'n Organochloorverbinding, chloorkoolstof of gechloreerde koolwaterstof, is 'n organiese stof wat ten minste een kovalent-gebonde chlooratoom bevat wat die chemiese gedrag van die molekule beïnvloed. Die klas chlooralkane (alkane met een of meer waterstofatome vervang deur chloor) verskaf algemene voorbeelde. Die wye strukturele diversiteit en verskillende chemiese eienskappe van organochloriene lei tot 'n wye reeks name en toepassings. Organochloriede is baie bruikbare stowwe in baie toepassings, maar sommige van hulle hou 'n ernstige omgewingsprobleem in.
Invloed op eiendomme
Chlorering verander die fisiese eienskappe van koolwaterstowwe op verskeie maniere. Verbindings is geneig om digter as water te wees as gevolg van die hoër atoomgewig van chloor in vergelyking met waterstof. Alifatiese organochloriede is alkileringsmiddels omdat die chloried die vertrekgroep is.
Bepaling van organochloorverbindings
Baie sulke verbindings is geïsoleer uit natuurlike bronne, van bakterieë tot mense. Gechloreerde organiese verbindings word in byna elke klas biomolekules aangetref, insluitend alkaloïede, terpene, aminosure, flavonoïede, steroïede en vetsure. Organochloriede, insluitend dioksiene, vorm in die hoëtemperatuur-omgewing van veldbrande, en dioksiene is gevind in die bewaarde as van weerligbrande wat voor sintetiese dioksiene was.
Boonop is verskeie eenvoudige gechloreerde koolwaterstowwe, insluitend dichloormetaan, chloroform en koolstoftetrachloried, uit seewier geïsoleer. Die meeste van die chloormetaan in die omgewing word natuurlik gevorm deur biodegradasie, bosbrande en vulkane. Organochloorverbindings in olie is ook wyd bekend (volgens GOST - R 52247-2004).
Epibatidine
Natuurlike organochloor epibatidien, 'n alkaloïed wat van boompaddas geïsoleer is, het 'n sterk pynstillende effek en stimuleer navorsing oor nuwe pynmedikasie. Paddas kry epibatidien deur hul kos en isoleer dit dan op hul vel. Waarskynlike voedselbronne is kewers, miere, myte en vlieë.
Alkane
Alkane en arielalkane kan onder vrye radikale toestande met ultraviolet bestraling gechlorineer word. Die graad van chlorering is egter moeilik om te beheer. Arielchloriede kan berei word deur Friedel-Crafts halogenering met chloor en 'n Lewis-suur katalisator. Metodes vir die bepaling van organochloorverbindings sluit die gebruik van hierdie katalisator in. Ander metodes word ook in die artikel genoem.
Die haloformreaksie wat chloor en natriumhidroksied gebruik, is ook in staat om alkielhaliede uit metielketone en verwante verbindings te genereer. Chloroform is voorheen op hierdie manier vervaardig.
Chloor voeg alkene en alkyne by veelvuldige bindings, wat di- of tetrachloorverbindings gee.
Alkylchloriede
Alkielchloriede is veelsydige boustene in organiese chemie. Alhoewel alkielbromiede en -jodiede meer reaktief is, is alkielchloriede goedkoper en meer geredelik beskikbaar. Alkielchloriede word maklik deur nukleofiele aangeval.
Verhitting van alkielhaliede met natriumhidroksied of water gee alkohole. Reaksie met alkoksiede of aroksiede gee esters in die Williamson-etersintese; reaksies met tiole gee tioeters. Alkielchloriede reageer geredelik met amiene om gesubstitueerde amiene te vorm. Alkielchloriede word vervang deur sagter haliede soos jodied in die Finkelstein-reaksie.
Reaksie met ander pseudohaliede soos asied, sianied en tiosianaat is ook moontlik. In die teenwoordigheid van 'n sterk basis ondergaan alkielchloriede dehidrohalogenering om alkene of alkyne te vorm.
Alkielchloriede reageer met magnesium om Grignard-reagense te vorm, wat 'n elektrofiele verbinding in 'n nukleofiele een omskakel. Die Wurtz-reaksie kombineer twee alkielhaliede met natrium op 'n reducerende manier.
Aansoek
Die grootste toepassingorganochloorchemie is die produksie van vinielchloried. Jaarlikse produksie in 1985 was sowat 13 miljard kilogram, wat byna alles na polivinielchloried (PVC) omgeskakel is. Bepaling van organochloorverbindings (volgens GOST) is 'n proses wat nie sonder spesiale gestandaardiseerde toerusting gedoen kan word nie.
