Bir organoklor bileşiği, klorokarbon veya klorlu hidrokarbon, molekülün kimyasal davranışını etkileyen en az bir kovalent bağlı klor atomu içeren organik bir maddedir. Kloroalkanların sınıfı (bir veya daha fazla hidrojen atomunun klor ile değiştirildiği alkanlar) genel örnekler sağlar. Organoklorinlerin geniş yapısal çeşitliliği ve farklı kimyasal özellikleri, çok çeşitli isimlere ve uygulamalara yol açmaktadır. Organoklorürler birçok uygulamada çok faydalı maddelerdir, ancak bazıları ciddi bir çevre sorunu oluşturmaktadır.
Özellikler üzerindeki etki
Klorlama, hidrokarbonların fiziksel özelliklerini çeşitli şekillerde değiştirir. Bileşikler, hidrojene kıyasla klorun daha yüksek atom ağırlığı nedeniyle sudan daha yoğun olma eğilimindedir. Alifatik organoklorürler alkilleyici ajanlardır çünkü klorür ayrılan gruptur.
Organoklorlu bileşiklerin belirlenmesi
Bu tür birçok bileşik, bakterilerden insanlara kadar doğal kaynaklardan izole edilmiştir. Klorlu organik bileşikler, alkaloidler, terpenler, amino asitler, flavonoidler, steroidler ve yağ asitleri dahil olmak üzere hemen hemen her biyomolekül sınıfında bulunur. Dioksinler de dahil olmak üzere organoklorürler, orman yangınlarının yüksek sıcaklıktaki ortamında oluşur ve dioksinler, sentetik dioksinlerden önce gelen yıldırım yangınlarından korunmuş küllerde bulunmuştur.
Ayrıca, diklorometan, kloroform ve karbon tetraklorür dahil olmak üzere çeşitli basit klorlu hidrokarbonlar deniz yosunundan izole edilmiştir. Çevredeki klorometanın çoğu, biyolojik bozunma, orman yangınları ve volkanlar yoluyla doğal olarak oluşur. Yağdaki organoklor bileşikleri de yaygın olarak bilinmektedir (GOST - R 52247-2004'e göre).
Epibatidin
Ağaç kurbağalarından izole edilen bir alkaloid olan doğal organoklorlu epibatidin, güçlü bir analjezik etkiye sahiptir ve yeni ağrı kesici ilaçların araştırılmasını teşvik eder. Kurbağalar epibatidini yiyecekleri yoluyla alır ve daha sonra derilerinde izole eder. Muhtemel besin kaynakları böcekler, karıncalar, akarlar ve sineklerdir.
Alkanlar
Alkanlar ve arilalkanlar, ultraviyole radyasyon ile serbest radikal koşullar altında klorlanabilir. Bununla birlikte, klorlama derecesinin kontrol edilmesi zordur. Aril klorürler, klor ve bir Lewis asidi katalizörü kullanılarak Friedel-Crafts halojenasyonu ile hazırlanabilir. Organoklor belirleme yöntemleribileşikler, bu katalizörün kullanımını içerir. Makalede diğer yöntemlerden de bahsedilmiştir.
Klor ve sodyum hidroksit kullanan haloform reaksiyonu ayrıca metil ketonlardan ve ilgili bileşiklerden alkil halojenürler üretebilir. Kloroform daha önce bu şekilde üretilmişti.
Klor, çoklu bağlara alkenler ve alkinler ekleyerek di- veya tetrakloro bileşikleri verir.
Alkil klorürler
Alkil klorürler, organik kimyada çok yönlü yapı taşlarıdır. Alkil bromürler ve iyodürler daha reaktif olmasına rağmen, alkil klorürler daha ucuzdur ve daha kolay temin edilebilir. Alkil klorürler, nükleofiller tarafından kolayca saldırıya uğrar.
