Los compuestos halocarbonados son compuestos químicos en los que uno o más átomos de carbono están unidos por enlaces covalentes con uno o más átomos de halógeno ( flúor , cloro , bromo o yodo – grupo 17 ) dando lugar a la formación de compuestos organofluorados , compuestos organoclorados , compuestos organobromados y compuestos organoyodados . Los halocarbonos de cloro son los más comunes y se denominan organocloruros . [1]
Muchos compuestos orgánicos sintéticos, como los polímeros plásticos , y algunos naturales, contienen átomos de halógeno; se conocen como compuestos halogenados u organohalógenos . Los organocloruros son los organohaluros más comunes utilizados industrialmente, aunque los demás organohaluros se utilizan comúnmente en la síntesis orgánica. Salvo casos extremadamente raros, los organohaluros no se producen biológicamente, pero muchos productos farmacéuticos son organohaluros. Cabe destacar que muchos productos farmacéuticos como el Prozac tienen grupos trifluorometilo .
Para obtener información sobre la química de haluros inorgánicos, consulte haluro .
Los halocarbonos se clasifican normalmente de la misma manera que los compuestos orgánicos de estructura similar que tienen átomos de hidrógeno ocupando los sitios moleculares de los átomos de halógeno en los halocarbonos. Entre las familias químicas se encuentran: [2]
Los átomos de halógeno en las moléculas de halocarbono se denominan a menudo " sustituyentes ", como si esos átomos hubieran sido sustituidos por átomos de hidrógeno . Sin embargo, los halocarbonos se preparan de muchas maneras que no implican la sustitución directa de halógenos por hidrógenos .
Los microorganismos producen unos pocos halocarbonos en cantidades masivas. Por ejemplo, se calcula que los organismos marinos producen varios millones de toneladas de bromuro de metilo al año. La mayoría de los halocarbonos que encontramos en la vida cotidiana (disolventes, medicamentos, plásticos) son artificiales. La primera síntesis de halocarbonos se logró a principios del siglo XIX. La producción comenzó a acelerarse cuando se descubrieron sus propiedades útiles como disolventes y anestésicos. El desarrollo de plásticos y elastómeros sintéticos ha llevado a una escala de producción mucho mayor. Un porcentaje sustancial de los medicamentos son halocarbonos.
Una gran cantidad de halocarbonos naturales, como la dioxina , se crean por el fuego de madera y la actividad volcánica . Una tercera fuente importante son las algas marinas, que producen varios compuestos que contienen metano y etano clorados . Se sabe que varios miles de halocarbonos complejos son producidos principalmente por especies marinas. Aunque los compuestos de cloro son la mayoría de los compuestos descubiertos, también se han encontrado bromuros, yoduros y fluoruros en la naturaleza. El púrpura de Tiro es un bromuro y lo producen ciertos caracoles marinos. La tiroxina es secretada por la glándula tiroides y es un yoduro. El fluoroacetato, altamente tóxico , es uno de los raros organofluoruros naturales y lo producen ciertas plantas. [3] [4] [5]
Los compuestos organoyodados, llamados yoduros orgánicos , tienen una estructura similar a la de los compuestos organoclorados y organobromados, pero el enlace CI es más débil. Se conocen muchos yoduros orgánicos, pero pocos son de gran importancia industrial. Los compuestos de yoduros se producen principalmente como suplementos nutricionales. [6]
Las hormonas tiroxina son esenciales para la salud humana, de ahí la utilidad de la sal yodada .
Se pueden utilizar seis mg de yoduro al día para tratar a pacientes con hipertiroidismo debido a su capacidad para inhibir el proceso de organificación en la síntesis de la hormona tiroidea, el llamado efecto Wolff-Chaikoff . Antes de 1940, los yoduros eran los agentes antitiroideos predominantes. En grandes dosis, los yoduros inhiben la proteólisis de la tiroglobulina , lo que permite que la TH se sintetice y se almacene en coloide , pero no se libere en el torrente sanguíneo. Este mecanismo se conoce como efecto Plummer .
Hoy en día, este tratamiento rara vez se utiliza como terapia independiente, a pesar de la rápida mejoría de los pacientes inmediatamente después de su administración. La principal desventaja del tratamiento con yodo radica en el hecho de que se acumulan reservas excesivas de TH, lo que retrasa el inicio de la acción de las tioamidas (bloqueadores de la síntesis de TH). Además, la funcionalidad de los yoduros se desvanece después del período de tratamiento inicial. El "escape del bloqueo" también es un problema, ya que la TH almacenada adicional puede aumentar tras la interrupción del tratamiento.
El primer halocarbono utilizado comercialmente fue la púrpura de Tiro , un organobromuro natural del caracol marino Murex brandaris .
Los halocarbonos se han utilizado habitualmente como disolventes , pesticidas , refrigerantes , aceites resistentes al fuego, ingredientes de elastómeros , adhesivos y selladores, revestimientos aislantes eléctricos, plastificantes y plásticos . Muchos halocarbonos tienen usos especializados en la industria. Un halocarbono, la sucralosa , es un edulcorante.
