Хлороформ

P201, P202, P260, P264, P270, P271, P280, P281, P301 + 330 + 331, P310, P302 + 352, P304 + 340, P311, P305 + 351 + 338, P308 + 313, P314, P332 + 313, P337 + 313, P362, P403 + 233, P235, P405, P501

NFPA 704 (огненный алмаз)

0 2 0

Температура вспышки

Невоспламеняющийся

Летальная доза или концентрация (LD, LC):

LD50(средняя доза )

704 мг / кг (мышь, кожа)

LC50(средняя концентрация )

9617 частей на миллион (крыса, 4 часа)

LCLo(самая низкая опубликованная )

20000 частей на миллион (морская свинка, 2 часа). 7,056 частей на миллион (кошка, 4 часа). 25,000 частей на миллион (человек, 5 минут)

NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):

PEL (Допустимо)

50 ppm (240 мг / м)

REL (Рекомендуется)

Ca ST 2 ppm (9,78 мг / м) [60 минут]

IDLH (Непосредственная опасность)

500 ppm

Страница дополнительных данных

Структура и. свойства

Показатель преломления (n),. Диэлектрическая проницаемость (εr) и т. д.

Термодинамические. данные

Фазовое поведение. твердое тело – жидкость – газ

Спектральные данные

UV, IR, ЯМР, MS

Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Y (что такое ?)

Ссылки в ink

Хлороформ, или трихлорметан, является органическим соединением с формулой C H Cl 3. Это бесцветная, сильно пахнущая, плотная жидкость, которая производится в больших количествах как предшественник ПТФЭ. Он также является предшественником различных хладагентов. Это один из четырех хлорметанов и тригалогенметана. Это сильное обезболивающее, эйфорирующее, анксиолитическое и седативное при вдыхании или проглатывании.

Содержание

1 Структура
2 Естественное происхождение
3 История
4 Производство
- 4.1 Дейтерохлороформ
- 4.2 Непреднамеренное образование хлороформа
5 Использование
- 5.1 Растворитель
- 5.2 Кислота Льюиса
- 5.3 Реагент
- 5.4 Анестетик
- 5.5 Использование в преступных целях
6 Безопасность
- 6.1 Воздействие
- 6.2 Фармакология
- 6.3 Превращение в фосген
- 6.4 Постановление
7 Биоремедиация хлороформа
8 Ссылки
9 Внешние ссылки

Структура

Молекула принимает тетраэдрическую молекулярную геометрию с симметрией C 3v.

Естественное происхождение

Общий глобальный поток хлороформ, попадающий в окружающую среду, составляет примерно 660000 тонн в год, и около 90% выбросов имеют естественное происхождение. Многие виды морских водорослей производят хлороформ, а грибы, как полагают, производят хлороформ в почве. Также считается, что абиотический процесс способствует естественному производству хлороформа в почвах, хотя механизм до сих пор неясен.

Хлороформ легко улетучивается из почвы и поверхностных вод и подвергается разложению на воздухе с образованием фосгена, дихлорметан, формилхлорид, монооксид углерода, диоксид углерода и хлористый водород. Его период полураспада в воздухе составляет от 55 до 620 дней. Биоразложение в воде и почве происходит медленно. Хлороформ в значительной степени не накапливается в водных организмах.

История

Хлороформ был независимо синтезирован несколькими исследователями примерно в 1831 году:

