Halogeeni - Halocarbon

Halohiili yhdisteet ovat kemikaaleja, joissa yksi tai useampi hiili -atomia on liitetty toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla yhdellä tai useammalla halogeeni- atomeja ( fluori , kloori , bromi tai jodi  - ryhmä 17 ), jolloin muodostuu fluoriorgaanisen yhdisteiden , orgaanisten yhdisteiden , organobromine yhdisteitä , ja organoiodine yhdisteet . Kloorihalivedyt ovat yleisimpiä ja niitä kutsutaan organoklorideiksi .

Monet synteettiset orgaaniset yhdisteet, kuten muovista polymeerit , ja muutamia luonnon niistä, sisältää halogeeniatomeja; ne tunnetaan halogenoituja yhdisteitä tai orgaanisia halogeeniyhdisteitä . Organokloridit ovat yleisimpiä teollisesti käytettyjä organohalideja, vaikka muita organohalideja käytetään yleisesti orgaanisessa synteesissä. Erittäin harvinaisia ​​tapauksia lukuun ottamatta orgaanisia halogenideja ei tuoteta biologisesti, mutta monet lääkkeet ovat orgaanisia halogenideja. Erityisesti monilla lääkkeillä, kuten Prozacilla, on trifluorimetyyliryhmiä .

Lisätietoja epäorgaanisesta halogenidikemiasta, katso halogenidi .

Kemialliset perheet

Esimerkkejä orgaanisista halogeenikloridista

Halogeenihiilivetyä tyypillisesti luokitellaan samalla tavalla kuin vastaavasti rakenteeltaan orgaaniset yhdisteet , joilla on vety atomia miehittää molekyyli- sivustoja halogeeni atomien in Halogeenihiilivetyjen. Kemikaaliperheitä ovat:

Halogeeni atomit on halogeenihiilivety molekyylejä kutsutaan usein " substituentit ", ikään kuin ne atomit, oli korvattu vedyllä atomia. Kuitenkin halohiiliyhdisteet valmistetaan monin tavoin, joihin ei liity suoraa korvaamista halogeeneja ja vetyä .

Historia ja asiayhteys

Mikro-organismit tuottavat valtavia määriä muutamia halogeenihiiltä. Esimerkiksi meren eliöt tuottavat arviolta useita miljoonia tonnia metyylibromidia vuodessa. Suurin osa jokapäiväisessä elämässä esiintyvistä halogeenihiilivedyistä - liuottimet, lääkkeet, muovit - ovat ihmisen tekemiä. Halogeenihiilivetyjen ensimmäinen synteesi saavutettiin 1800-luvun alussa. Tuotanto alkoi kiihtyä, kun löydettiin niiden hyödylliset ominaisuudet liuottimina ja anestesia-aineina. Muovien ja synteettisten elastomeerien kehitys on johtanut tuotannon laajentamiseen huomattavasti. Huomattava osuus huumeista on halogeenihiiltä.

Luonnolliset halogeenihiilivedyt

Suuri määrä luonnossa esiintyviä halogeenihiilivetyjä syntyy puupalossa , esimerkiksi dioksiinissa tai tulivuoren toiminnassa. Toinen suuri lähde ovat merilevät, jotka tuottavat useita kloorattua metaania ja etaania sisältäviä yhdisteitä. Tunnetaan useita tuhansia monimutkaisia ​​halogeenihiilivetyjä, joita tuottavat pääasiassa merilajit. Vaikka klooriyhdisteet ovat suurin osa löydetyistä yhdisteistä, on löydetty myös bromideja, jodideja ja fluorideja. Tyrian violetti , joka on dibromoindigo, on tyypillinen bromidit, kun taas tyroksiini erittyy kilpirauhanen , on jodidi, ja erittäin myrkyllisiä fluoriasetaatti on yksi harvoista organofluorides. Nämä kolme edustajaa, ihmisistä peräisin oleva tyroksiini, etanista peräisin oleva tyraanilila ja kasveista peräisin oleva fluoriasetaatti, osoittavat myös, että etuyhteydettömät lajit käyttävät halogeenihiiltä useisiin tarkoituksiin.

Orgaaniset jodiyhdisteet, mukaan lukien biologiset johdannaiset

Pääartikkeli: Jodiorganiyhdiste

Orgaaniset jodiyhdisteet, joita kutsutaan orgaanisiksi jodideiksi , ovat rakenteeltaan samanlaisia ​​kuin kloori- ja organobromiyhdisteet , mutta CI-sidos on heikompi. Monet orgaaniset jodidit tunnetaan, mutta harvoilla on suuri teollinen merkitys. Jodidiyhdisteitä tuotetaan pääasiassa ravintolisinä.