Alkil halojenürleri sodyum hidroksit veya su ile ısıtmak alkoller verir. Alkoksitler veya aroksitlerle reaksiyon, Williamson eter sentezinde esterler verir; tiyollerle reaksiyonlar tiyoeterler verir. Alkil klorürler, ikame edilmiş aminler oluşturmak için aminlerle kolayca reaksiyona girer. Finkelstein reaksiyonunda alkil klorürlerin yerini iyodür gibi daha yumuşak halojenürler alır.
Azid, siyanür ve tiyosiyanat gibi diğer psödohalojenürlerle reaksiyon da mümkündür. Güçlü bir bazın varlığında, alkil klorürler, alkenler veya alkinler oluşturmak için dehidrohalojenasyona uğrarlar.
Alkil klorürler magnezyum ile reaksiyona girerek Grignard reaktiflerini oluşturarak elektrofilik bir bileşiği nükleofilik bir bileşik haline getirir. Wurtz reaksiyonu, iki alkil halojenürü sodyum ile indirgeyici bir şekilde birleştirir.
Uygulama
En büyük uygulamaorganoklor kimyası vinil klorür üretimidir. 1985 yılında yıllık üretim yaklaşık 13 milyar kilogramdı ve neredeyse tamamı polivinil klorüre (PVC) dönüştürüldü. Organoklorlu bileşiklerin belirlenmesi (GOST'a göre) özel standart ekipman olmadan yapılamaz.
Kloroform, diklorometan, dikloroetan ve trikloroetan gibi çoğu düşük moleküler ağırlıklı klorlu hidrokarbonlar faydalı çözücülerdir. Bu çözücüler nispeten polar olmayan olma eğilimindedir; bu nedenle su ile karışmazlar ve yağ alma, kuru temizleme gibi temizliklerde etkilidirler. Bu saflaştırma aynı zamanda organoklorlu bileşiklerin belirlenmesine yönelik yöntemler için de geçerlidir (yağ ve diğer maddeler bu bileşiklerden çok zengindir).
En önemlisi, esas olarak bir çözücü olarak kullanılan diklorometandır. Klorometan, klorosilan ve silikonların öncüsüdür. Tarihsel olarak önemli fakat daha küçük olan kloroformdur, esas olarak Teflon üretiminde kullanılan klorodiflorometan (CHClF2) ve tetrafloroetenin öncüsüdür.
Organoklorlu insektisitlerin iki ana grubu, DDT ve klorlu alisiklik solüsyonlar gibi maddelerdir. Etki mekanizmaları, yağdaki organoklorlu bileşiklerden biraz farklıdır.
DDT benzeri bileşikler
DDT benzeri maddeler periferik sinir sistemine etki eder. Aksonun sodyum kanalında aktivasyon ve depolarizasyon sonrası kapı kapanmasını engellerler.zarlar. Sodyum iyonları sinir zarından sızar ve artan sinir uyarılabilirliği ile dengesizleştirici bir negatif "post potansiyel" yaratır. Bu sızıntı, nöronda ya kendiliğinden ya da tek bir uyaran sonrasında tekrarlayan deşarjlara neden olur.
Klorlu siklodienler, aldrin, dieldrin, endrin, heptaklor, klordan ve endosulfan içerir. 2 ila 8 saat arasındaki maruz kalma süresi, merkezi sinir sisteminin (CNS) aktivitesinde bir azalmaya, ardından sinirlilik, titreme ve ardından nöbetlere yol açar. Etki mekanizması, klorürün sinire girmesini engelleyen gama-aminobütirik asit (GABA) klorür iyonofor kompleksindeki GABA bölgesindeki insektisitleri bağlamaktır.
Diğer örnekler arasında dikofol, mireks, kepon ve pentaklorofenol bulunur. Moleküler yapılarına bağlı olarak hidrofilik veya hidrofobik olabilirler.
