Një përbërje klororganike, klorokarbon ose hidrokarbur i klorur, është një substancë organike që përmban të paktën një atom klori të lidhur në mënyrë kovalente që ndikon në sjelljen kimike të molekulës. Klasa e kloroalkaneve (alkanet me një ose më shumë atome hidrogjeni të zëvendësuar nga klori) jep shembuj të përgjithshëm. Diversiteti i gjerë strukturor dhe vetitë e ndryshme kimike të klorurve organikë çojnë në një gamë të gjerë emrash dhe aplikimesh. Organokloridet janë substanca shumë të dobishme në shumë përdorime, por disa prej tyre paraqesin një problem serioz mjedisor.
Ndikimi në pronat
Klorifikimi ndryshon vetitë fizike të hidrokarbureve në disa mënyra. Përbërjet priren të jenë më të dendura se uji për shkak të peshës atomike më të lartë të klorit në krahasim me hidrogjenin. Organokloridet alifatike janë agjentë alkilues sepse kloruri është grupi që largohet.
Përcaktimi i përbërjeve organoklorike
Shumë përbërës të tillë janë izoluar nga burimet natyrore, nga bakteret te njerëzit. Komponimet organike të klorinuara gjenden pothuajse në çdo klasë të biomolekulave, duke përfshirë alkaloide, terpene, aminoacide, flavonoid, steroid dhe acide yndyrore. Organokloridet, duke përfshirë dioksinat, formohen në mjedisin me temperaturë të lartë të zjarreve, dhe dioksina janë gjetur në hirin e ruajtur nga zjarret e rrufesë që i kanë kaluar dioksinave sintetike.
Përveç kësaj, hidrokarbure të ndryshme të thjeshta të kloruruara, duke përfshirë diklorometanin, kloroformin dhe tetraklorurin e karbonit, janë izoluar nga alga deti. Shumica e klorometanit në mjedis formohet natyrshëm përmes biodegradimit, zjarreve në pyje dhe vullkaneve. Komponimet e klorur organike në vaj janë gjithashtu të njohura gjerësisht (sipas GOST - R 52247-2004).
Epibatidine
Epibatidina me klor organik natyral, një alkaloid i izoluar nga bretkosat e pemëve, ka një efekt të fortë analgjezik dhe stimulon kërkimin për ilaçe të reja kundër dhimbjeve. Bretkosat marrin epibatidinë përmes ushqimit të tyre dhe më pas e izolojnë atë në lëkurën e tyre. Burimet e mundshme ushqimore janë brumbujt, milingonat, marimangat dhe mizat.
Alkane
Alkanet dhe arilalkanet mund të klorohen në kushte radikale të lira me rrezatim ultravjollcë. Megjithatë, shkalla e klorinimit është e vështirë të kontrollohet. Kloruret aril mund të përgatiten me halogjenimin e Friedel-Crafts duke përdorur klor dhe një katalizator acid Lewis. Metodat për përcaktimin e klorur organikkomponimet përfshijnë përdorimin e këtij katalizatori. Në artikull përmenden edhe metoda të tjera.
Reaksioni haloform duke përdorur klorin dhe hidroksidin e natriumit është gjithashtu i aftë të gjenerojë halogjene alkile nga ketonet metil dhe komponimet e lidhura me to. Kloroformi është prodhuar më parë në këtë mënyrë.
Klori shton alkenet dhe alkinet në lidhje të shumta, duke dhënë komponime di- ose tetrakloro.
Kloride alkil
Kloridet alkil janë blloqe ndërtuese të gjithanshme në kiminë organike. Edhe pse bromidet dhe jodidet alkil janë më reaktive, kloruret alkil janë më pak të kushtueshme dhe më të disponueshme. Kloruret alkil sulmohen lehtësisht nga nukleofile.
Ngrohja e halogjeneve të alkileve me hidroksid natriumi ose ujë jep alkoole. Reaksioni me alkooksidet ose aroksidet jep estere në sintezën e eterit Williamson; reaksionet me tiolet japin tioeterë. Kloruret e alkilit reagojnë lehtësisht me aminat për të formuar amina të zëvendësuara. Kloruret e alkilit zëvendësohen nga halidet më të buta si jodidi në reaksionin Finkelstein.
