El cloroformo , o triclorometano ( a menudo abreviado como TCM ), es un compuesto orgánico con la fórmula CH Cl 3 y un disolvente común . Es un líquido denso, incoloro, muy volátil y de olor fuerte producido a gran escala como precursor de los refrigerantes y el PTFE . [11] El cloroformo es un trihalometano que actúa como un potente anestésico , eufórico , ansiolítico y sedante cuando se inhala o ingiere. El cloroformo se utilizó como anestésico entre el siglo XIX y la primera mitad del siglo XX. [12] [13] Es miscible con muchos disolventes, pero sólo es muy ligeramente soluble en agua (sólo 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 un acrónimo de tercloruro (cloruro terciario, un tricloruro) y formil , un nombre obsoleto para el radical metilideno (CH) derivado del ácido fórmico .
ocurrencia natural
El flujo global total de cloroformo a través del medio ambiente es de aproximadamente660 000 toneladas al año [15] y alrededor del 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 de forma independiente por varios investigadores c. 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 clorhídrico, 1,2-dicloroetano ). [20] [21]
Samuel Guthrie , un médico estadounidense de Sackets Harbor, Nueva York , también parece haber producido cloroformo en 1831 haciendo reaccionar cal clorada con etanol, y notó 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 lo llamó: [28] " Es scheint mir also erweisen, dass die von mir analysirte Substanz, … zur Formel hat: C 2 H 2 Cl 6 " . Me parece que demuestra que la sustancia que analicé... tiene como fórmula [empírica]: C 2 H 2 Cl 6 .). [Nota: Los coeficientes de su fórmula empírica deberían reducirse a la mitad.] ... " Diess hat mich veranlasst diese Substanz mit dem Namen 'Chloroform' zu belegen. " (Esto me llevó a imponer el nombre "cloroformo" a esta sustancia [ es decir, cloruro de formilo o cloruro de ácido fórmico].)
En 1835, Dumas preparó la sustancia mediante escisión alcalina del ácido tricloroacético .
En 1842, Robert Mortimer Glover descubrió en Londres las cualidades 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 se producía con fines comerciales. En Gran Bretaña, en 1895 se producían alrededor de 750.000 dosis por semana [32] utilizando el procedimiento de Liebig, que conservó su importancia hasta la década de 1960. Hoy en día, el cloroformo –junto con el diclorometano– se prepara exclusivamente y a gran escala mediante la cloración de metano y 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 ):
CHCl 3 + Cl 2 → CCl 4 + 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 los enlaces de hidrógeno, [38] [39], lo que lo convierte en un buen disolvente para muchos materiales.
El cloroformo se utiliza como precursor para producir R-22 (clorodifluorometano). Esto se hace haciéndolo reaccionar con una solución de ácido fluorhídrico (HF) que fluora la molécula de CHCl 3 y libera ácido clorhídrico como subproducto. [42] Antes de que se aplicara 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 elevada, ya que es un precursor clave del PTFE. [43]
Aunque el cloroformo tiene propiedades como un bajo punto de ebullición y un bajo potencial de calentamiento global 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 haya generalizado. utilizar como refrigerante en cualquier producto de consumo. [44]
ácido de lewis
En disolventes como CCl 4 y alcanos, el cloroformo forma enlaces de hidrógeno con una variedad de bases de Lewis. El HCCl 3 se clasifica como un ácido duro y el modelo ECW enumera sus parámetros ácidos como E A = 1,56 y C A = 0,44.