Молденхауэр, немецкий фармацевт из Франкфурта-на-Одере, по всей видимости, получил хлороформ в 1830 году путем смешивания хлорированной извести (гипохлорита кальция ) с этанолом ; однако он принял его за хлорэфир (хлорноватый эфир, 1,2-дихлорэтан ).
Сэмюэл Гатри, американский врач из Сакетс-Харбор, Нью-Йорк, также, похоже, произвел хлороформ в 1831 году путем реакции хлорированной извести с этанолом, а также отмечая его анестезирующие свойства; однако он также считал, что он получил хлорноватый эфир.
Юстус фон Либих провел щелочное расщепление хлораль.
Эжен Субейран получил соединение под действием хлорного отбеливателя как на этанол, так и на ацетон.
В 1834 году французский химик Жан-Батист Дюма определил эмпирическую формулу хлороформа и назвал ее. В 1835 году Дюма получил вещество щелочным расщеплением трихлоруксусной кислоты. Регно получил хлороформ с помощью хлорирование хлорметана.
В 1842 году Роберт Мортимер Гловер в Лондоне обнаружил анестезирующие свойства хлороформа на лабораторных животных.
В 1847 году шотландский акушер Джеймс Ю. Симпсон первым продемонстрировал анестезирующие свойства хлороформа на людях и помог популяризировать препарат для использования в медицине. К 1850-м годам хлороформ производился на коммерческой основе с использованием процедуры Либиха, которая сохраняла свое значение до 1960-х годов. Сегодня хлороформ - наряду с дихлорметаном - получают исключительно и в массовом масштабе путем хлорирования метана и хлорметана.

Производство

В промышленном производстве хлороформ получают путем нагревания смесь хлора и либо хлорметана (CH 3 Cl), либо метана (CH 4). При 400–500 ° C происходит свободнорадикальное галогенирование, в результате чего эти предшественники превращаются в все более хлорированные соединения:

CH4+ Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

CH3Cl + Cl 2 → CH 2Cl2+ HCl

CH2Cl2+ Cl 2 → CHCl 3 + HCl

Хлороформ подвергается дальнейшее хлорирование с получением четыреххлористого углерода (CCl 4):

CHCl 3 + Cl 2 → CCl 4 + HCl

Выходом этого процесса является смесь четырех хлорметанов (хлорметан, дихлорметан, хлороформ и четыреххлористый углерод), которые затем можно разделить с помощью перегонка.

Хлороформ также может быть произведен в небольшом масштабе посредством галоформной реакции между ацетоном и гипохлоритом натрия :

3 NaClO + (CH 3)2CO → CHCl 3 + 2 NaOH + CH 3 COONa

Дейтерохлороформ

Дейтерированный хлороформ представляет собой изотополог хлороформа с одним атом дейтерия. CDCl 3 является обычным растворителем, используемым в N МР-спектроскопия. Дейтерохлороформ получают с помощью галоформной реакции, реакции ацетона (или этанола) с гипохлоритом натрия или гипохлоритом кальция. Галоформный процесс в настоящее время является устаревшим для производства обычного хлороформа. Дейтерохлороформ можно получить реакцией дейтероксида натрия с хлоралгидратом.

Непреднамеренное образование хлороформа

Галоформная реакция также может непреднамеренно происходить в домашних условиях. Отбеливание с помощью гипохлорита приводит к образованию галогенированных соединений в побочных реакциях; хлороформ является основным побочным продуктом. Раствор гипохлорита натрия (хлорный отбеливатель ), смешанный с обычными бытовыми жидкостями, такими как ацетон, метилэтилкетон, этанол или изопропиловый спирт может давать некоторое количество хлороформа в дополнение к другим соединениям, таким как хлорацетон или дихлорацетон.

Использует

С точки зрения масштаба, наиболее важная реакция хлороформа соединяется с фтористым водородом с получением монохлордифторметана (CFC-22), предшественника при производстве политетрафторэтилена (тефлон ):

CHCl 3 + 2 HF → CHClF 2 + 2 HCl

Реакция проводится в присутствии каталитического количества смешанных галогенидов сурьмы. Затем хлордифторметан превращается в тетрафторэтилен, основной предшественник Тефлон. До Монреальского протокола хлордифторметан (обозначенный как R-22) также был популярным хладагентом.

Растворитель

водород присоединен к углероду в хлорофе орм участвует в водородной связи. Во всем мире хлороформ также используется в составах пестицидов в качестве растворителя для жиров, масел, каучука, алкалоидов, воски, гуттаперчевые и смолы, в качестве очищающего средства, зерновой фумигант, в огнетушителях, и в резиновой промышленности. CDCl 3 является обычным растворителем, используемым в ЯМР-спектроскопии.