Reagimi me pseudohalide të tjera si azidi, cianidi dhe tiocianati është gjithashtu i mundur. Në prani të një baze të fortë, kloruret alkil i nënshtrohen dehidrohalogjenizimit për të formuar alkene ose alkine.
Kloruret alkil reagojnë me magnezin për të formuar reagentët Grignard, duke shndërruar një përbërje elektrofilike në një nukleofilike. Reaksioni Wurtz kombinon dy halogjene alkil me natriumin në një mënyrë reduktuese.
Aplikacion
Aplikacioni më i madhkimia e klorur organike është prodhimi i klorurit të vinilit. Prodhimi vjetor në vitin 1985 ishte rreth 13 miliardë kilogramë, pothuajse e gjitha u shndërrua në klorur polivinil (PVC). Përcaktimi i përbërjeve organoklorinike (sipas GOST) është një proces që nuk mund të bëhet pa pajisje speciale të standardizuara.
Shumica e hidrokarbureve të klorur me peshë molekulare të ulët si kloroformi, diklormetani, dikloroetani dhe trikloroetani janë tretës të dobishëm. Këta tretës priren të jenë relativisht jopolarë; prandaj ato janë të papërziershme me ujë dhe janë efektive në pastrim, si për shembull, pastrimi i yndyrës dhe pastrimi kimik. Ky pastrim vlen edhe për metodat për përcaktimin e përbërjeve organoklorinike (vaji dhe substancat e tjera janë shumë të pasura me këto përbërje).
Më i rëndësishmi është diklormetani, i cili përdoret kryesisht si tretës. Klorometani është një pararendës i klorosilaneve dhe silikoneve. Historikisht i rëndësishëm, por më i vogël është kloroformi, kryesisht një pararendës i klorodifluorometanit (CHClF2) dhe tetrafluoroetenit, i cili përdoret në prodhimin e teflonit.
Dy grupet kryesore të insekticideve organoklorike janë substanca të tilla si DDT dhe tretësirat aliciklike të kloruruara. Mekanizmi i tyre i veprimit është paksa i ndryshëm nga përbërjet organoklorinike në vaj.
përbërje të ngjashme me DDT
Substancat e ngjashme me DDT veprojnë në sistemin nervor periferik. Në kanalin e natriumit të aksonit, ato parandalojnë mbylljen e portës pas aktivizimit dhe depolarizimit.membranat. Jonet e natriumit depërtojnë përmes membranës nervore dhe krijojnë një "potencial post" negativ destabilizues me rritjen e ngacmueshmërisë nervore. Kjo rrjedhje shkakton shkarkime të përsëritura në neuron, ose spontanisht ose pas një stimuli të vetëm.
Ciklodienet e kloruruara përfshijnë aldrin, dieldrin, endrin, heptaklor, klordan dhe endosulfan. Kohëzgjatja e ekspozimit nga 2 deri në 8 orë çon në një ulje të aktivitetit të sistemit nervor qendror (SNQ), e ndjekur nga nervozizëm, dridhje dhe më pas kriza. Mekanizmi i veprimit është lidhja e insekticideve në vendin e GABA në kompleksin jonoforik të klorurit gama-aminobutirik (GABA), i cili parandalon hyrjen e klorurit në nerv.
Shembuj të tjerë përfshijnë dikofolin, mireksin, keponin dhe pentaklorofenolin. Ato mund të jenë ose hidrofile ose hidrofobike, në varësi të strukturës së tyre molekulare.
Bifenile
Bifenilët e poliklorinuar (PCB) dikur ishin izolues elektrikë dhe lëngje transferimi të nxehtësisë të përdorura gjerësisht. Përdorimi i tyre në përgjithësi është ndërprerë për shkak të shqetësimeve shëndetësore. PCB-të janë zëvendësuar nga eteret difenil të polibrominuar (PBDE), të cilët shkaktojnë toksicitet të ngjashëm dhe probleme bioakumulimi.