Bifeniller
Poliklorlu bifeniller (PCB'ler) bir zamanlar yaygın olarak kullanılan elektrik yalıtkanları ve ısı transfer sıvılarıydı. Sağlık sorunları nedeniyle kullanımları genellikle durdurulmuştur. PCB'lerin yerini, benzer toksisite ve biyobirikim sorunlarına neden olan polibromlu difenil eterler (PBDE'ler) almıştır.
Bazı organoklor bileşikleri, insanlar da dahil olmak üzere bitkiler veya hayvanlar için oldukça zehirlidir. Organik maddenin klor varlığında yakılmasıyla üretilen dioksinler, bazı insektisitler (örneğinDDT gibi).
Örneğin, 20. yüzyılın ortalarında böcek kontrolü için yaygın olarak kullanılan DDT, metabolitleri DDE ve DDD gibi besin zincirlerinde de birikir ve üreme sistemi ile ilgili sorunlara (örn. yumurta kabukları) bazı kuş türlerinde. Kükürt hardal, nitrojen hardal ve lewisit gibi bu tip bazı bileşikler zehirli olmaları nedeniyle kimyasal silah olarak bile kullanılmaktadır.
Organoklor bileşikleri ile zehirlenme
Ancak, organik bir bileşikte klor bulunması toksisite sağlamaz. Bazı organoklorürler, gıda ve ilaç kullanımı için yeterince güvenli kabul edilir. Örneğin, bezelye ve fasulye, doğal klorlu bitki hormonu 4-klorindol-3-asetik asit içerir ve tatlandırıcı sukraloz (Splenda) diyet ürünlerinde yaygın olarak kullanılır.
2004 itibariyle, doğal antibiyotik vankomisin, antihistamin loratadin (Claritin), antidepresan sertralin (Zoloft), anti-epileptik lamotrijin (Lamictal), ve inhalasyon ilaçları. anestezik izofluran. Yağdaki organoklorlu bileşikleri belirlemek için bu bileşikleri bilmek gerekir (GOST'a göre).
Bilim adamlarının bulguları
Rachel Carson, 1962 tarihli Silent Spring kitabında DDT'nin pestisit toksisitesini halka anlattı. Birçok ülke durdurulmuş olsa daABD DDT yasağı, kalıcı DDT, PCB'ler ve diğer organoklor kalıntıları gibi belirli organoklor bileşiklerinin kullanımı, üretim ve kullanım kısıtlandıktan yıllar sonra bile gezegendeki insanlarda ve memelilerde hala bulunmaktadır.
Kuzey Kutup bölgelerinde, özellikle deniz memelilerinde yüksek seviyeler bulunur. Bu kimyasallar memelilerde yoğunlaşmıştır ve hatta insan anne sütünde bile bulunur. Bazı deniz memelisi türlerinde, özellikle yüksek yağlı süt üretenlerde, dişiler laktasyon yoluyla yavrulara madde geçirerek konsantrasyonları az alttığından, erkekler çok daha yüksek seviyelere sahip olma eğilimindedir. Ayrıca, bu maddeler yağda bulunabilir, bu da yağdaki organoklorin bileşiklerini belirlerken dikkate alınması önemlidir (GOST'a göre). Genellikle pestisitlere atıfta bulunur, ancak bu türden herhangi bir bileşiğe de atıfta bulunabilir.
Organoklorlu pestisitler moleküler yapılarına göre sınıflandırılabilir. Siklopentadien pestisitler, Pentaklorosiklopentadien Diels-Alder reaksiyonlarından türetilen alifatik halka yapılarıdır ve klordan, nonaklor, heptaklor, heptaklor epoksit, dieldrin, aldrin, endrin, mireks ve kepon içerir. Organoklorlu pestisitlerin diğer alt sınıfları, DDT ailesi ve heksaklorosikloheksan izomerleridir. Tüm bu pestisitlerin çözünürlüğü ve uçuculuğu düşüktür ve çevredeki bozulma süreçlerine karşı dirençlidir. Çevredeki toksisiteleri ve kalıcılıkları, onlarınAmerika Birleşik Devletleri'ndeki çoğu kullanım için kısıtlama veya askıya alma.
