Clorofórmio

clorofórmio , ou triclorometano (frequentemente abreviado como tcm ), é um organocloreto com a fórmula CHCL 3 e um solvente comum. É um líquido muito volátil, incolor, com cheiro forte e denso produzido em larga escala como precursor dos refrigerantes e PTFE. O clorofórmio é um trihalometano que serve como um poderoso anestésico geral, euforo, ansiolítico e sedativo quando inalado ou ingerido, por esse motivo, o clorofórmio foi usado como anestésico inalacional entre o século XIX e a primeira metade do século XX. É miscível com muitos solventes, mas é apenas ligeiramente solúvel em água (apenas 8 g/L a 20 ° C).

A molécula adota uma geometria molecular tetraédrica com simetria C _{3V. A molécula de clorofórmio pode ser vista como uma molécula de metano com três átomos de hidrogênio substituídos por três átomos de cloro, deixando um único átomo de hidrogênio.}

o nome " clorofórmio " é um portmanteau de tercloreto (cloreto terciário, um tricloreto) e formyle , um nome obsoleto para o radical de metilideno (CH) derivado do ácido fórmico.

O fluxo global total de clorofórmio através do ambiente é aproximadamente 660 000 toneladas por ano e cerca de 90% das emissões são naturais de origem. Muitos tipos de algas marinhas produzem clorofórmio, e acredita -se que os fungos produzam clorofórmio no solo. Acredita -se também que os processos abióticos contribuam para as produções naturais de clorofórmio nos solos, embora o mecanismo ainda não esteja claro.

Como a clorofórmio é um composto orgânico volátil, ele se dissipa prontamente do solo e da água superficial e sofre degradação no ar para produzir fosgeno, diclorometano, cloreto de formil, monóxido de carbono, dióxido de carbono e cloreto de hidrogênio. Sua meia-vida no ar varia de 55 a 620 dias. A biodegradação na água e no solo é lenta. A clorofórmio não bioacumula significativamente em organismos aquáticos.

O clorofórmio foi sintetizado independentemente por vários investigadores c.

• Moldenhawer, um farmacêutico alemão de Frankfurt an der Oder, parece ter produzido clorofórmio em 1830 misturando cal clorada com etanol; no entanto, ele confundiu-o para Produtos agrícolas (éter clorico, 1,2-dicloroetano).
• Samuel Guthrie, um médico norte-americano de Sackets Harbor, Nova Iorque, também parece ter produzido clorofórmio em 1831, reagindo o cal clorado com etanol, e notou suas propriedades anestésicas; no entanto, ele também acreditava que tinha preparado o éter clorídrico.
• Justus von Liebig realizou a clivagem alcalina de cloro. Liebig afirma incorretamente que a fórmula empírica do clorofórmio foi C₂Cl₅ e nomeou-o "Clorkohlenstoff" ("cloreto de carbono").
• Eugène Soubeiran obteve o composto pela ação de lixívia de cloro em etanol e acetona.

Em 1834, o químico francês Jean-Baptiste Dumas determinou a fórmula empírica de clorofórmio e nomeou-o: " _{2 H 2 CL 6} . " (Assim, parece -me mostrar que a substância que eu analisei ... tem como fórmula [empírica]: c 2 h 2 cl 6 . ). [Nota: os coeficientes de sua fórmula empírica devem ser reduzidos pela metade.] ... " Zu Belegen. " (Isso me levou a impor o nome " clorofórmio - sobre essa substância [isto é, cloreto de formil ou cloreto de ácido fórmico].)

Em 1835, os dumas prepararam a substância pela clivagem alcalina do ácido tricloroacético.

Em 1842, Robert Mortimer Glover, em Londres, descobriu as qualidades anestésicas de clorofórmio em animais de laboratório.

Em 1847, o obstetra escocês James Y. Simpson foi o primeiro a demonstrar as propriedades anestésicas do clorofórmio em humanos, fornecidos pelo farmacêutico local William Flockhart de Duncan, Flockhart e companhia, e ajudou a popularizar o medicamento para uso em medicina.

Na década de 1850, o clorofórmio estava sendo produzido em uma base comercial. Na Grã -Bretanha, cerca de 750.000 doses por semana estavam sendo produzidas em 1895, usando o procedimento Liebig, que manteve sua importância até a década de 1960. Hoje, o clorofórmio - junto com o diclorometano - é preparado exclusivamente e em uma escala maciça pela cloração de metano e clorometano.