Disa lloje të përbërjeve organoklorike janë shumë toksike për bimët ose kafshët, duke përfshirë njerëzit. Dioksinat, të prodhuara nga djegia e lëndës organike në prani të klorit, janë ndotës organikë të qëndrueshëm që paraqesin rrezik kur lëshohen në mjedis, si dhe disa insekticide (si p.sh.si DDT).
Për shembull, DDT, i cili u përdor gjerësisht për kontrollin e insekteve në mesin e shekullit të 20-të, gjithashtu grumbullohet në zinxhirët ushqimorë, si metabolitët e tij DDE dhe DDD, dhe shkakton probleme me sistemin riprodhues (për shembull, hollimi i lëvozhgat e vezëve) në disa lloje shpendësh. Disa komponime të këtij lloji, si mustarda e squfurit, mustarda e nitrogjenit dhe lewisite, përdoren edhe si armë kimike për shkak të toksicitetit të tyre.
Intoksikim me komponime klororganike
Megjithatë, prania e klorit në një përbërje organike nuk siguron toksicitet. Disa organokloride konsiderohen mjaft të sigurta për përdorim ushqimor dhe droge. Për shembull, bizelet dhe fasulet përmbajnë hormonin bimor të klorur natyral 4-klorindol-3-acetik dhe ëmbëltuesin sukralozë (Splenda) përdoren gjerësisht në produktet dietike.
Në vitin 2004, të paktën 165 organokloride u miratuan në mbarë botën për përdorim si farmaceutikë, duke përfshirë antibiotikun natyral vankomicin, antihistaminen loratadine (Claritin), sertralinën kundër depresionit (Zoloft), lamotriginën anti-epileptike (Latal), dhe droga inhalatore. izofluran anestetik. Është e nevojshme të njihen këto përbërje për të përcaktuar përbërjet organoklorinike në vaj (sipas GOST).
Gjetjet e shkencëtarëve
Rachel Carson solli toksicitetin e pesticideve të DDT për publikun në librin e saj të vitit 1962 Pranvera e heshtur. Edhe pse shumë vende e kanë ndërprerëpërdorimi i disa llojeve të komponimeve organoklorinike, si ndalimi i DDT-ve në SHBA, DDT-të e vazhdueshme, PCB-të dhe mbetje të tjera të klorit organik, gjenden ende te njerëzit dhe gjitarët në mbarë planetin, shumë vite pasi prodhimi dhe përdorimi u kufizuan.
Në rajonet e Arktikut, nivele veçanërisht të larta gjenden te gjitarët detarë. Këto kimikate janë të përqendruara te gjitarët dhe gjenden edhe në qumështin e gjirit të njeriut. Në disa lloje gjitarësh detarë, veçanërisht në ato që prodhojnë qumësht me yndyrë të lartë, meshkujt priren të kenë nivele shumë më të larta pasi femrat reduktojnë përqendrimin duke i kaluar substancat tek pasardhësit gjatë laktacionit. Gjithashtu, këto substanca mund të gjenden në vaj, gjë që është e rëndësishme të merret parasysh gjatë përcaktimit të komponimeve organoklorinike në vaj (sipas GOST). Zakonisht i referohet pesticideve, megjithëse mund t'i referohet gjithashtu çdo përbërjeje të këtij lloji.
Pesticidet e klorur organike mund të klasifikohen sipas strukturës së tyre molekulare. Pesticidet e ciklopentadienit janë struktura unazore alifatike që rrjedhin nga reaksionet Pentaklorociklopentadiene Diels-Alder dhe përfshijnë klordanin, nonaklorin, heptaklorin, epooksidin e heptaklorit, dieldrinin, aldrinin, endrinin, mireksin dhe keponin. Nënklasa të tjera të pesticideve organoklorinike janë familja DDT dhe izomerët e heksaklorocikloheksanit. Të gjitha këto pesticide kanë tretshmëri dhe paqëndrueshmëri të ulët dhe janë rezistente ndaj proceseve të degradimit në mjedis. Toksiciteti dhe qëndrueshmëria e tyre në mjedis kanë çuar në tokufizim ose pezullim për shumicën e përdorimeve në Shtetet e Bashkuara.