Tyroksiinia hormonit ovat välttämättömiä ihmisten terveyden, joten hyödyllisyyttä iodized suolaa .

Kuusi mg jodidia päivässä voidaan käyttää kilpirauhasen liikatoimintaa sairastavien potilaiden hoitoon, koska se kykenee estämään kilpirauhashormonisynteesin organisoitumisprosessia, ns. Wolff – Chaikoff-vaikutusta . Ennen vuotta 1940 jodidit olivat hallitsevia kilpirauhasenestoaineita. Suurina annoksina, jodidit estää proteolyysiä ja tyroglobuliinia , joka mahdollistaa TH on synteettistä ja tallennetaan kolloidin , mutta ei vapautuu verenkiertoon.

Tätä hoitoa käytetään nykyään harvoin erillisenä hoitona huolimatta potilaiden nopeasta parantumisesta heti antamisen jälkeen. Jodidikäsittelyn suurin haittapuoli on se, että liiallisia TH-varastoja kertyy, mikä hidastaa tioamidien (TH-synteesin salpaajat) toiminnan alkamista . Lisäksi jodidien toiminnallisuus haalistuu ensimmäisen hoitojakson jälkeen. "Esto lohkosta" on myös huolenaihe, koska ylimääräinen varastoitunut TH voi nousta hoidon lopettamisen jälkeen.

Käyttää

Ensimmäinen kaupallisesti käytetty halogeenihiili oli Tyrian-purppura , Murex brandaris -meren etanan luonnollinen organobromidi .

Halogeenihiilivetyjen yleisiä käyttötarkoituksia ovat olleet liuottimet , torjunta-aineet , kylmäaineet , palonkestävät öljyt, elastomeerien ainesosat , liimat ja tiivistysaineet, sähköä eristävät pinnoitteet, pehmittimet ja muovit . Monilla halogeenihiilivedyillä on erikoistuneita käyttötarkoituksia teollisuudessa. Yksi halogeenihiili, sukraloosi , on makeutusaine.

Ennen kuin niistä tuli tiukasti säännelty, yleisö kohtasi usein haloalkaaneja maalina ja puhdistusliuottimina, kuten trikloorietaani (1,1,1-trikloorietaani) ja hiilitetrakloridi (tetrakloorimetaani), torjunta - aineet, kuten 1,2-dibromietaani (EDB, etyleenidibromidi), ja kylmäaineet, kuten Freon -22 ( duPont- tavaramerkki klooridifluorimetaanille). Joitakin halogeenialkaaneja käytetään edelleen laajalti teollisessa puhdistuksessa, kuten metyleenikloridi (dikloorimetaani), ja kylmäaineina, kuten R-134a ( 1,1,1,2-tetrafluorietaani ).

Haloalkeeneja on käytetty myös liuottimina , mukaan lukien perkloorietyleeni (Perc, tetrakloorieteeni), laajalle levinnyt kuivapesussa, ja trikloorietyleeni (TCE, 1,1,2-trikloorieteeni). Muut halogeenialkeenit ovat olleet muovien kemiallisia rakennuspalikoita, kuten polyvinyylikloridi ("vinyyli" tai PVC, polymeroitu kloorieteeni) ja tefloni ( duPont- tavaramerkki polymeroidulle tetrafluorieteenille, PTFE ).

Haloaromaatit sisältävät entisen Aroclorsin ( Monsanto Companyn tavaramerkki polyklooratuille bifenyyleille , PCB: ille ), joita on käytetty laajalti muuntajissa ja kondensaattoreissa ja rakennustulpissa, entiset Halowaxes ( Union Carbide tavaramerkki polyklooratuille naftaleeneille , PCN), joita käytettiin kerran sähköeristykseen, ja klooribentseeni ja niiden johdannaiset, joita käytetään desinfiointiaineita , torjunta-aineiden , kuten dikloori-difenyyli-trikloorietaani ( DDT , 1,1,1-trikloori-2,2-bis (p-kloorifenyyli) etaani), herbisidit kuten 2,4-D: (2,4-dikloorifenoksietikkahappo), askarel- dielektriset aineet (sekoitettu PCB-yhdisteisiin, ei enää käytetty useimmissa maissa) ja kemialliset raaka-aineet.

Muutama halogeeni, mukaan lukien happohalogenidit, kuten asetyylikloridi , ovat erittäin reaktiivisia ; näitä esiintyy harvoin kemiallisen prosessoinnin ulkopuolella. Halogeenihiilivetyjen laajalle levinnyt käyttö johtui usein havainnoista, että suurin osa niistä oli vakaampia kuin muut aineet. Hapot tai emäkset voivat vaikuttaa niihin vähemmän; ne eivät saa palaa yhtä helposti; bakteerit tai homeet eivät saa hyökätä niihin ; tai auringonvalo ei ehkä vaikuta niihin yhtä paljon.

