El cloroformo , [10] o triclorometano (a menudo abreviado como TCM ), es un organoclorado con la fórmula C H Cl 3 y un disolvente común . Es un líquido muy volátil, incoloro, denso y de olor fuerte producido a gran escala como precursor de refrigerantes y PTFE . [11] El cloroformo es un trihalometano que sirve como un poderoso anestésico general , euforizante , ansiolítico y sedante cuando se inhala o se ingiere; por esta razón, el cloroformo se utilizó como anestésico inhalatorio entre el siglo XIX y la primera mitad del siglo XX. [12] [13] Es miscible con muchos disolventes, pero es solo muy ligeramente soluble en agua (solo 8 g/L a 20 °C).
Estructura y nombre
La molécula adopta una geometría molecular tetraédrica con simetría C 3v . [14] La molécula de cloroformo puede verse como una molécula de metano con tres átomos de hidrógeno reemplazados por tres átomos de cloro, dejando un solo átomo de hidrógeno.
El nombre "cloroformo" es una combinación de tercloruro (cloruro terciario, un tricloruro) y formilo , un nombre obsoleto para el radical metililideno (CH) derivado del ácido fórmico .
Ocurrencia natural
El flujo global total de cloroformo a través del medio ambiente es de aproximadamente660 000 toneladas por año [15] , y aproximadamente el 90% de las emisiones son de origen natural. Muchos tipos de algas producen cloroformo, y se cree que los hongos producen cloroformo en el suelo [16] . También se cree que los procesos abióticos contribuyen a la producción natural de cloroformo en los suelos, aunque el mecanismo aún no está claro [17] .
El cloroformo fue sintetizado independientemente por varios investigadores alrededor de 1831 :
Moldenhawer, un farmacéutico alemán de Frankfurt an der Oder , parece haber producido cloroformo en 1830 mezclando cal clorada con etanol ; sin embargo, lo confundió con Chloräther (éter clórico, 1,2-dicloroetano ). [20] [21]
Samuel Guthrie , un médico estadounidense de Sackets Harbor, Nueva York , también parece haber producido cloroformo en 1831 al hacer reaccionar cal clorada con etanol, y observó sus propiedades anestésicas ; sin embargo, también creía que había preparado éter clórico. [22] [23] [24]
En 1834, el químico francés Jean-Baptiste Dumas determinó la fórmula empírica del cloroformo y la nombró: [28] " También parece que la sustancia que analicé tiene su fórmula: C2H2Cl6 " . (Por lo tanto, me parece que demuestra que la sustancia que analicé tiene como fórmula [empírica]: C2H2Cl6 ) . [Nota: Los coeficientes de su fórmula empírica deben reducirse a la mitad.] ... " Así es como me convertí en esta sustancia con el nombre 'cloroformo'". (Esto me hizo imponer el nombre "cloroformo" a esta sustancia [es decir, cloruro de formilo o cloruro de ácido fórmico].)
En 1835, Dumas preparó la sustancia mediante la escisión alcalina del ácido tricloroacético .
En 1842, Robert Mortimer Glover descubrió en Londres las propiedades anestésicas del cloroformo en animales de laboratorio. [29]
En 1847, el obstetra escocés James Y. Simpson fue el primero en demostrar las propiedades anestésicas del cloroformo en humanos, proporcionadas por el farmacéutico local William Flockhart de Duncan, Flockhart and company, [30] y ayudó a popularizar el fármaco para su uso en medicina. [31]
En la década de 1850, el cloroformo ya se producía con fines comerciales. En Gran Bretaña, en 1895 se producían unas 750.000 dosis semanales [32] mediante el procedimiento de Liebig, que mantuvo su importancia hasta la década de 1960. En la actualidad, el cloroformo, junto con el diclorometano , se prepara exclusivamente y en gran escala mediante la cloración del metano y el clorometano [11] .
Producción
Industrialmente, el cloroformo se produce calentando una mezcla de cloro y cloruro de metilo ( CH 3 Cl ) o metano ( CH 4 ). [11] A 400–500 °C, se produce la halogenación de radicales libres , convirtiendo estos precursores en compuestos progresivamente más clorados:
El cloroformo sufre una cloración adicional para producir tetracloruro de carbono ( CCl 4 ):
CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl
El resultado de este proceso es una mezcla de los cuatro clorometanos: clorometano , cloruro de metileno (diclorometano), triclorometano (cloroformo) y tetraclorometano (tetracloruro de carbono). Estos pueden luego separarse por destilación . [11]
En términos de escala, la reacción más importante del cloroformo es con fluoruro de hidrógeno para dar monoclorodifluorometano (HCFC-22), un precursor en la producción de politetrafluoroetileno ( teflón ) y otros fluoropolímeros: [11]
El hidrógeno unido al carbono en el cloroformo participa en la formación de enlaces de hidrógeno, [38] [39] lo que lo convierte en un buen disolvente para muchos materiales.