Pesticide
Pesticidet e klorur organike janë shumë efektive në vrasjen e dëmtuesve, veçanërisht insekteve. Por shumë prej këtyre produkteve kimike perceptohen negativisht nga aktivistët mjedisorë dhe konsumatorët për shkak të një pesticidi të njohur dhe tashmë të ndaluar me klor organik: diklorodifeniltrikoetani, i njohur më mirë si DDT.
Pesticidet organoklorike janë kimikate me karbon, klor dhe hidrogjen. Siç shpjegoi Shërbimi i Peshkut dhe Kafshëve të Egra në SHBA, lidhjet klor-karbon janë veçanërisht të forta, gjë që parandalon që këto kimikate të shpërbëhen ose treten shpejt në ujë. Kimikati gjithashtu tërheq yndyrën dhe grumbullohet në indin dhjamor të kafshëve që e konsumojnë atë.
Jetëgjatësia kimike e pesticideve me klor organik është një nga arsyet pse është po aq efektiv sa një insekticid dhe potencialisht i dëmshëm - mund të mbrojë të korrat për një kohë të gjatë, por mund të qëndrojë edhe në trupin e një kafshe.
Së bashku me DDT, EPA e SHBA-së ka ndaluar përdorimin e pesticideve të tjera organoklorinike si aldrin, diieldrin, heptaklor, mirex, chlordecone dhe chlordane. Evropa ka ndaluar në mënyrë të ngjashme shumë pesticide organoklorinike, por në të dyja këto rajone, kimikatet organoklorinike janë ende përbërës aktivë në një numër produktesh të kontrollit të dëmtuesve në shtëpi, kopsht dhe mjedis.mjedisit, sipas EPA. Pesticidet e klorur organike janë gjithashtu jashtëzakonisht të njohura në vendet në zhvillim anembanë botës për përdorim bujqësor.
Nëse jeni duke vëzhguar tokën bujqësore për t'u siguruar që ajo është ende e mbushur me pesticide klor-organike të verës, ose duke kontrolluar ujin për komponime organoklorinike, testimi është mënyra më e mirë për të zbuluar nëse këto kimikate janë pranë jush. Metodat EPA 8250A dhe 8270B mund të përdoren për të testuar këto kimikate. 8250A mund të testojë mbetjet, tokën dhe ujin, ndërsa 8270B përdor kromatografinë e gazit/spektrometrinë e masës (GC/MS).
Megjithëse pesticidet organoklorike janë më të njohura për dëmtimin e aftësisë së disa zogjve për të bërë vezë të shëndetshme, këto kimikate dihet se ndikojnë negativisht te njerëzit që konsumojnë ose thithin pesticide. Thithja aksidentale ose konsumimi i peshkut ose indeve shtazore të kontaminuara është rruga më e mundshme e gëlltitjes së pesticideve klor organike. Për të konfirmuar që dikush ka shenja të helmimit me klor organik, gjaku ose urina zakonisht dërgohet në një universitet ose agjenci qeveritare që përdor GC/MS për të testuar për komponimet kimike.
Shenjat e helmimit
Shenjat paralajmëruese të toksicitetit të pesticideve klororganike përfshijnë konvulsione, halucinacione, kollë, skuqje të lëkurës, të vjella, dhimbje barku, dhimbje koke, konfuzion dhe mundësisht frymëmarrjepamjaftueshmëria sipas Matthew Wong, PhD, PhD dhe Beth Israel Deaconess Medical Center, Medscape. Megjithëse ka ndalime për shumë prej këtyre pesticideve në SHBA dhe Evropë, përdorimi i tyre në pjesë të tjera të botës dhe ruajtja në pjesë të SHBA-së dhe Evropës krijojnë situata ku helmimi me klor organik është ende i mundur.
