El hexaclorobutadieno (a menudo abreviado como "HCBD") Cl 2 C=C(Cl)C(Cl)=CCl 2 , es un líquido incoloro a temperatura ambiente que tiene un olor similar al de la trementina . Es un dieno alifático clorado con aplicaciones específicas, pero se utiliza más comúnmente como disolvente para otros compuestos que contienen cloro. [2] [3] Estructuralmente, tiene un núcleo de 1,3-butadieno , pero totalmente sustituido con átomos de cloro.
El hexaclorobutadieno se produce principalmente en plantas de cloración como subproducto de la producción de tetracloruro de carbono y tetracloroeteno . La cloración es una reacción en cadena por radicales que se produce cuando los hidrocarburos se exponen al gas cloro en condiciones pirolíticas. El hidrocarburo se clora y los clorocarbonos resultantes se descomponen. Este proceso es análogo a la combustión, pero con cloro en lugar de oxígeno. [2] [4]
El hexaclorobutadieno se produce como subproducto durante la cloración de derivados del butano en la producción de tetracloruro de carbono y tetracloroeteno. Estos dos productos se fabrican a una escala tan grande que, por lo general, se puede obtener suficiente HCBD para satisfacer la demanda industrial. Alternativamente, el hexaclorobutadieno se puede sintetizar directamente mediante la cloración del butano o del butadieno . [2] [3]
Los productos de las reacciones de cloriólisis dependen en gran medida de la temperatura y la presión bajo las que se produce la reacción. Por lo tanto, al ajustar estas condiciones de reacción en presencia de gas cloro, el hexaclorobutadieno puede clorarse aún más para dar tetracloroetileno , hexacloroetano , octaclorobuteno e incluso decaclorobutano. En general, aumentar el número de sustituyentes de cloro en un compuesto aumenta su toxicidad pero disminuye su combustibilidad. La cloración a través de la escisión del esqueleto de carbono es termodinámicamente preferida, mientras que los productos C 4 clorados se favorecen a temperaturas y presiones más bajas. Los tres productos de cloriólisis del hexaclorobutadieno se muestran en las reacciones a continuación. [3]
Una de las principales aplicaciones del hexaclorobutadieno es como disolvente del cloro, un buen ejemplo del aforismo común "lo similar disuelve a lo similar". La solubilidad molar del cloro en HCBD a 0 °C es de alrededor del 34% (2,17 mol/L). La solubilidad de otro disolvente de cloro, el tetracloruro de carbono, a 0 °C es de alrededor del 30% (3,11 mol/L). Un mol de C 4 Cl 6 puede disolver más cloro que un mol de CCl 4 , pero la diferencia de peso molecular entre los dos disolventes es tal que por litro de disolvente, se puede disolver más cloro en tetracloruro de carbono. A continuación se muestra la solubilidad molar del hexaclorobutadieno en comparación con el tetracloruro de carbono a varias temperaturas. [2] [4]
Al igual que el cloro, muchos otros compuestos que contienen cloro se pueden disolver fácilmente en una solución de hexaclorobutadieno. Como disolvente, no reacciona con los ácidos comunes y con determinadas bases no nucleófilas. Una aplicación ilustrativa del HCBD como disolvente es la cloración de tolueno catalizada por FeCl3 para dar pentaclorometilbenceno. En esta reacción se utiliza exclusivamente hexaclorobutadieno en lugar de tetracloruro de carbono porque el cloruro férrico (FeCl3 ) es insoluble en CCl4 . [ 5] [6]
Dada su afinidad por los compuestos clorados, el HCBD líquido se utiliza como depurador para eliminar contaminantes que contienen cloro de las corrientes de gas. Un ejemplo de esta aplicación es su uso en la producción de gas HCl , ya que los contaminantes primarios, especialmente el Cl 2 , son más solubles en hexaclorobutadieno que el cloruro de hidrógeno gaseoso. [2]
En la espectroscopia IR, el hexaclorobutadieno se utiliza ocasionalmente como agente de mulling para analizar las frecuencias de estiramiento de las bandas de estiramiento de CH. El agente de mulling habitual, Nujol , es un hidrocarburo y, por lo tanto, exhibe bandas de estiramiento de CH que pueden interferir con la señal de la muestra. Dado que el HCBD no contiene enlaces CH, se puede utilizar en su lugar para obtener esta parte del espectro IR. Desafortunadamente, algunos compuestos organometálicos reaccionan con el HCBD y, por lo tanto, se debe tener cuidado al seleccionarlo como agente de mulling para no destruir la muestra. [7]
El hexaclorobutadieno tiene otra aplicación, aunque algo anticuada, como alguicida en sistemas de refrigeración industriales. Aunque el HCBD es un potente herbicida, en los últimos años se ha desaconsejado esta aplicación en particular debido a la alta toxicidad del compuesto en bajas concentraciones. [2] [8] [9]
Se ha observado que el hexaclorobutadieno produce toxicidad sistémica tras la exposición por vía oral, inhalatoria y dérmica. Los efectos pueden incluir degeneración del hígado graso, nefritis necrosante epitelial, depresión del sistema nervioso central y cianosis. [10]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos [11] ha clasificado al hexaclorobutadieno como un posible carcinógeno humano del grupo C. La Conferencia Americana de Higienistas Gubernamentales e Industriales ha clasificado al hexaclorobutadieno como un carcinógeno animal confirmado A3 con relevancia desconocida para los humanos. [12] El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional ha establecido un límite de exposición recomendado de 0,02 ppm durante una jornada laboral de ocho horas. [13]