Die meeste gechlorineerde koolwaterstowwe met 'n lae molekulêre gewig soos chloroform, dichloormetaan, dichlooretaan en trichlooretaan is nuttige oplosmiddels. Hierdie oplosmiddels is geneig om relatief nie-polêr te wees; daarom is hulle onmengbaar met water en is effektief in skoonmaak soos ontvetting en droogskoonmaak. Hierdie suiwering geld ook vir metodes vir die bepaling van organochloorverbindings (olie en ander stowwe is baie ryk aan hierdie verbindings).
Die belangrikste is dichloormetaan, wat hoofsaaklik as 'n oplosmiddel gebruik word. Chloormetaan is 'n voorloper van chlorosilane en silikone. Histories betekenisvol, maar kleiner, is chloroform, hoofsaaklik 'n voorloper van chloordifluormetaan (CHClF2) en tetrafluoreteen, wat in die vervaardiging van Teflon gebruik word.
Die twee hoofgroepe organochloor-insekdoders is stowwe soos DDT en gechloreerde alisikliese oplossings. Hul werkingsmeganisme verskil effens van organochloorverbindings in olie.
DDT-agtige verbindings
DDT-agtige stowwe werk op die perifere senuweestelsel. In die natriumkanaal van die akson voorkom hulle heksluiting na aktivering en depolarisasie.membrane. Natriumione sypel deur die senuweemembraan en skep 'n destabiliserende negatiewe "postpotensiaal" met verhoogde senuwee-prikkelbaarheid. Hierdie lekkasie veroorsaak herhaalde ontladings in die neuron, hetsy spontaan of na 'n enkele stimulus.
Gechlorineerde siklodiene sluit aldrin, dieldrien, endrien, heptakloor, chloordaan en endosulfan in. Duur van blootstelling van 2 tot 8 uur lei tot 'n afname in die aktiwiteit van die sentrale senuweestelsel (SNS), gevolg deur prikkelbaarheid, bewing, en dan aanvalle. Die werkingsmeganisme is om insekdoders by die GABA-plek in die gamma-aminobottersuur (GABA) chloried ionofoor kompleks te bind, wat verhoed dat chloried die senuwee binnedring.
Ander voorbeelde sluit in dikofol, mirex, kepon en pentakloorfenol. Hulle kan óf hidrofiel óf hidrofobies wees, afhangende van hul molekulêre struktuur.
Bifenyls
Polychlorinated bipheniels (PCB's) was eens wyd gebruikte elektriese isolators en hitte-oordragvloeistowwe. Die gebruik daarvan is oor die algemeen gestaak weens gesondheidsorg. PCB's is vervang deur polybrominated dipheniel ethers (PBDE's), wat soortgelyke toksisiteit- en bioakkumulasieprobleme veroorsaak.
Sommige soorte organochloorverbindings is hoogs giftig vir plante of diere, insluitend mense. Dioksiene, wat geproduseer word deur organiese materiaal in die teenwoordigheid van chloor te verbrand, is aanhoudende organiese besoedelingstowwe wat 'n gevaar inhou wanneer dit in die omgewing vrygestel word, net soos sommige insekdoders (soos bv.soos DDT).
DDT, wat wyd gebruik is vir insekbeheer in die middel van die 20ste eeu, versamel byvoorbeeld ook in voedselkettings, soos sy metaboliete DDE en DDD, en veroorsaak probleme met die voortplantingstelsel (byvoorbeeld, uitdunning van eierdoppe) in sommige voëlspesies. Sommige verbindings van hierdie tipe, soos swaelmosterd, stikstofmosterd en lewisiet, word selfs as chemiese wapens gebruik weens hul toksisiteit.
Vergiftiging met organochloorverbindings
Die teenwoordigheid van chloor in 'n organiese verbinding verskaf egter nie toksisiteit nie. Sommige organochloriede word as veilig genoeg vir voedsel- en dwelmgebruik beskou. Ertjies en bone bevat byvoorbeeld die natuurlike gechloreerde planthormoon 4-chloorindool-3-asynsuur en die versoeter sukralose (Splenda) word wyd in dieetprodukte gebruik.
Vanaf 2004 is minstens 165 organochloriede wêreldwyd goedgekeur vir gebruik as farmaseutiese middels, insluitend die natuurlike antibiotika vankomisien, die antihistamien loratadine (Claritin), die antidepressant sertralien (Zoloft), die anti-epileptiese lamotrigien (Lamictal), en inaseming dwelms. narkose isofluraan. Dit is nodig om hierdie verbindings te ken om organochloorverbindings in olie te bepaal (volgens GOST).