кислота Льюиса

. В таких растворителях, как CCl 4 и алканы, водородные связи хлороформа с разнообразие баз Льюиса. HCCl 3 классифицируется как твердая кислота, а в модели ECW его кислотные параметры указаны как E A = 1,56 и C. А = 0,44.

Реагент

В качестве реагента хлороформ служит источником группы дихлор карбен : CCl 2. Он реагирует с водным гидроксидом натрия обычно в присутствии катализатора межфазного переноса с образованием дихлоркарбена,: CCl 2. Этот реагент осуществляет орто-формилирование активированных ароматических колец, таких как фенолы, с образованием арил альдегидов в реакции, известной как реакция Реймера – Тимана. Альтернативно, карбен может быть захвачен алкеном с образованием производного циклопропана. В добавлении Хараша хлороформ образует свободный радикал CHCl 2 в дополнение к алкенам.

Анестетик

Старинные флаконы с хлороформом

Обезболивающие свойства хлороформа были впервые описаны в 1842 году в диссертации Роберта Мортимера Гловера, получившей награду Золотая медаль Харвейского общества за этот год. Гловер также проводил практические эксперименты на собаках, чтобы доказать свою теорию. Гловер усовершенствовал свои теории и представил их в диссертации на соискание докторской степени в Эдинбургском университете летом 1847 года. Шотландский акушер Джеймс Янг Симпсон был один из тех, кто должен был прочесть диссертацию, но позже утверждал, что никогда не читал диссертацию и пришел к своим выводам независимо.

4 ноября 1847 года Симпсон впервые применил анестезирующие свойства хлороформа на паре людей: двое гостей на его званом обеде. Это было сделано для развлечения, а не в качестве медицинской процедуры.

Несколько дней спустя, во время стоматологической процедуры в Эдинбурге, Фрэнсис Броди Имлах стал первый человек, который применил хлороформ к пациенту в клинических условиях.

В мае 1848 года Роберт Халлидей Ганнинг сделал презентацию перед Медико-хирургическим обществом Эдинбурга после серии лабораторных эксперименты на кроликах, которые подтвердили выводы Гловера, а также опровергли утверждения Симпсона об оригинальности. Тем не менее, рыцарство Симпсона и широкое освещение в СМИ чудес хлороформа обеспечили сохранение репутации Симпсона на высоком уровне, в то время как лабораторные эксперименты, доказывающие опасность хлороформа, по большей части игнорировались. Ганнинг, который стал одним из самых богатых людей Великобритании, предоставил около 13 университетских стипендий от имени других ученых, а не от своего имени. Он считал Симпсона шарлатаном, но одна из этих премий называется «Приз Симпсона в области акушерства». Однако это, вероятно, странный обратный комплимент, поскольку, возможно, любая премия Симпсона в глазах широкой общественности должна быть призом за анестезию. Не называя это так, он фактически пренебрежительно отозвался о Симпсоне, в то же время проявив уважение к нему.

Использование хлороформа во время хирургических операций после этого быстро расширилось в Европе. В 1850-х годах хлороформ использовался при рождении двух последних детей королевы Виктории. В Соединенных Штатах хлороформ начал заменять эфир в качестве анестетика в начале 20 века; однако от него быстро отказались в пользу эфира после обнаружения его токсичности, особенно его тенденции вызывать фатальную сердечную аритмию, аналогичную тому, что сейчас называется «внезапной смертью сниффера ». Некоторые люди использовали хлороформ как рекреационный наркотик или пытались покончить жизнь самоубийством. Один из возможных механизмов действия хлороформа заключается в том, что он увеличивает перемещение ионов калия через определенные типы калиевых каналов в нервных клетках. Хлороформ также можно смешивать с другими анестетиками, такими как эфир, чтобы получить смесь C.E., или эфир и спирт, чтобы получить A.C.E. смесь.

В 1848 году Ханна Гринер, 15-летняя девочка, которой удалили инфицированный ноготь на ноге, умерла после введения анестетика. Ее вскрытие, установившее причину смерти, было предпринято Джоном Файфом при содействии Роберта Мортимера Гловера. Несколько физически здоровых пациентов умерли после его вдыхания. Однако в 1848 году Джон Сноу разработал ингалятор, который регулировал дозировку и таким образом успешно снижал количество смертей.