Industrialmente, a clorofórmio é produzida aquecendo uma mistura de cloro e cloreto de metila ( ch 3 ) ou metano ( ch 4 ). A 400–500 ° C, ocorre halogenação de radicais livres, convertendo esses precursores em compostos progressivamente mais clorados:

CH₄ + Cl2 → CH₃Cl + HCl

CH₃Cl + Cl₂ → CH2Cl2 + HCl

CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl

O clorofórmio passa por uma cloração adicional para produzir tetracloreto de carbono ( ccl 4 ):

CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

A saída deste processo é uma mistura dos quatro clorometanos: clorometano, cloreto de metileno (diclorometano), triclorometano (cloroforme), e tetraclorometano (tetracloridrato de carbono). Estes podem então ser separados por destilação.

A clorofórmio também pode ser produzida em pequena escala através da reação de halofórmio entre acetona e hipoclorito de sódio:

3 NaOCl + (CH)₃)₂CO → CHCl₃ + 2 NaOH + CH3COONa

clorofórmio deuterado é um isotopólogo de clorofórmio com um único átomo de deutério. CDCL 3 é um solvente comum usado na espectroscopia de RMN. A deuteroclorofórmio é produzida pela reação da hexacloroacetona com água pesada. O processo de halofórmio agora é obsoleto para a produção de clorofórmio comum. O deuteroclorofórmio também pode ser preparado reagindo deuteroxido de sódio com hidrato de cloral.

A reação de halofórmio também pode ocorrer inadvertidamente em ambientes domésticos. O branqueamento com hipoclorito gera compostos halogenados nas reações colaterais; O clorofórmio é o principal subproduto. Solução de hipoclorito de sódio (alvejante de cloro) misturada com líquidos domésticos comuns, como acetona, metil etiletona, etanol ou álcool isopropílico, pode produzir algum clorofórmio, além de outros compostos, como cloroacetona ou dicloroacetona.

Em termos de escala, a reação mais importante do clorofórmio é com o fluoreto de hidrogênio para dar monoclorodifluorometano (HCFC-22), um precursor na produção de politetrafluoroetileno (Teflon) e outros fluoropolímeros:

CHCl₃ + 2 HF → CHClF₂ + 2 HCl

A reação é realizada na presença de uma quantidade catalítica de halogenetos de antimônio misto. O clorodifluorometano é então convertido em tetrafluoroetileno, o principal precursor de Teflon.

O hidrogênio ligado ao carbono no clorofórmio participa da ligação de hidrogênio, tornando -o um bom solvente para muitos materiais.

Em todo o mundo, a clorofórmio também é usada em formulações de pesticidas, como solvente para lipídios, borracha, alcalóides, ceras, guta-percha e resinas, como um agente de limpeza, como fumigante de grãos, em exagerantes de incêndio e na borracha indústria. CDCL3 é um solvente comum usado na espectroscopia de RMN.

O clorofórmio é usado como precursor para fabricar R-22 (clorodifluorometano). Isso é feito reagindo-o com uma solução de ácido hidrofluórico (HF) que fluorina o chcl 3 e libera ácido clorídrico como subproduto. Antes de ser aplicado o protocolo de Montreal, a maior parte do clorofórmio produzida nos Estados Unidos foi usada na produção de clorodifluorometano. No entanto, sua produção permanece alta, pois é um precursor -chave do PTFE.

Embora o clorofórmio tenha propriedades como um ponto de ebulição baixo e um baixo potencial de aquecimento global de apenas 31 (em comparação com o 1760 do R-22), que são propriedades atraentes para um refrigerante, há pouca informação que sugira que elas viu o uso generalizado como refrigerante em qualquer produto de consumo.

Em solventes como ccl 4 e alcanes, ligações de hidrogênio de clorofórmio para uma variedade de bases de Lewis . hccl 3 é classificado como um ácido duro, e o modelo ECW lista seus parâmetros de ácido como e A = 1,56 e c _{a = 0,44.}

Como reagente, o clorofórmio serve como fonte do intermediário diclorocarbeno ccl 2 . Ele reage com o hidróxido de sódio aquoso, geralmente na presença de um catalisador de transferência de fase, para produzir diclorocarbeno, ccl 2 . Esse reagente efeta orto-formilação de anéis aromáticos ativados, como fenóis, produzindo aril aldeídos em uma reação conhecida como reação de reimer-Tiemann. Como alternativa, o carbeno pode ser preso por um alceno para formar um derivado de ciclopropano. Na adição de Kharasch, o clorofórmio forma o • chcl 2 radical livre, o que adiciona aos alcenos.