El cloroformo se utiliza como precursor para fabricar R-22 (clorodifluorometano). Esto se hace al reaccionar con una solución de ácido fluorhídrico (HF) que fluora la molécula de CHCl3 y libera ácido clorhídrico como subproducto. [42] Antes de que entrara en vigor el Protocolo de Montreal , la mayor parte del cloroformo producido en los Estados Unidos se utilizaba en la producción de clorodifluorometano . Sin embargo, su producción sigue siendo alta, ya que es un precursor clave del PTFE. [43]
Aunque el cloroformo tiene propiedades como un punto de ebullición bajo y un potencial de calentamiento global bajo de sólo 31 (en comparación con los 1760 del R-22), que son propiedades atractivas para un refrigerante, hay poca información que sugiera que se ha utilizado ampliamente como refrigerante en algún producto de consumo. [44]
Ácido de Lewis
En solventes como CCl4 y alcanos, el cloroformo se une mediante enlaces de hidrógeno a una variedad de bases de Lewis. El HCCl3 se clasifica como un ácido duro y el modelo ECW enumera sus parámetros de acidez como E A = 1,56 y C A = 0,44.
Las propiedades anestésicas del cloroformo se describieron por primera vez en 1842 en una tesis de Robert Mortimer Glover , que ganó la Medalla de Oro de la Sociedad Harveian de ese año. [48] [49] Glover también realizó experimentos prácticos con perros para probar sus teorías, refinó sus teorías y las presentó en su tesis doctoral en la Universidad de Edimburgo en el verano de 1847.
El obstetra escocés James Young Simpson fue uno de los obligados a leer la tesis, pero más tarde afirmó que nunca la había leído y que había llegado a sus propias conclusiones de forma independiente. [ cita requerida ] El 4 de noviembre de 1847, Simpson afirmó que había descubierto las propiedades anestésicas del cloroformo en humanos. Él y dos colegas se entretuvieron probando los efectos de varias sustancias y, de este modo, revelaron el potencial del cloroformo en los procedimientos médicos. [30]
Una ilustración que muestra a James Young Simpson y sus amigos encontrados inconscientes.
Unos días más tarde, durante un procedimiento dental en Edimburgo , Francis Brodie Imlach se convirtió en la primera persona en utilizar cloroformo en un paciente en un contexto clínico. [50]
En mayo de 1848, Robert Halliday Gunning hizo una presentación ante la Sociedad Médico-Quirúrgica de Edimburgo tras una serie de experimentos de laboratorio con conejos que confirmaron los hallazgos de Glover y también refutaron las afirmaciones de originalidad de Simpson. Los experimentos de laboratorio que demostraron los peligros del cloroformo fueron en gran medida ignorados. [51]
En 1848, Hannah Greener, una joven de 15 años a la que le estaban quitando una uña infectada del pie, murió después de que le administraran la anestesia. [55] Su autopsia, que estableció la causa de la muerte, fue realizada por John Fife con la ayuda de Robert Mortimer Glover . [29] Varios pacientes físicamente aptos murieron después de inhalarla. Sin embargo, en 1848, John Snow desarrolló un inhalador que regulaba la dosis y, de esta manera, redujo con éxito el número de muertes. [56]
Los opositores y partidarios del cloroformo no se ponían de acuerdo sobre si las complicaciones médicas se debían a trastornos respiratorios o si el cloroformo tenía un efecto específico sobre el corazón. Entre 1864 y 1910, numerosas comisiones en Gran Bretaña estudiaron el cloroformo pero no llegaron a ninguna conclusión clara. Fue recién en 1911 cuando Levy demostró en experimentos con animales que el cloroformo puede causar fibrilación ventricular. [ cita requerida ] A pesar de esto, entre 1865 y 1920, el cloroformo se utilizó en el 80 a 95% de todas las narcóticas realizadas en el Reino Unido y los países de habla alemana. En Alemania, Gurlt realizó encuestas exhaustivas sobre la tasa de mortalidad durante la anestesia entre 1890 y 1897. [ cita requerida ] Al mismo tiempo, en el Reino Unido, la revista médica The Lancet llevó a cabo una encuesta mediante cuestionario [57] y compiló un informe que detallaba numerosas reacciones adversas a los anestésicos, incluido el cloroformo. [58] En 1934, Killian reunió todas las estadísticas compiladas hasta entonces y encontró que las probabilidades de sufrir complicaciones fatales bajo éter estaban entre 1:14.000 y 1:28.000, mientras que con cloroformo las probabilidades estaban entre 1:3.000 y 1:6.000. [ cita requerida ] El auge de la anestesia con gas utilizando óxido nitroso , la mejora de los equipos para administrar anestésicos y el descubrimiento del hexobarbital en 1932 llevaron al declive gradual de la narcosis por cloroformo. [59]