Противники и сторонники хлороформа в основном расходились с вопросом о том, может ли осложнения были связаны исключительно с нарушением дыхания или специфическим действием хлороформа на сердце. Между 1864 и 1910 годами многочисленные комиссии в Великобритании изучали хлороформ, но не смогли прийти к каким-либо четким выводам. Только в 1911 году Леви в экспериментах на животных доказал, что хлороформ может вызывать фибрилляцию сердца. Оговорки по поводу хлороформа не могли остановить его стремительный рост. Примерно между 1865 и 1920 годами хлороформ использовался в 80-95% всех наркозов, проводившихся в Великобритании и немецкоязычных странах. Однако в Америке хлороформный наркоз проявлял меньший энтузиазм. В Германии первые всесторонние исследования уровня смертности во время наркоза были проведены Гурлтом между 1890 и 1897 годами. В 1934 году Киллиан собрал всю статистику, собранную к тому времени, и обнаружил, что шансы получить летальные осложнения под действием эфира составляли от 1:14 000 до 1: 28 000, тогда как под хлороформом шансы были от 1: 3 000 до 1: 6 000. Распространение газовой анестезии с использованием закиси азота, усовершенствованное оборудование для введения анестетиков и открытие гексобарбитала в 1932 году привело к постепенному сокращению хлороформного наркоза.

Использование в преступных целях.

Хлороформ по общему мнению использовался преступниками для нокаута, ошеломления или даже убийства жертв. В 1894 году Джозефу Харрису было предъявлено обвинение в использовании хлороформа для ограбления людей. Серийный убийца Х. Х. Холмс использовал передозировку хлороформа, чтобы убить своих жертв женского пола. В сентябре 1900 года хлороформ был причастен к убийству американского бизнесмена Уильяма Марша Райса, тезки учреждения, ныне известного как Университет Райса. Хлороформ был признан фактором предполагаемого убийства женщины в 1991 году, когда она задохнулась во время сна. В сделке о признании вины 2007 года мужчина признался в использовании электрошокера и хлороформа для сексуального насилия над несовершеннолетними.

Широко признано использование хлороформа в качестве средства, выводящего из строя, граничащие с клише, из-за популярности криминальной фантастики авторы, в которых преступники используют пропитанные хлороформом тряпки, чтобы потерять сознание. Однако таким способом вывести из строя кого-либо, используя хлороформ, практически невозможно. Чтобы потерять сознание, нужно как минимум пять минут вдохнуть предмет, пропитанный хлороформом. Большинство уголовных дел, связанных с хлороформом, также связаны с совместным применением другого наркотика, такого как алкоголь или диазепам, или причастности жертвы к его применению. После того, как человек потерял сознание из-за вдыхания хлороформа, необходимо ввести постоянный объем и поддержать подбородок, чтобы язык не препятствовал прохождению дыхательных путей, - сложная процедура, обычно требующая навыков анестезиолога. В 1865 году, как прямой результат криминальной репутации хлороформа, медицинский журнал The Lancet предложил «постоянную научную репутацию» любому, кто мог продемонстрировать «мгновенную нечувствительность», то есть мгновенно терять сознание, используя хлороформ.

Безопасность

Воздействие

Известно, что хлороформ образуется как побочный продукт хлорирования воды наряду с рядом других дезинфекций путем: продукты и как таковые обычно присутствуют в муниципальной водопроводной воде и плавательных бассейнах. Сообщаемые диапазоны значительно различаются, но, как правило, они ниже текущего санитарного стандарта для общего содержания тригалометанов, равного 100 мкг / л. Тем не менее, некоторые считают наличие хлороформа в питьевой воде в любой концентрации спорным.

Исторически воздействие хлороформа могло быть выше из-за его обычного использования в качестве анестетика, в качестве ингредиента в сиропах от кашля и компонент табачного дыма, где п, п'-ДДТ ранее использовался в качестве фумиганта.