As qualidades anestésicas do clorofórmio foram descritas pela primeira vez em 1842 em uma tese de Robert Mortimer Glover, que ganhou a medalha de ouro da sociedade harveiana por esse ano. Glover também realizou experimentos práticos sobre cães para provar suas teorias, refinaram suas teorias e os apresentaram em sua tese de doutorado na Universidade de Edimburgo no verão de 1847.

O obstetra escocês James Young Simpson foi um daqueles necessários para ler a tese, mas mais tarde afirmou nunca ter lido e ter chegado a suas próprias conclusões de forma independente. Em 4 de novembro de 1847, Simpson argumentou que havia descoberto as qualidades anestésicas de clorofórmio em humanos. Ele e dois colegas se divertiram tentando os efeitos de várias substâncias e, portanto, revelaram o potencial de clorofórmio em procedimentos médicos.

Alguns dias depois, durante um procedimento odontológico em Edimburgo, Francis Brodie Imlach se tornou a primeira pessoa a usar clorofórmio em um paciente em um contexto clínico.

Em maio de 1848, Robert Halliday Gunning fez uma apresentação para a Sociedade Médica-Chirurgical de Edimburgo, após uma série de experimentos de laboratório em coelhos que confirmaram as descobertas de originalidade de Glover e também reabasteceram a originalidade de Simpson. Os experimentos de laboratório que provaram que os perigos do clorofórmio foram amplamente ignorados.

O uso de clorofórmio durante a cirurgia expandiu -se rapidamente na Europa; Por exemplo, na década de 1850, o clorofórmio foi usado pelo médico John Snow durante o nascimento da última vez, os últimos dois filhos Leopold e Beatrice. Nos Estados Unidos, a clorofórmio começou a substituir o éter como anestésico no início do século XX; Foi abandonado em favor do Ether sobre a descoberta de sua toxicidade, especialmente sua tendência a causar arritmias cardíacas fatais análogas ao que agora é denominado. Algumas pessoas usaram a clorofórmio como uma droga recreativa ou para tentar suicídio. Um possível mecanismo de ação do clorofórmio é que ele aumenta o movimento de íons de potássio através de certos tipos de canais de potássio nas células nervosas. A clorofórmio também pode ser misturada com outros agentes anestésicos, como o éter, para fazer a mistura C.E., ou éter e álcool para fazer a.c.e. mistura.

Em 1848, Hannah Greener, uma menina de 15 anos que estava removida uma unha infectada, morreu após receber o anestésico. Sua autópsia que estabelece a causa da morte foi realizada por John Fife, assistido por Robert Mortimer Glover. Vários pacientes fisicamente aptos morreram após inalá -lo. Em 1848, no entanto, John Snow desenvolveu um inalador que regulou a dose e reduziu com sucesso o número de mortes.

Os oponentes e apoiadores da clorofórmio discordaram da questão de saber se as complicações médicas serem devidas a distúrbios respiratórios ou se a clorofórmio teve um efeito específico no coração. Entre 1864 e 1910, inúmeras comissões na Grã -Bretanha estudaram clorofórmio, mas não chegaram a conclusões claras. Foi somente em 1911 que a taxa provou em experimentos com animais que o clorofórmio pode causar fibrilação ventricular. Apesar disso, entre 1865 e 1920, o clorofórmio foi usado em 80 a 95% de todos os narcos realizados nos países do Reino Unido e de língua alemã. Na Alemanha, pesquisas abrangentes da taxa de mortalidade durante a anestesia foram feitas por Gurlt entre 1890 e 1897. Ao mesmo tempo no Reino Unido, o diário médico o Lancet realizou uma pesquisa de questionário e compilou um relatório detalhando numerosos numerosos Reações adversas a anestésicos, incluindo clorofórmio. Em 1934, Killian reuniu todas as estatísticas compiladas até então e descobriu que as chances de sofrer complicações fatais sob éter estavam entre 1: 14.000 e 1: 28.000, enquanto que com clorofórmio as chances estavam entre 1: 3.000 e 1: 6.000. A ascensão da anestesia a gás usando óxido nitroso, equipamento aprimorado para administrar anestésicos e a descoberta do hexobarbital em 1932 levaram ao declínio gradual da narcose de clorofórmio.

O mais recente uso anestésico relatado de clorofórmio no mundo ocidental data de 1987, quando o último médico que o usou se aposentou, cerca de 140 anos após seu primeiro uso.