El último uso anestésico del cloroformo en el mundo occidental data de 1987, cuando el último médico que lo utilizó se jubiló, unos 140 años después de su primer uso. [60]
Uso criminal
Los criminales han utilizado cloroformo para dejar inconscientes, aturdir o asesinar a sus víctimas. Joseph Harris fue acusado en 1894 de utilizar cloroformo para robar a personas. [61] El asesino en serie H. H. Holmes utilizó sobredosis de cloroformo para matar a sus víctimas femeninas. En septiembre de 1900, el cloroformo estuvo implicado en el asesinato del empresario estadounidense William Marsh Rice . El cloroformo fue considerado un factor en el presunto asesinato de una mujer en 1991, cuando fue asfixiada mientras dormía. [62] En 2002, Kacie Woody, de 13 años, fue sedada con cloroformo cuando fue secuestrada por David Fuller y durante el tiempo que la tuvo, antes de dispararle y matarla. [63] En un acuerdo de culpabilidad de 2007, un hombre confesó haber utilizado pistolas eléctricas y cloroformo para agredir sexualmente a menores. [64]
El uso de cloroformo como agente incapacitante se ha vuelto ampliamente reconocido, rayando en el cliché , a través de la adopción por parte de los autores de novelas policiales de tramas que involucran el uso de trapos empapados en cloroformo por parte de los criminales para dejar inconscientes a las víctimas. Sin embargo, es casi imposible incapacitar a alguien usando cloroformo de esta manera. [65] Se necesitan al menos cinco minutos de inhalación de cloroformo para dejar inconsciente a una persona. La mayoría de los casos criminales que involucran cloroformo implican la coadministración de otra droga, como alcohol o diazepam , o la complicidad de la víctima en su administración. Después de que una persona ha perdido el conocimiento debido a la inhalación de cloroformo, se debe administrar un volumen continuo y se debe sostener el mentón para evitar que la lengua obstruya las vías respiratorias, un procedimiento difícil, que generalmente requiere las habilidades de un anestesiólogo . En 1865, como resultado directo de la reputación criminal que había ganado el cloroformo, la revista médica The Lancet ofreció una "reputación científica permanente" a cualquiera que pudiera demostrar "insensibilidad instantánea", es decir, pérdida de conciencia, usando cloroformo. [66]
Seguridad
Exposición
El cloroformo se forma como subproducto de la cloración del agua , junto con una serie de otros subproductos de la desinfección , y por lo tanto suele estar presente en el agua corriente municipal y en las piscinas. Los rangos notificados varían considerablemente, pero generalmente están por debajo del estándar sanitario actual para trihalometanos totales (THM) de 100 μg/L. [67] Sin embargo, cuando se considera en combinación con otros trihalometanos que suelen estar presentes en el agua potable, la concentración de THM a menudo supera el límite de exposición recomendado. [68]
Si bien pocos estudios han evaluado los riesgos que plantea la exposición al cloroformo a través del agua potable de forma aislada de otros THM, muchos estudios han demostrado que la exposición a la categoría general de THM, incluido el cloroformo, está asociada con un mayor riesgo de cáncer de vejiga o del tracto gastrointestinal inferior. [69]
Históricamente, la exposición al cloroformo puede haber sido mayor, debido a su uso común como anestésico, como ingrediente en jarabes para la tos y como componente del humo del tabaco , donde el DDT se había utilizado anteriormente como fumigante . [70]
Farmacología