Pestisitler
Organoklorlu pestisitler haşereleri, özellikle böcekleri öldürmede çok etkilidir. Ancak bu kimyasal ürünlerin çoğu, iyi bilinen ve artık yasaklanan bir organoklorlu pestisit nedeniyle çevre aktivistleri ve tüketiciler tarafından olumsuz algılanıyor: DDT olarak bilinen diklorodifeniltrikoethane.
Organoklorlu pestisitler karbon, klor ve hidrojen içeren kimyasallardır. ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi'nin açıkladığı gibi, klor-karbon bağları özellikle güçlüdür, bu da bu kimyasalların suda hızla parçalanmasını veya çözülmesini engeller. Kimyasal ayrıca yağı çeker ve onu tüketen hayvanların yağ dokularında birikir.
Organoklorlu pestisitlerin kimyasal olarak uzun ömürlü olması, bir böcek ilacı kadar etkili ve potansiyel olarak zararlı olmasının nedenlerinden biridir - mahsulleri uzun süre koruyabilir, ancak bir hayvanın vücudunda da kalabilir.
DDT ile birlikte, ABD Çevre Koruma Ajansı aldrin, dieldrin, heptaklor, mireks, klordekon ve klordan gibi diğer organoklorlu pestisitlerin kullanımını yasaklamıştır. Avrupa benzer şekilde pek çok organoklorlu pestisiti yasaklamıştır, ancak bu iki bölgede de organoklorlu kimyasallar bir dizi ev, bahçe ve çevresel haşere kontrol ürününde hala aktif maddelerdir. EPA'ya göre çevre. Organoklorlu pestisitler, tarımsal kullanım için dünya çapında gelişmekte olan ülkelerde de son derece popülerdir.
İster yazlık organoklorlu pestisitlerle dolu olduğundan emin olmak için tarım arazilerini araştırıyor olun ister organoklorlu bileşikler için suyu kontrol ediyor olun, bu kimyasalların size yakın olup olmadığını öğrenmenin en iyi yolu test yapmaktır. Bu kimyasalları test etmek için EPA yöntemleri 8250A ve 8270B kullanılabilir. 8250A atıkları, toprağı ve suyu test edebilir, 8270B ise gaz kromatografisi/kütle spektrometrisi (GC/MS) kullanır.
Organoklorlu pestisitlerin en çok bazı kuşların sağlıklı yumurta bırakma yeteneğine zarar vermesiyle bilinmesine rağmen, bu kimyasalların pestisit tüketen veya soluyan insanları olumsuz etkilediği bilinmektedir. Kazaen solunması veya kontamine balık veya hayvan dokusunun tüketilmesi, organoklorlu pestisitlerin yutulmasının en olası yoludur. Bir kişinin organoklor zehirlenmesi belirtileri olduğunu doğrulamak için kan veya idrar genellikle kimyasal bileşikleri test etmek için GC/MS kullanan bir üniversiteye veya devlet kurumuna gönderilir.
Zehirlenme belirtileri
Organoklorlu pestisit toksisitesinin uyarı işaretleri arasında nöbetler, halüsinasyonlar, öksürük, deri döküntüsü, kusma, karın ağrısı, baş ağrıları, kafa karışıklığı ve muhtemelen solunum yoluMatthew Wong, PhD, PhD ve Beth Israel Deaconess Tıp Merkezi, Medscape'e göre yetersizlik. Bu pestisitlerin birçoğunun ABD ve Avrupa'da yasakları olmasına rağmen, bunların dünyanın diğer yerlerinde kullanımları ve ABD ve Avrupa'nın bazı bölgelerinde depolanmaları, organoklor zehirlenmesinin hala mümkün olduğu durumlar yaratmaktadır.