O clorofórmio tem sido usado por criminosos para nocautear, atordoar ou até mesmo vítimas de assassinato. Joseph Harris foi acusado em 1894 de usar o clorofórmio para roubar pessoas. O assassino em série H. H. Holmes usou overdoses de clorofórmio para matar suas vítimas. Em setembro de 1900, o clorofórmio foi implicado no assassinato do empresário dos EUA William Marsh Rice. A clorofórmio foi considerada um fator no suposto assassinato de uma mulher em 1991, quando foi asfixiada enquanto dormia. Em 2002, Kacie Woody, de 13 anos, foi sedada com clorofórmio quando foi sequestrada por David Fuller e durante o tempo que ele a teve, antes de atirar e matá-la. Em uma barganha de 2007, um homem confessou usar armas de choque e clorofórmio para agredir sexualmente menores.

O uso do clorofórmio como agente incapacitador tornou -se amplamente reconhecido, na fronteira com o clichê, através da adoção de autores de ficção criminal de parcelas envolvendo criminosos ' Uso de trapos encharcados de clorofórmio para tornar as vítimas inconscientes. No entanto, é quase impossível incapacitar alguém usando clorofórmio dessa maneira. Demora pelo menos cinco minutos de inalação de clorofórmio para tornar uma pessoa inconsciente. A maioria dos casos criminais envolvendo clorofórmio envolve co-administração de outra droga, como álcool ou diazepam, ou a vítima sendo cúmplice em sua administração. Depois que uma pessoa perdeu a consciência devido à inalação de clorofórmio, um volume contínuo deve ser administrado e o queixo deve ser apoiado para impedir que a língua obstrua as vias aéreas, um procedimento difícil, normalmente exigindo as habilidades de um anestesiologista. Em 1865, como resultado direto da reputação criminal, a clorofórmio havia ganho, o diário médico o Lancet ofereceu uma reputação científica permanente " Para qualquer pessoa que possa demonstrar a insensibilidade instantânea - ou seja, perda de consciência, usando clorofórmio.

O clorofórmio é formado como um subproduto da cloração da água, juntamente com uma variedade de outros subprodutos de desinfecção, e, portanto, geralmente está presente em água da torneira municipal e piscinas. Os intervalos relatados variam consideravelmente, mas geralmente estão abaixo do padrão de saúde atual para trihalometanos totais (THMS) de 100 μg/L. No entanto, quando considerado em combinação com outros trihalometanos frequentemente presentes na água potável, a concentração de THMs geralmente excede o limite de exposição recomendado.

Enquanto poucos estudos avaliaram os riscos apresentados pela exposição ao clorofórmio através da água potável isoladamente de outros THMs, muitos estudos mostraram que a exposição à categoria geral de THMS, incluindo a clorofórmio, está associada a um risco aumentado de câncer da bexiga ou menor trato GI.

Historicamente, a exposição ao clorofórmio pode muito bem ter sido maior, devido ao seu uso comum como anestésico, como ingrediente em xaropes de tosse e como constituinte da fumaça do tabaco, onde o DDT havia sido usado anteriormente como fumigante.

Farmacologia

O clorofórmio é bem absorvido, metabolizado e eliminado rapidamente por mamíferos após exposição oral, inalação ou dérmica. O espirro acidental nos olhos causou irritação. A exposição dérmica prolongada pode resultar no desenvolvimento de feridas como resultado do desfaturas. A eliminação é principalmente através dos pulmões como clorofórmio e dióxido de carbono; Menos de 1% é excretado na urina.

O clorofórmio é metabolizado no fígado pelas enzimas do citocromo P-450, por oxidação em clorometanol e pela redução do radical livre de diclorometil. Outros metabólitos da clorofórmio incluem ácido clorídrico e ditiocarbonato diplutationilil, com dióxido de carbono como o produto final predominante do metabolismo.

Como a maioria dos outros anestésicos gerais e medicamentos-hipnóticos sedativos, o clorofórmio é um modulador alostérico positivo nos receptores GABAA. A clorofórmio causa depressão do sistema nervoso central (SNC), produzindo finalmente a depressão do centro e do centro respiratório profundo. Quando ingerido, a clorofórmio causa sintomas semelhantes aos observados após a inalação. A doença grave seguiu a ingestão de 7,5 g (0,26 oz). A dose oral letal média em um adulto é estimada em 45 g (1,6 oz).

O uso anestésico de clorofórmio foi descontinuado, porque causou mortes por insuficiência respiratória e arritmias cardíacas. Após a anestesia induzida por clorofórmio, alguns pacientes sofreram náusea, vômito, hipertermia, icterícia e coma devido à disfunção hepática. Na autópsia, foram observadas necrose hepática e degeneração.