Wetenskaplikes se bevindings
Rachel Carson het die plaagdoder-toksisiteit van DDT aan die publiek gebring in haar 1962-boek Silent Spring. Alhoewel baie lande gestaak hetdie gebruik van sekere soorte organochloorverbindings, soos die Amerikaanse DDT-verbod, aanhoudende DDT, PCB's en ander organochloorreste, word steeds in mense en soogdiere regoor die planeet gevind, baie jare nadat produksie en gebruik beperk is.
In die Arktiese streke word besonder hoë vlakke in seesoogdiere aangetref. Hierdie chemikalieë is gekonsentreer in soogdiere en word selfs in menslike borsmelk aangetref. In sommige mariene soogdierspesies, veral dié wat hoëvetmelk produseer, is mannetjies geneig om baie hoër vlakke te hê aangesien wyfies konsentrasies verminder deur stowwe deur laktasie aan die nageslag oor te dra. Hierdie stowwe kan ook in olie gevind word, wat belangrik is om te oorweeg wanneer organochloorverbindings in olie bepaal word (volgens GOST). Dit verwys gewoonlik na plaagdoders, alhoewel dit ook na enige verbinding van hierdie tipe kan verwys.
Organochloor-plaagdoders kan volgens hul molekulêre strukture geklassifiseer word. Siklopentadieen plaagdoders is alifatiese ringstrukture wat afgelei is van Pentachlorocyclopentadieen Diels-Alder reaksies en sluit chlordane, nonachlor, heptachlor, heptachlor epoxide, dieldrin, aldrin, endrien, mirex en kepon in. Ander subklasse van organochloor-plaagdoders is die DDT-familie en heksakloorsikloheksaan-isomere. Al hierdie plaagdoders het lae oplosbaarheid en wisselvalligheid en is bestand teen afbraakprosesse in die omgewing. Hul toksisiteit en volharding in die omgewing het gelei tot hulbeperking of opskorting vir die meeste gebruike in die Verenigde State.
Plaagdoders
Organochloor-plaagdoders is baie effektief om plae, veral insekte, dood te maak. Maar baie van hierdie chemiese produkte word negatief deur omgewingsaktiviste en verbruikers beskou as gevolg van een bekende en nou verbode organochloor plaagdoder: dichlorodiphenyltrichoethane, beter bekend as DDT.
Organochloor-plaagdoders is chemikalieë met koolstof, chloor en waterstof. Soos die US Fish and Wildlife Service verduidelik het, is chloor-koolstofbindings veral sterk, wat verhoed dat hierdie chemikalieë vinnig afbreek of in water oplos. Die chemikalie trek ook vet aan en versamel in die vetweefsel van diere wat dit verteer.
Die chemiese langlewendheid van organochloor-plaagdoders is een van die redes hoekom dit so doeltreffend soos 'n insekdoder en potensieel skadelik is - dit kan gewasse vir 'n lang tyd beskerm, maar kan ook in die liggaam van 'n dier bly.
Saam met DDT, het die Amerikaanse EPA die gebruik van ander organochloor-plaagdoders soos aldrin, dieldrin, heptachlor, mirex, chloordekon en chlordaan verbied. Europa het insgelyks baie organochloor-plaagdoders verbied, maar in beide hierdie streke is organochloor-chemikalieë steeds aktiewe bestanddele in 'n aantal huis-, tuin- en omgewingsplaagbeheerprodukte.omgewing, volgens die EPA. Organochloor-plaagdoders is ook uiters gewild in ontwikkelende lande regoor die wêreld vir landbougebruik.
Of jy nou landbougrond ondersoek om seker te maak dit is nog gevul met somer-organochloor-plaagdoders, of water nagaan vir organochloorverbindings, toetsing is die beste manier om uit te vind of hierdie chemikalieë naby jou is. EPA-metodes 8250A en 8270B kan gebruik word om hierdie chemikalieë te toets. Die 8250A kan afval, grond en water toets, terwyl die 8270B gaschromatografie/massaspektrometrie (GC/MS) gebruik.
Alhoewel organochloor-plaagdoders veral bekend is daarvoor dat hulle die vermoë van sommige voëls om gesonde eiers te lê, beskadig, is dit bekend dat hierdie chemikalieë mense wat plaagdoders verbruik of inasem, nadelig beïnvloed. Toevallige inaseming of verbruik van besmette vis of diereweefsel is die mees waarskynlike roete van inname van organochloor plaagdoders. Om te bevestig dat iemand tekens van organochloorvergiftiging het, word bloed of urine gewoonlik na 'n universiteit of regeringsagentskap gestuur wat GC/MS gebruik om vir chemiese verbindings te toets.