Vaarat

Vakautta halohiiliyhdisteet pikemminkin kannustavasti uskomukset, jotka he olivat enimmäkseen harmittomia, vaikka 1920-luvun puolivälissä lääkärit raportoitu työntekijöiden polykloorinaftaleenia (PCN) valmistus kärsii klooriakne ( Teleky 1927 ), ja 1930-luvun lopulla oli tiedossa, että työntekijät altistuvat PCN: t voivat kuolla maksasairaukseen ( Flinn & Jarvik 1936 ) ja että DDT tappaisi hyttysiä ja muita hyönteisiä ( Müller 1948 ). 1950-luvulle mennessä työpaikan vaaroista oli tehty useita raportteja ja tutkimuksia. Esimerkiksi vuonna 1956 polykloorattuja bifenyyliä (PCB) sisältävien hydrauliöljyjen testaamisen jälkeen Yhdysvaltain laivasto havaitsi, että ihokosketus aiheutti kuolemaan johtavan maksasairauden eläimillä ja hylkäsi ne "liian myrkyllisiksi käytettäväksi sukellusveneessä " ( Owens v. Monsanto 2001 ).

Useiden halogeenihiilivetyjen pitoisuus ilmakehässä, vuodet 1978-2015.

Vuonna 1962 yhdysvaltalaisen biologin Rachel Carsonin ( Carson 1962 ) kirja aloitti ympäristön pilaantumista koskevan myrskyn , joka keskittyi ensin DDT: hen ja muihin torjunta-aineisiin , joista osa oli myös hiilivetyjä. Nämä huolenaiheet lisääntyivät, kun ruotsalainen kemisti Soren Jensen ilmoitti vuonna 1966 laajalle levinneistä PCB-jäämistä arktisilla ja subarktisilla kaloilla ja linnuilla ( Jensen 1966 ). Vuonna 1974 Meksikon kemisti Mario Molina ja Yhdysvaltain kemisti Sherwood Rowland ennusti, että yhteinen halogeenihiili kylmäaineita , The kloorifluorihiilivetyjä (CFC), voisi kerääntyä ylemmässä ilmakehässä ja tuhota suojaava otsonia ( Molina & Rowland 1974 ). Muutamassa vuodessa, otsonikerroksen vähenemisen saivat havaitaan edellä Antarktis , mikä johtaa kieltämistä tuotannon ja käytön kloorifluorihiilivedyt monissa maissa. Vuonna 2007 hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli (IPCC) totesi, että halogeenihiilivedet olivat suora syy ilmaston lämpenemiseen .

1970-luvulta lähtien on ollut pitkäaikainen, ratkaisematta ristiriidoista mahdollisista terveyshaitoista ja trikloorietyleeni (TCE) ja muut halogeenihiilivetykaasut liuottimia , joita oli käytetty laajasti teollisessa puhdistamisessa ( Anderson v. Grace 1986 ) ( Scott & Cogliano 2000 ) ( US National tiedeakatemiat 2004 ) ( Yhdysvallat 2004 ). Viime aikoina perfluorioktaanihaposta (PFOA), joka on tavallisen teflonin valmistusprosessin edeltäjä ja jota käytetään myös kankaiden ja elintarvikepakkausten päällysteiden valmistamiseen, tuli terveys- ja ympäristöongelma vuodesta 2006 alkaen ( Yhdysvallat ja 2010 (aloitettu vuonna 2006) ). , mikä viittaa siihen, että halogeenihiilivedyt, vaikka niiden uskotaan olevan inertimpien joukossa, voivat myös aiheuttaa vaaroja.

Halogeenihiilivedyt, mukaan lukien ne, jotka eivät sinänsä ole vaaroja, voivat aiheuttaa jätteiden hävittämiseen liittyviä ongelmia. Koska ne eivät hajoa helposti luonnollisissa ympäristöissä, halogeenihiilivedyillä on taipumus kerääntyä. Polttaminen ja tahattomat tulipalot voivat luoda syövyttäviä sivutuotteita, kuten kloorivetyhappo ja fluorivetyhappo , ja myrkkyjä, kuten halogenoidut dioksiinit ja furaanit . Desulfitobakteerilajien mahdollisuuksia halogeenisten orgaanisten yhdisteiden bioremediaatioon tutkitaan .

Katso myös

Huomautuksia

Viitteet

Ulkoiset linkit