O clorofórmio induziu tumores hepáticos em camundongos e tumores renais em camundongos e ratos. Pensa -se que a hepatotoxicidade e a nefrotoxicidade da clorofórmio sejam devidas em grande parte ao fosgeno, um de seus metabólitos.

Conversão para phosgene

O clorofórmio se converte lentamente na presença de luz UV e ar para o gás extremamente venenoso, fosgeno ( cocl 2 ), liberando HCl no processo.

2 CHCl₃ + O₂ → 2 COCl₂ + 2 HCl

Para evitar acidentes, o clorofórmio comercial é estabilizado com etanol ou amileno, mas as amostras que foram recuperadas ou secas não contêm mais nenhum estabilizador. Verificou -se que o amileno é ineficaz e o fosgeno pode afetar analitos em amostras, lipídios e ácidos nucleicos dissolvidos ou extraídos com clorofórmio. O fosgeno e o HCl podem ser removidos da clorofórmio com lavagem com soluções de carbonato aquoso saturado, como bicarbonato de sódio. Este procedimento é simples e resulta em produtos inofensivos. O fosgeno reage com a água para formar dióxido de carbono e HCl, e o sal de carbonato neutraliza o ácido resultante.

Amostras suspeitas podem ser testadas quanto a fosgeno usando papel de filtro que, quando tratado com 5% de difenilamina, a 5% de dimetilaminobenzaldeído em etanol e depois seco, fica amarelo na presença de vapor de fosgeno. Existem vários reagentes colorimétricos e fluorométricos para fosgeno e também podem ser quantificados usando espectrometria de massa.

Regulamento

clorofórmio é suspeito de causar câncer (ou seja, é possivelmente carcinogênico, Grupo 2B da IARC), de acordo com as monografias da Agência Internacional de Pesquisa sobre Câncer (IARC).

É classificado como uma substância extremamente perigosa nos Estados Unidos, conforme definido na Seção 302 da Lei de Planejamento de Emergência e Comunidade de Emergência dos EUA (42 U.S.C. 11002) e está sujeito a requisitos estritos de relatórios por instalações que que produzir, armazenar ou usá -lo em quantidades significativas.

Bioremediação do clorofórmio

Algumas bactérias anaeróbicas usam clorofórmio para respiração, denominada respiração de organohalato, convertendo -a em diclorometano.

Galeria

• 
  CHCl₃ medidos pelo Advanced Global AMF Gases Experiment (AGAGE) na atmosfera inferior (troposfera) em estações ao redor do mundo. Abundâncias são dadas como fracções de toupeira média mensal livre de poluição em partes por trilhões (ppt).

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    Nas páginas 259–265, Liebig descreve Clorkohlenstoff ("cloreto de carbono", clorofórmio), mas em p. 264, Liebig afirma incorretamente que a fórmula empírica do clorofórmio é C₂Cl₅.
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      Em p. 653, Dumas afirma a fórmula empírica do clorofórmio:

    "Es scheint mir também erweisen, dass die von mir analysirte Substance, ... zur Formel chapéu: C₂H. H. H.₂Cl₆" (Assim, parece-me mostrar que a substância [que foi] analisada por mim ... tem como [sua fórmula empírica]: C₂H. H. H.₂Cl₆.) [Nota: Os coeficientes de sua fórmula empírica devem ser halved.]

    Dumas então observa que a fórmula empírica simples do clorofórmio assemelha-se à do ácido fórmico. Além disso, se o clorofórmio é fervido com hidróxido de potássio, um dos produtos é o formato de potássio. Em p. 654, nomes de Dumas chloroform:

    "Diess hat mich veranlasst diese Substanz mit dem Namen 'Chloroform' zu belegen." (Isso fez com que eu concedesse esta substância com o nome "cloroforme" [isto é, cloreto de forma ou cloreto de ácido fórmico].)

    • Reimpresso em Dumas, J.-B. (1835). "Ueber die Wirkung des Chlors auf den Alkohol" [Sobre a ação do cloro sobre o álcool]. Analen der Pharmacie. 16. (2): 164–171. doi:10.1002/jlac.18350160213. Arquivado do original em 10 de maio de 2017. Retrieved 12 de Maio 2016.
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Ligações externas

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• Administração de clorofórmio – um curta-metragem de aplicação de clorofórmio anestésico, filmado na década de 1930
• Concisão Internacional Documento de Avaliação Química 58
• IARC Sumários e Avaliação: Vol. 1 (1972), Vol. 20 (1979), Suppl. 7 (1987), Vol. 73 (1999)
• Cartão de Segurança Química Internacional 0027
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (em inglês). «#0127». Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH).
• NIST Standard Reference Database