Organoklorlu pestisitler, hem etkili hem de dünya çapında önemli risk taşıyan çok sayıda kalıcı kimyasal içerir.
Halojenli organik bileşikler halojenli olmayanlara kıyasla doğada nispeten nadir olsa da, bu tür birçok bileşik doğal kaynaklardan, bakterilerden insanlara kadar izole edilmiştir. Alkaloidler, terpenler, amino asitler, flavonoidler, steroidler ve yağ asitleri dahil olmak üzere hemen hemen her biyomolekül sınıfında bulunan doğal klor bileşiklerinin örnekleri vardır.
Dioksinler de dahil olmak üzere organoklorürler, orman yangınlarının yüksek sıcaklıktaki ortamında oluşur ve dioksinler, sentetik dioksinlerden önce gelen yıldırım yangınlarının korunmuş küllerinde bulunmuştur. Ek olarak, diklorometan, kloroform ve karbon tetraklorür dahil olmak üzere çeşitli basit klorlu hidrokarbonlar deniz yosunundan izole edilmiştir.
Çevredeki klorometanın çoğu biyolojik bozunma, orman yangınları ve volkanlar tarafından doğal olarak üretilir. Ağaç kurbağalarından izole edilen bir alkaloid olan doğal organoklorlu epibatidin, güçlü bir analjezik etkiye sahiptir veyeni ağrı kesici ilaçlarla ilgili araştırmaları teşvik eder.
Dioksinler
Bazı organoklor bileşikleri, insanlar da dahil olmak üzere bitkiler veya hayvanlar için oldukça zehirlidir. Organik madde klor varlığında yakıldığında oluşan dioksinler ve DDT gibi bazı insektisitler, çevresel tehlikeler oluşturan kalıcı organik kirleticilerdir. Örneğin, yirminci yüzyılın ortalarında hayvanlarda biriken DDT'nin aşırı kullanımı, bazı kuşların popülasyonlarında ciddi bir düşüşe neden oldu. Klorlu solventler, yanlış kullanılırsa ve atılırsa yer altı suyu kirliliği sorunları yaratır.
Fosgen gibi bazı organoklorürler, kimyasal savaş ajanları olarak bile kullanılmıştır. DDT gibi yapay olarak oluşturulmuş ve toksik organoklorürlerin bazıları, her maruziyette vücutta birikecek ve sonunda vücut onları parçalayamayacağı veya onlardan kurtulamayacağı için ölümcül miktarlara yol açacaktır. Ancak organik bir bileşikte klor bulunması hiçbir şekilde toksisiteyi garanti etmez. Birçok organoklorlu bileşik, gıda ve ilaç kullanımı için yeterince güvenlidir.
Örneğin, bezelye ve fasulye, doğal klorlu bitki hormonu 4-klorindol-3-asetik asit (4-Cl-IAA) içerir ve tatlandırıcı sukraloz (Splenda) diyet ürünlerinde yaygın olarak kullanılır. 2004 itibariyle, en az 165antihistamin loratadin (Claritin), antidepresan sertralin (Zoloft), antiepileptik lamotrijin (lamiktal) ve inhalasyon anestezik izofluran dahil olmak üzere farmasötik olarak kullanım için organoklor bileşikleri.
Rachel Carson'ı Açma
Silent Spring (1962) ile Rachel Carson, halkın dikkatini organoklorin toksisitesi sorununa çekti. Pek çok ülke bu bileşiklerin bazı türlerinin kullanımını aşamalı olarak kaldırmış olsa da (Carson'ın çalışmasının bir sonucu olarak ABD'nin DDT'yi yasaklaması gibi), yıllar sonra da gezegendeki insanlarda ve memelilerde kalıcı organoklorürler potansiyel olarak zararlı seviyelerde gözlemlenmeye devam ediyor. üretme. Kullanımları sınırlandırılmıştır.
Organoklor bileşikleri (GOST'a göre) insanlar için tehlikeli maddeler listesine dahil edilmiştir.