Las cualidades anestésicas del cloroformo fueron descritas por primera vez en 1842 en una tesis de Robert Mortimer Glover , que ganó la Medalla de Oro de la Sociedad Harveian ese año. [48] [49] Glover también llevó a cabo experimentos prácticos con perros para probar sus teorías, las perfeccionó 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 luego afirmó no haberla leído nunca y haber llegado a sus propias conclusiones de forma independiente. [ cita necesaria ] El 4 de noviembre de 1847, Simpson argumentó que había descubierto las cualidades anestésicas del cloroformo en humanos. Él y dos colegas se entretuvieron probando los efectos de diversas sustancias y así revelaron el potencial del cloroformo en procedimientos médicos. [30]
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]
El uso de cloroformo durante la cirugía se expandió rápidamente en Europa; por ejemplo, en la década de 1850 el médico John Snow utilizó cloroformo durante el nacimiento de los dos últimos hijos de la reina Victoria . [52] En los Estados Unidos, el cloroformo comenzó a reemplazar al éter como anestésico a principios del siglo XX; [ cita necesaria ] se abandonó en favor del éter al descubrirse su toxicidad, especialmente su tendencia a causar arritmias cardíacas fatales análogas a lo que ahora se denomina " muerte súbita del inhalador ". Algunas personas usaban cloroformo como droga recreativa o para intentar suicidarse. [53] Un posible mecanismo de acción del cloroformo es que aumenta el movimiento de los iones de potasio a través de ciertos tipos de canales de potasio en las células nerviosas . [54] El cloroformo también se podría mezclar con otros agentes anestésicos como el éter para hacer una mezcla CE, o éter y alcohol para hacer una mezcla ACE . [ cita necesaria ]
En 1848, Hannah Greener, una niña de 15 años a quien le estaban quitando una uña infectada, murió después de recibir anestesia. [55] Su autopsia que estableció la causa de la muerte fue realizada por John Fife con la asistencia de Robert Mortimer Glover . [29] Varios pacientes físicamente aptos murieron después de inhalarlo. Sin embargo, en 1848, John Snow desarrolló un inhalador que regulaba la dosis y redujo con éxito el número de muertes. [56]
Los oponentes y partidarios del cloroformo no estaban 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 conclusiones claras. No fue hasta 1911 que Levy demostró en experimentos con animales que el cloroformo puede provocar fibrilación ventricular. [ cita necesaria ] A pesar de esto, entre 1865 y 1920, el cloroformo se usó en entre el 80 y el 95% de todas las narcoses realizadas en el Reino Unido y los países de habla alemana. En Alemania, Gurlt realizó estudios exhaustivos sobre la tasa de mortalidad durante la anestesia entre 1890 y 1897. [ cita necesaria ] Al mismo tiempo, en el Reino Unido, la revista médica The Lancet llevó a cabo una encuesta por cuestionario [57] y compiló un informe que detalla numerosos reacciones adversas a los anestésicos, incluido el cloroformo. [58] En 1934, Killian reunió todas las estadísticas recopiladas hasta entonces y descubrió que las posibilidades de sufrir complicaciones fatales bajo el éter estaban entre 1:14.000 y 1:28.000, mientras que con cloroformo las posibilidades estaban entre 1:3.000 y 1:6.000. [ cita necesaria ] El aumento de la anestesia gaseosa con óxido nitroso , la mejora del equipo para administrar anestésicos y el descubrimiento del hexobarbital en 1932 llevaron a la disminución gradual de la narcosis con cloroformo. [59]
El último uso anestésico reportado del cloroformo en el mundo occidental data de 1987, cuando el último médico que lo usó se jubiló, aproximadamente 140 años después de su primer uso. [60]
uso criminal
Los delincuentes han utilizado el cloroformo para noquear, aturdir o incluso asesinar a sus víctimas. Joseph Harris fue acusado en 1894 de utilizar cloroformo para robar a la gente. [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 usado pistolas paralizantes y cloroformo para agredir sexualmente a menores. [64]