Tekens van vergiftiging
Waarskuwingstekens van organochloor plaagdoder toksisiteit sluit in aanvalle, hallusinasies, hoes, veluitslag, braking, buikpyn, hoofpyn, verwarring en moontlik respiratorieseontoereikendheid volgens Matthew Wong, PhD, PhD, en Beth Israel Deaconess Medical Center, Medscape. Alhoewel daar verbode is op baie van hierdie plaagdoders in die VSA en Europa, skep die gebruik daarvan in ander dele van die wêreld en berging in dele van die VSA en Europa situasies waar organochloorvergiftiging steeds moontlik is.
Organochloor-plaagdoders sluit 'n groot aantal hardnekkige chemikalieë in wat beide doeltreffend is en beduidende risiko wêreldwyd inhou.
Hoewel gehalogeneerde organiese verbindings relatief skaars van aard is in vergelyking met nie-gehalogeneerdes, is baie sulke verbindings uit natuurlike bronne geïsoleer, van bakterieë tot mense. Daar is voorbeelde van natuurlike chloorverbindings wat in byna elke klas biomolekules voorkom, insluitend alkaloïede, terpene, aminosure, flavonoïede, steroïede en vetsure.
Organochloriede, insluitend dioksiene, vorm in die hoëtemperatuur-omgewing van bosbrande, en dioxine is gevind in die bewaarde as van weerligbrande wat sintetiese dioksiene voorafgegaan het. Daarbenewens is verskeie eenvoudige gechloreerde koolwaterstowwe, insluitend dichloormetaan, chloroform en koolstoftetrachloried, uit seewier geïsoleer.
Die meeste van die chloormetaan in die omgewing word natuurlik geproduseer deur biodegradasie, bosbrande en vulkane. Natuurlike organochloor epibatidien, 'n alkaloïed wat van boompaddas geïsoleer is, het 'n sterk pynstillende effek enstimuleer navorsing oor nuwe pynmedikasie.
Dioxines
Sommige soorte organochloorverbindings is hoogs giftig vir plante of diere, insluitend mense. Dioksiene, wat gevorm word wanneer organiese materiaal in die teenwoordigheid van chloor verbrand word, en sommige insekdoders, soos DDT, is aanhoudende organiese besoedelingstowwe wat omgewingsgevare inhou. Byvoorbeeld, die oorbenutting van DDT in die middel van die twintigste eeu, wat in diere opgehoop het, het gelei tot 'n ernstige afname in die bevolkings van sommige voëls. Gechloreerde oplosmiddels, indien verkeerd hanteer en weggedoen, skep probleme met grondwaterbesoedeling.
Sommige organochloriede, soos fosgeen, is selfs as chemiese oorlogvoeringsmiddels gebruik. Sommige van die kunsmatig geskepte en giftige organochloriede, soos DDT, sal met elke blootstelling in die liggaam opbou, wat uiteindelik tot dodelike hoeveelhede lei omdat die liggaam dit nie kan afbreek of daarvan ontslae kan raak nie. Die teenwoordigheid van chloor in 'n organiese verbinding verseker egter geensins toksisiteit nie. Baie organochloorverbindings is veilig genoeg vir voedsel- en dwelmgebruik.
Ertjies en boontjies bevat byvoorbeeld die natuurlike gechloreerde planthormoon 4-chloorindool-3-asynsuur (4-Cl-IAA) en die versoeter sukralose (Splenda) word wyd in dieetprodukte gebruik. Vanaf 2004, ten minste 165organochloorverbindings vir gebruik as farmaseutiese middels, insluitend die antihistamien loratadien (Claritin), die antidepressant sertralien (Zoloft), die anti-epileptiese lamotrigien (lamiktal), en die inhalasie-narkose isofluraan.
Opening Rachel Carson
Met Silent Spring (1962) het Rachel Carson die publiek se aandag gevestig op die probleem van organochloor-toksisiteit. Terwyl baie lande die gebruik van sommige tipes van hierdie verbindings uitgefaseer het (soos die Amerikaanse verbod op DDT as gevolg van Carson se werk), word aanhoudende organochloriede steeds in mense en soogdiere regoor die planeet waargeneem op potensieel skadelike vlakke baie jare daarna produksie. Hulle gebruik is beperk.
Organochloorverbindings (volgens GOST) is ingesluit in die lys van stowwe wat gevaarlik is vir mense.