Los mamíferos absorben bien, metabolizan y eliminan rápidamente el cloroformo tras la exposición oral, por inhalación o por vía dérmica. Las salpicaduras accidentales en los ojos han provocado irritación. [19] La exposición dérmica prolongada puede provocar la aparición de llagas como resultado de la desgrasación . La eliminación se produce principalmente a través de los pulmones en forma de cloroformo y dióxido de carbono; menos del 1 % se excreta en la orina. [40]
El cloroformo se metaboliza en el hígado por las enzimas del citocromo P-450 , por oxidación a triclorometanol y por reducción al radical libre diclorometilo . Otros metabolitos del cloroformo incluyen ácido clorhídrico y diglutatiónil ditiocarbonato, siendo el dióxido de carbono el producto final predominante del metabolismo. [71]
Al igual que la mayoría de los demás anestésicos generales y fármacos sedantes-hipnóticos, el cloroformo es un modulador alostérico positivo en los receptores GABA A. [72] El cloroformo causa depresión del sistema nervioso central (SNC), produciendo finalmente un coma profundo y depresión del centro respiratorio. [71] Cuando se ingiere, el cloroformo causa síntomas similares a los que se observan después de la inhalación. La ingestión de 7,5 g (0,26 oz) ha provocado enfermedades graves. La dosis oral letal media en un adulto se estima en 45 g (1,6 oz). [19]
El uso anestésico del cloroformo se ha descontinuado, debido a que causó muertes por insuficiencia respiratoria y arritmias cardíacas. Después de la anestesia inducida con cloroformo, algunos pacientes sufrieron náuseas , vómitos , hipertermia , ictericia y coma debido a disfunción hepática . En la autopsia, se ha observado necrosis y degeneración hepática. [19] Se cree que la hepatotoxicidad y nefrotoxicidad del cloroformo se deben en gran medida al fosgeno , uno de sus metabolitos. [71]
Conversión a fosgeno
El cloroformo se convierte lentamente, en presencia de luz ultravioleta y aire, en un gas extremadamente venenoso, el fosgeno ( COCl 2 ), liberando HCl en el proceso. [73]
2 CHCl3 + O2 → 2 COCl2 + 2 HCl
Para evitar accidentes, el cloroformo comercial se estabiliza con etanol o amileno , pero las muestras que se han recuperado o secado ya no contienen ningún estabilizador. Se ha descubierto que el amileno es ineficaz y el fosgeno puede afectar a los analitos de las muestras, los lípidos y los ácidos nucleicos disueltos o extraídos con cloroformo. [74] Cuando se utiliza etanol como estabilizador del cloroformo, reacciona con el fosgeno (que es soluble en cloroformo) para formar el éster de carbonato de dietilo, relativamente inocuo:
2CH3CH2OH + COCl2 → CO3 ( CH2CH3 ) 2 + 2HCl
El fosgeno y el HCl se pueden eliminar del cloroformo lavándolos con soluciones acuosas saturadas de carbonato , como el bicarbonato de sodio . Este procedimiento es sencillo y da como resultado productos inofensivos. El fosgeno reacciona con el agua para formar dióxido de carbono y HCl, [75] y la sal de carbonato neutraliza el ácido resultante. [76]
Las muestras sospechosas pueden analizarse para detectar la presencia de fosgeno utilizando papel de filtro que, cuando se trata con 5 % de difenilamina , 5 % de dimetilaminobenzaldehído en etanol y luego se seca, se vuelve amarillo en presencia de vapor de fosgeno. [77] Existen varios reactivos colorimétricos y fluorométricos para el fosgeno, y también se puede cuantificar utilizando espectrometría de masas . [78]
CHCl3 medido por el Experimento Avanzado de Gases Atmosféricos Globales (AGAGE) en la atmósfera inferior ( troposfera ) en estaciones de todo el mundo. Las abundancias se expresan como fracciones molares medias mensuales libres de contaminación en partes por billón (ppt).
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Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Cloroformo .
Cloroformo, «el salvavidas molecular»: un artículo de la Universidad de Oxford que proporciona datos sobre el cloroformo.
Administración de cloroformo: un cortometraje sobre la aplicación de cloroformo como anestésico, filmado en la década de 1930
Documento de evaluación química internacional conciso 58
Resúmenes y evaluaciones del IARC: vol. 1 (1972), vol. 20 (1979), supl. 7 (1987), vol. 73 (1999)