El uso del cloroformo como agente incapacitante se ha vuelto ampliamente reconocido, rayando en el cliché , a través de la adopción por parte de autores de ficción criminal de tramas que involucran el uso por parte de los delincuentes de trapos empapados en cloroformo para dejar a las víctimas inconscientes. Sin embargo, es casi imposible incapacitar a alguien que use cloroformo de esta manera. [65] Se necesitan al menos cinco minutos de inhalación de cloroformo para dejar a una persona inconsciente. La mayoría de los casos penales relacionados con el cloroformo implican la coadministración de otra droga, como alcohol o diazepam , o que la víctima sea cómplice de 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 la barbilla 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 adquirido el cloroformo, la revista médica The Lancet ofreció una "reputación científica permanente" a cualquiera que pudiera demostrar una "insensibilidad instantánea", es decir, pérdida del conocimiento, utilizando cloroformo. [66]
Seguridad
Exposición
El cloroformo se forma como subproducto de la cloración del agua , junto con una variedad de otros subproductos de la desinfección y, por lo tanto, suele estar presente en el agua del grifo municipal y en las piscinas. Los rangos informados varían considerablemente, pero generalmente están por debajo del estándar de salud actual para trihalometanos totales (THM) de 100 μg/L. [67] Sin embargo, cuando se consideran en combinación con otros trihalometanos frecuentemente presentes en el agua potable, la concentración de THM a menudo excede 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, se asocia con un mayor riesgo de cáncer de vejiga o de tubo digestivo bajo. tracto. [69]
Históricamente, la exposición al cloroformo bien pudo 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 anteriormente se había utilizado el DDT como fumigante . [70]
Farmacología
El cloroformo es bien absorbido, metabolizado y eliminado rápidamente por los mamíferos después de la exposición oral, inhalada o dérmica. Las salpicaduras accidentales en los ojos han causado irritación. [19] La exposición dérmica prolongada puede provocar el desarrollo de llagas como resultado de la eliminación de grasa . La eliminación se realiza 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 clorometanol y por reducción al radical libre diclorometilo . Otros metabolitos del cloroformo incluyen el ácido clorhídrico y el ditiocarbonato de diglutationilo, siendo el dióxido de carbono el producto final predominante del metabolismo. [71]
Como la mayoría de los demás anestésicos generales y sedantes-hipnóticos, el cloroformo es un modulador alostérico positivo en los receptores GABA A. [72] El cloroformo causa depresión del sistema nervioso central (SNC), lo que finalmente produce 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. Se han producido enfermedades graves tras la ingestión de 7,5 g (0,26 oz). La dosis oral letal media en un adulto se estima en 45 g (1,6 oz). [19]
El cloroformo ha inducido tumores de hígado en ratones y tumores de riñón en ratones y ratas. [19] Se cree que la hepatotoxicidad y nefrotoxicidad del cloroformo se debe 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, fosgeno ( COCl 2 ), liberando HCl en el proceso. [73]
2 CHCl 3 + O 2 → 2 COCl 2 + 2 HCl
Para evitar accidentes, el cloroformo comercial se estabiliza con etanol o amileno , pero las muestras que han sido recuperadas o secadas ya no contienen ningún estabilizador. Se ha descubierto que el amileno es ineficaz y el fosgeno puede afectar a los analitos de las muestras, lípidos y ácidos nucleicos disueltos o extraídos con cloroformo. [74] 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 carbonato neutraliza el ácido resultante. [76]
CHCl 3 medido por el Experimento Avanzado de Gases Atmosféricos Globales (AGAGE) en la atmósfera inferior ( tropósfera ) en estaciones de todo el mundo. Las abundancias se dan como fracciones molares medias mensuales libres de contaminación en partes por billón (ppt).
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"Diess hat mich veranlasst diese Substanz mit dem Namen 'Chloroform' zu belegen". (Esto me hizo darle a esta sustancia el nombre de "cloroformo" [es decir, cloruro de formilo o cloruro de ácido fórmico].)
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enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el cloroformo .
Cloroformo "The Molecular Lifesaver": un artículo de la Universidad de Oxford que proporciona datos sobre el cloroformo.
Administración de cloroformo: un cortometraje sobre la aplicación de cloroformo anestésico, filmado en la década de 1930
Documento conciso de evaluación internacional de sustancias químicas 58
Resúmenes y evaluaciones de la IARC: vol. 1 (1972), vol. 20 (1979), suplemento. 7 (1987), vol. 73 (1999)