Pesticidet e klorur organike përfshijnë një numër të madh kimikatesh të qëndrueshme që janë efektive dhe mbartin rrezik të konsiderueshëm në mbarë botën.
Megjithëse komponimet organike të halogjenizuara janë relativisht të rralla në natyrë në krahasim me ato jo të halogjenizuara, shumë përbërës të tillë janë izoluar nga burimet natyrore, nga bakteret te njerëzit. Ka shembuj të përbërjeve natyrale të klorit që gjenden pothuajse në çdo klasë biomolekulash, duke përfshirë alkaloidet, terpenet, aminoacidet, flavonoidet, steroidet dhe acidet yndyrore.
Organokloridet, duke përfshirë dioksinat, formohen në mjedisin me temperaturë të lartë të zjarreve në pyje, dhe dioksina janë gjetur në hirin e ruajtur të zjarreve të rrufesë që i paraprinë dioksinave sintetike. Përveç kësaj, nga algat e detit janë izoluar hidrokarbure të ndryshme të thjeshta të klorinuara, duke përfshirë diklorometanin, kloroformin dhe tetraklorurin e karbonit.
Shumica e klorometanit në mjedis prodhohet natyrshëm nga biodegradimi, zjarret në pyje dhe vullkanet. Epibatidina me klor organik natyral, një alkaloid i izoluar nga bretkosat e pemëve, ka një efekt të fortë analgjezik dhestimulon kërkimin për medikamente të reja kundër dhimbjes.
Dioksina
Disa lloje të përbërjeve organoklorike janë shumë toksike për bimët ose kafshët, duke përfshirë njerëzit. Dioksinat, të formuara kur lënda organike digjet në prani të klorit, dhe disa insekticide, si DDT, janë ndotës organikë të qëndrueshëm që paraqesin rreziqe mjedisore. Për shembull, përdorimi i tepruar i DDT në mesin e shekullit të njëzetë, i cili u grumbullua te kafshët, çoi në një rënie të rëndë të popullatave të disa zogjve. Tretësit e klorur, nëse keqpërdoren dhe hidhen, krijojnë probleme të ndotjes së ujërave nëntokësore.
Disa organokloride, si fosgjeni, janë përdorur edhe si agjentë të luftës kimike. Disa nga organokloridet toksike dhe të krijuara artificialisht, të tilla si DDT, do të grumbullohen në trup me çdo ekspozim, duke çuar përfundimisht në sasi vdekjeprurëse, sepse trupi nuk mund t'i shpërbëjë ose t'i heqë qafe ato. Megjithatë, prania e klorit në një përbërje organike në asnjë mënyrë nuk siguron toksicitet. Shumë komponime organoklorinike janë mjaftueshëm të sigurta për përdorim ushqimor dhe ilaçesh.
Për shembull, bizelet dhe fasulet përmbajnë hormonin bimor të klorur natyral 4-klorindol-3-acid acetik (4-Cl-IAA) dhe ëmbëltuesin sukralozë (Splenda) përdoren gjerësisht në produktet dietike. Që nga viti 2004, të paktën 165komponimet organoklorike për përdorim si ilaçe farmaceutike, duke përfshirë antihistaminen loratadine (Claritin), antidepresivin sertraline (Zoloft), lamotriginen antiepileptike (lamiktal) dhe anestetikin inhalues izofluran.
Hapja Rachel Carson
Me Pranverën e heshtur (1962), Rachel Carson tërhoqi vëmendjen e publikut për problemin e toksicitetit të klorur organik. Ndërsa shumë vende kanë hequr gradualisht përdorimin e disa llojeve të këtyre përbërjeve (siç është ndalimi i DDT nga SHBA si rezultat i punës së Carson), organokloridet e vazhdueshme vazhdojnë të vërehen te njerëzit dhe gjitarët në mbarë planetin në nivele potencialisht të dëmshme shumë vite pas prodhimit. Përdorimi i tyre ka qenë i kufizuar.
Përbërjet e klorit organik (sipas GOST) përfshihen në listën e substancave të rrezikshme për njerëzit.
