji se uglavnom koristi kao rastvarač. Hlorometan je preteča hlorosilana i silikona. Historijski značajan, ali manjeg obima je hloroform, uglavnom prekursor hlorodifluorometana (CHClF2) i tetrafluoroetena, koji se koristi u proizvodnji teflona.[9]
Dvije glavne grupe organohlornih insekticida su spojevi tipa DDT i hlorirani aliciklični. Njihov mehanizam djelovanja malo se razlikuje.
Polihlorirani bifenili (PCB) nekada su bili uobičajeni električni izolatori i agensi za prijenos toplote. Njihova upotreba je uglavnom ukinuta zbog zdravstvenih problema. PCB su zamijenjeni polibromiranim difenil-eterima (PBDE), koji donose sličnu toksičnost i bioakumulativne zabrinjavajuće efekte.
Neke vrste organohlorida imaju značajnu toksičnost za biljke ili životinje, uključujući ljude. Dioksini, nastali izgaranjem organske materije u prisustvu hlora, predstavljaju postojane organske zagađivače, koji predstavljaju opasnost pri ispuštanju u životnu sredinu, kao i neki insekticidi (kao što je DDT). Naprimjer, DDT, koji je bio široko korišten za suzbijanje insekata sredinom 20. stoljeća, također se akumulira u prehrambenim lancima, kao i njegovi metaboliti DDE i DDD i uzrokuje reproduktivne probleme (npr. prorjeđivanje ljuske jajeta) kod određenih vrsta ptica.[12] DDT je također postavio dodatna pitanja za okoliš jer je izuzetno mobilan, a tragovi su čak pronađeni i na Antarktiku, uprkos tome što se ta hemikalija tamo nikada nije koristila. Neki organohlorni spojevi, poput sumpornog i dušičnog senfa i luizita, čak se koriste i kao hemijsko oružje zbog svoje toksičnosti.
Međutim, prisustvo hlora u organskom spoju ne osigurava toksičnost. Neki organohloridi smatraju se dovoljno sigurnim za konzumaciju u hrani i lijekovima. Naprimjer, grašak i naborani grah sadrže prirodni hlorirani biljni hormon 4-hloroindol-3-acetatna kiselina (4-Cl-IAA)DDT;[13][14] a zaslađivač sukraloza (Splenda) široko se koristi u dijetalnim proizvodima. Od 2004., najmanje 165 organohlorida odobreno je širom svijeta za upotrebu kao farmaceutskih lijekova, uključujući prirodni antibiotik vankomicin, antihistaminik loratadin (Claritin), antidepresiv sertralin (Zoloft), antiepileptik lamotrigin (Lamictal) i inhalacijski anestetik izofluran.[15]
Rachel Carson upoznala je javnost sa problemom toksičnosti DDT za pesticide svojom knjigom „Tiho proljeće“ (Silent Spring) iz 1962. godine. Iako su mnoge zemlje postupno ukinule upotrebu nekih vrsta organohlorida, kao što je američka zabrana DDT-a, postojani DDT, PCB i drugi organohloridni ostaci i dalje se nalaze kod ljudi i sisara širom planete, mnogo godina nakon što su proizvodnja i upotreba ograničeni . U područjima Arktika, posebno visoki nivoi nalaze se u morskim sisarima. Ove hemikalije se koncentrišu na sisare, a nalaze se čak i u majčinom mlijeku. U nekih vrsta morskih sisara, posebno onih koji proizvode mlijeko s visokim udjelom masti, mužjaci obično imaju daleko više nivoe, jer ženke laktacijom smanjuju koncentraciju prenošenjem na svoje potomstvo.[16]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.