Фармакология

Хорошо всасывается, метаболизируется, и быстро выводится млекопитающими после перорального, ингаляционного или кожного воздействия. Случайное попадание брызг в глаза вызвало раздражение. Продолжительное воздействие на кожу может привести к развитию язв в результате обезжиривания. Выведение происходит в основном из легких в виде хлороформа и диоксида углерода; менее 1% выводится с мочой.

Хлороформ метаболизируется в печени ферментами цитохрома P-450 путем окисления и восстановления до свободных радикалов дихлорметила . Другие метаболиты хлороформа включают соляную кислоту и диоксид углерода в качестве основного конечного продукта метаболизма.

Как и большинство других общих анестетиков и седативно-снотворных средств, хлороформ представляет собой положительный аллостерический модулятор для рецептора ГАМК A. Хлороформ вызывает угнетение центральной нервной системы (ЦНС), в конечном итоге вызывая глубокую кому и угнетение дыхательного центра. При проглатывании хлороформ вызывал симптомы, подобные тем, которые наблюдаются при вдыхании. После приема 7,5 г (0,26 унции) наступило серьезное заболевание. Средняя летальная пероральная доза для взрослого оценивается примерно в 45 г (1,6 унции).

Анестезирующее применение хлороформа было прекращено, поскольку он приводил к смерти из-за дыхательной недостаточности и сердечной аритмии. После анестезии, вызванной хлороформом, некоторые пациенты страдали тошнотой, рвотой, гипертермией, желтухой и комой из-за печеночной дисфункции.. При вскрытии наблюдались некроз и дегенерация печени.

Хлороформ вызывал опухоли печени у мышей и опухоли почек у мышей и крыс. Считается, что гепатотоксичность и нефротоксичность хлороформа в основном обусловлены фосгеном.

Превращение в фосген

Хлороформ медленно превращается в воздухе в фосген (COCl 2), высвобождая HCl в процессе.

2 CHCl 3 + O 2 → 2 COCl 2 + 2 HCl

Чтобы предотвратить несчастные случаи, коммерческий хлороформ стабилизируют с помощью этанола или амилена, но образцы, которые были извлечены или высушены, больше не содержат стабилизатора. Амилен оказался неэффективным, а фосген может влиять на анализируемые вещества в образцах, липиды и нуклеиновые кислоты, растворенные в хлороформе или экстрагированные им. Фосген и HCl можно удалить из хлороформа промыванием насыщенными водными растворами карбоната, такими как бикарбонат натрия. Эта процедура проста и дает безвредные продукты. Фосген реагирует с водой с образованием диоксида углерода и HCl, а карбонатная соль нейтрализует образовавшуюся кислоту.

Подозреваемые образцы могут быть протестированы на фосген с использованием фильтровальной бумаги (обработанной 5% дифениламином, 5% диметиламинобензальдегидом в этаноле, а затем высушены), который желтеет в парах фосгена. Существует несколько колориметрических и флуорометрических реагентов на фосген, и его также можно количественно определить с помощью масс-спектрометрии.

Положения

Хлороформ подозревается в том, что вызывает рак (т.е. возможно канцерогенный, IARC Group 2B ) согласно монографиям Международного агентства по изучению рака (IARC). [PDF]

Он классифицируется как чрезвычайно опасное вещество в Соединенных Штатах, как определено в разделе 302 Закона США о чрезвычайном планировании и праве на информацию (42 USC 11002) и подлежат строгим требованиям отчетности со стороны предприятий, которые производят, хранят или используют его в значительных количествах.

Биоремедиация хлороформа

Некоторые анаэробные бактерии используют хлороформ для дыхание, называемое органо-галоидное дыхание, преобразование его в дихлорметан.

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, относящиеся к Хлороформ.

Хлороформ «Молекулярный спасатель» Статья в Оксфордском университете, содержащая факты о хлороформе.
Краткий международный документ по химической оценке 58
Сводные данные и оценки IARC: Vol. 1 (1972), Vol. 20 (1979), Suppl. 7 (1987), Vol. 73 (1999)
Международная карта химической безопасности 0027
Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. "# 0127". Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH).
Стандартная справочная база данных NIST