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diclorometano

El diclorometano ( DCM , cloruro de metileno o bicloruro de metileno ) es un compuesto organoclorado con la fórmula CH 2 Cl 2 . Este líquido incoloro y volátil con un olor dulce parecido al cloroformo se usa ampliamente como solvente . Aunque no es miscible con agua, es ligeramente polar y miscible con muchos disolventes orgánicos . [12]

Ocurrencia

Las fuentes naturales de diclorometano incluyen fuentes oceánicas, macroalgas , humedales y volcanes. [13] Sin embargo, la mayor parte del diclorometano en el medio ambiente es el resultado de emisiones industriales. [13]

Producción

El DCM se produce tratando clorometano o metano con cloro gaseoso a 400-500 °C . A estas temperaturas, tanto el metano como el clorometano sufren una serie de reacciones que producen progresivamente más productos clorados. De esta manera, se estima que en 1993 se produjeron 400.000 toneladas en Estados Unidos, Europa y Japón. [12]

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl _ _ _ _
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl _ _
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl _ _ _
CHCl 3 + Cl 2 → CCl 4 + HCl

El resultado de estos procesos es una mezcla de clorometano, diclorometano, cloroformo y tetracloruro de carbono , así como cloruro de hidrógeno como subproducto. Estos compuestos se separan por destilación .

El DCM fue preparado por primera vez en 1839 por el químico francés Henri Victor Regnault (1810-1878), quien lo aisló de una mezcla de clorometano y cloro que había sido expuesta a la luz solar . [14]

Usos

La volatilidad y la capacidad del DCM para disolver una amplia gama de compuestos orgánicos lo convierten en un disolvente útil para muchos procesos químicos. [12] En la industria alimentaria , se utiliza para descafeinar café y té , así como para preparar extractos de lúpulo y otros aromas . [15] [16] Su volatilidad ha llevado a su uso como propulsor de aerosoles y como agente espumante para espumas de poliuretano .

Enlaces de hidrógeno

El cloruro de metileno es un ácido de Lewis que puede formar enlaces de hidrógeno con donantes de electrones. Está clasificado como ácido duro y está incluido en el modelo ECW . Es un disolvente que se ha utilizado en muchos estudios termodinámicos del enlace donante-aceptor. Se han informado las correcciones de los enlaces de hidrógeno del donante del cloruro de metileno en estos estudios termodinámicos. [17] [18]

Usos especializados

Espectro de absorción de IR cercano de diclorometano que muestra complicados matices superpuestos de características de absorción de IR medio.

El bajo punto de ebullición del compuesto químico le permite funcionar en un motor térmico que puede extraer energía mecánica de pequeñas diferencias de temperatura. Un ejemplo de motor térmico DCM es el pájaro bebedor . El juguete funciona a temperatura ambiente. [19] También se utiliza como fluido en exhibidores de máquinas de discos y luces de burbujas navideñas que tienen un tubo burbujeante de color encima de una lámpara como fuente de calor y una pequeña cantidad de sal de roca para proporcionar masa térmica y un sitio de nucleación para el cambio de fase. solvente.

DCM suelda químicamente ciertos plásticos. Por ejemplo, se utiliza para sellar la carcasa de contadores eléctricos. A menudo se vende como componente principal de los adhesivos de soldadura de plástico , pero también lo utilizan ampliamente los aficionados a la construcción de modelos para unir componentes de plástico. Se le conoce comúnmente como "Di-clo".

Se utiliza en la industria de impresión de prendas de vestir para eliminar transferencias de prendas termoselladas.

DCM se utiliza en el campo de pruebas de materiales de la ingeniería civil ; específicamente se utiliza durante los ensayos de materiales bituminosos como disolvente para separar el aglutinante del agregado de un asfalto o macadán para permitir el ensayo de los materiales. [20]

Se ha descubierto que el extracto de diclorometano de Asparagopsis taxiformis , un alga marina forrajera para el ganado, reduce sus emisiones de metano en un 79%. [21]

Se utiliza como componente principal de varios decapantes de pinturas y lacas.

Reacciones químicas

El diclorometano se utiliza ampliamente como disolvente en parte porque es relativamente inerte. Sin embargo, participa en reacciones con ciertos nucleófilos fuertes. El terc-butillitio desprotona el DCM: [22]

H2CCl2 + RLi → HCCl2Li + RH

El metillitio reacciona con cloruro de metileno para dar clorocarbeno (CHCl).

El diclorometano reacciona con ciertas aminas a temperatura y presión ambiente. [23] Las aminas terciarias pueden reaccionar con DCM para formar sales cuaternarias de cloruro de clorometilo mediante la reacción de Menshutkin . [24] Las aminas secundarias pueden reaccionar con DCM para producir un equilibrio de cloruros de iminio y cloruros de clorometilo, que pueden reaccionar con un segundo equivalente de la amina secundaria para formar aminales . [25] Bajo mayor temperatura y presión, las piridinas , incluido el DMAP , pueden reaccionar con el DCM para formar dicloruros de metilen bispiridinio. [26] Además, HOBT y reactivos relacionados utilizados en el acoplamiento de péptidos pueden reaccionar con DCM en presencia de trietilamina , formando acetales . [27] Como el DCM es un disolvente común en los laboratorios de química orgánica, se deben tomar medidas para evitar su reacción con compuestos sensibles.

Toxicidad

Aunque el DCM es el menos tóxico de los clorohidrocarburos simples , presenta graves riesgos para la salud. Su alta volatilidad lo convierte en un peligro agudo por inhalación. [28] [29] También se puede absorber a través de la piel. [1] [30] Los síntomas de la sobreexposición aguda al diclorometano por inhalación incluyen dificultad para concentrarse, mareos , fatiga , náuseas , dolores de cabeza , entumecimiento, debilidad e irritación del tracto respiratorio superior y de los ojos . Las consecuencias más graves pueden incluir asfixia , pérdida del conocimiento , coma y muerte. [1] [30]

El cuerpo también metaboliza el DCM a monóxido de carbono, lo que puede provocar intoxicación por monóxido de carbono . [31] La exposición aguda por inhalación ha provocado neuropatía óptica [32] y hepatitis . [33] El contacto prolongado con la piel puede provocar que el DCM disuelva algunos de los tejidos grasos de la piel, lo que provoca irritación de la piel o quemaduras químicas . [34]

Puede ser cancerígeno , ya que se ha relacionado con el cáncer de pulmón , hígado y páncreas en animales de laboratorio. [35] Otros estudios en animales mostraron cáncer de mama y cáncer de glándulas salivales . Las investigaciones aún no están claras en cuanto a qué niveles pueden ser cancerígenos. [1] [30] El DCM atraviesa la placenta , pero no se ha demostrado la toxicidad fetal en mujeres expuestas a él durante el embarazo . [36] En experimentos con animales, fue fetotóxico en dosis que eran tóxicas para la madre, pero no se observaron efectos teratogénicos . [35]

En personas con problemas cardíacos preexistentes, la exposición al DCM puede causar ritmos cardíacos anormales y/o ataques cardíacos , a veces sin ningún otro síntoma de sobreexposición. [30] Las personas con problemas existentes de hígado , sistema nervioso o piel pueden empeorar después de la exposición al cloruro de metileno. [9]

Regulación

En muchos países, los productos que contienen DCM deben llevar etiquetas que adviertan sobre sus riesgos para la salud. La preocupación por sus efectos sobre la salud ha llevado a la búsqueda de alternativas en muchas de sus aplicaciones. [12] [37]

En la Unión Europea , el Comité Científico sobre Valores Límite de Exposición Ocupacional (SCOEL) recomienda un límite de exposición ocupacional para DCM de 100 ppm (promedio ponderado en el tiempo de 8 horas) y un límite de exposición a corto plazo de 200 ppm durante 15 minutos. período. [38] El Parlamento Europeo votó en 2009 a favor de prohibir el uso de DCM en decapantes de pintura para consumidores y muchos profesionales, [39] y la prohibición entró en vigor en diciembre de 2010. [40]

En febrero de 2013, la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. (OSHA) y el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional advirtieron que al menos 14 pintores de bañeras habían muerto desde el año 2000 por exposición al DCM. Estos trabajadores habían estado trabajando solos, en baños mal ventilados, con protección respiratoria inadecuada o nula y sin capacitación sobre los peligros del DCM. [9] [30] [41] Desde entonces, OSHA ha emitido una norma DCM. [42]

El 15 de marzo de 2019, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) emitió una norma final para prohibir la fabricación (incluidas la importación y exportación), el procesamiento y la distribución de DCM en todos los removedores de pintura para uso del consumidor, con vigencia de 180 días. Sin embargo, no afecta a otros productos que contienen DCM, incluidos muchos productos de consumo que no están destinados a la eliminación de pintura.

El 20 de abril de 2023, la EPA propuso una prohibición generalizada de la producción de DCM con algunas excepciones para usos militares e industriales. [43]

Efectos ambientales

Ozono

CH 2 Cl 2 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 .

El diclorometano no está clasificado como sustancia que agota la capa de ozono según el Protocolo de Montreal . [44] La Ley de Aire Limpio de EE. UU . no regula el diclorometano como agotador de la capa de ozono . [45] Investigaciones recientes muestran que el diclorometano y otras sustancias halogenadas de vida muy corta (VSLS), a pesar de su corta vida atmosférica de menos de 0,5 años, pueden contribuir al agotamiento del ozono estratosférico, particularmente si se emiten en regiones donde se produce un transporte rápido a la estratosfera. . [46] La abundancia atmosférica de diclorometano ha aumentado en los últimos años.

Las concentraciones de ozono medidas en latitudes medias desde el suelo hasta la estratosfera desde 1998 hasta 2016 han disminuido en 2,2 unidades Dobson , [47] poco menos del 1%. [48] ​​Las razones de esta disminución no están claras, pero una hipótesis no verificada es la presencia de sustancias de vida corta como el diclorometano en la atmósfera inferior. [49]

Ver también

Referencias

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enlaces externos

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