Antes de que se regularan estrictamente, el público en general solía encontrar haloalcanos como disolventes de pintura y limpieza, como el tricloroetano (1,1,1-tricloroetano) y el tetracloruro de carbono (tetraclorometano), pesticidas como el 1,2-dibromoetano (EDB, dibromuro de etileno) y refrigerantes como el Freón -22 ( marca registrada de DuPont para el clorodifluorometano ). Algunos haloalcanos todavía se utilizan ampliamente para la limpieza industrial, como el cloruro de metileno (diclorometano), y como refrigerantes, como el R-134a ( 1,1,1,2-tetrafluoroetano ).
Los haloalquenos también se han utilizado como disolventes , entre ellos el percloroetileno (Perc, tetracloroeteno), muy utilizado en la limpieza en seco, y el tricloroetileno (TCE, 1,1,2-tricloroeteno). Otros haloalquenos han sido componentes químicos básicos de plásticos como el cloruro de polivinilo ("vinilo" o PVC, cloroeteno polimerizado) y el teflón ( marca registrada de DuPont para el tetrafluoroeteno polimerizado, PTFE ).
Los haloaromáticos incluyen los antiguos Aroclors ( marca registrada de Monsanto Company para bifenilos policlorados , PCB), que en su día se usaban ampliamente en transformadores de potencia y condensadores y en masilla para construcción, los antiguos Halowaxes ( marca registrada de Union Carbide para naftalenos policlorados , PCN), que en su día se usaban para aislamiento eléctrico, y los clorobencenos y sus derivados, usados para desinfectantes , pesticidas como el dicloro-difenil-tricloroetano ( DDT , 1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano), herbicidas como el 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético), dieléctricos askarel (mezclados con PCB, que ya no se usan en la mayoría de los países) y materias primas químicas.
Algunos halocarbonos, incluidos los haluros de ácido como el cloruro de acetilo , son altamente reactivos ; rara vez se encuentran fuera del procesamiento químico. El uso generalizado de los halocarbonos se debió a menudo a la observación de que la mayoría de ellos eran más estables que otras sustancias. Pueden verse menos afectados por ácidos o álcalis; pueden no arder tan fácilmente; pueden no ser atacados por bacterias o mohos ; o pueden no verse tan afectados por la exposición al sol.
La estabilidad de los halocarbonos tendía a alentar la creencia de que eran en su mayoría inofensivos, aunque a mediados de la década de 1920 los médicos informaron que los trabajadores de la fabricación de naftaleno policlorado (PCN) sufrían de cloracné (Teleky 1927), y a fines de la década de 1930 se sabía que los trabajadores expuestos a los PCN podían morir de enfermedad hepática (Flinn y Jarvik 1936) y que el DDT mataría mosquitos y otros insectos (Müller 1948). En la década de 1950, había habido varios informes e investigaciones de peligros en el lugar de trabajo. En 1956, por ejemplo, después de probar aceites hidráulicos que contenían bifenilos policlorados (PCB) , la Marina de los EE. UU. descubrió que el contacto con la piel causaba una enfermedad hepática fatal en animales y los rechazó por ser "demasiado tóxicos para su uso en un submarino " (Owens v. Monsanto 2001).
En 1962, un libro de la bióloga estadounidense Rachel Carson (Carson 1962) desató una tormenta de preocupaciones sobre la contaminación ambiental , centrada primero en el DDT y otros pesticidas , algunos de ellos también halocarbonos. Estas preocupaciones se amplificaron cuando en 1966 el químico danés Soren Jensen informó de residuos generalizados de PCB entre los peces y las aves del Ártico y subártico (Jensen 1966). En 1974, el químico mexicano Mario Molina y el químico estadounidense Sherwood Rowland predijeron que los refrigerantes halocarbonados comunes , los clorofluorocarbonos (CFC), se acumularían en la atmósfera superior y destruirían el ozono protector (Molina y Rowland 1974). En pocos años, se observó un agotamiento del ozono sobre la Antártida , lo que llevó a prohibiciones de producción y uso de clorofluorocarbonos en muchos países. En 2007, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) dijo que los halocarbonos eran una causa directa del calentamiento global . [7]
Desde la década de 1970 ha habido controversias de larga data, sin resolver, sobre los posibles peligros para la salud del tricloroetileno (TCE) y otros solventes halocarbonados que se habían utilizado ampliamente para la limpieza industrial (Anderson v. Grace 1986) (Scott & Cogliano 2000) (US National Academies of Science 2004) (Estados Unidos 2004). Más recientemente, el ácido perfluorooctanoico (PFOA), un precursor en el proceso de fabricación más común para el teflón y también utilizado para hacer revestimientos para telas y envases de alimentos , se convirtió en una preocupación para la salud y el medio ambiente a partir de 2006 (Estados Unidos 2010), lo que sugiere que los halocarbonos, aunque se piensa que están entre los más inertes, también pueden presentar peligros.
Los halocarbonos, incluso aquellos que no son peligrosos en sí mismos, pueden presentar problemas de eliminación de desechos . Debido a que no se degradan fácilmente en entornos naturales, los halocarbonos tienden a acumularse. La incineración y los incendios accidentales pueden crear subproductos corrosivos como ácido clorhídrico y ácido fluorhídrico , y venenos como dioxinas halogenadas y furanos . Se están investigando especies de Desulfitobacterium por su potencial en la biorremediación de compuestos orgánicos halogenados. [8]
{{citation}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace ), resuelto entre las partes, revisado en Harr, J., Ed.; Asher, M., Ed. (1996), A Civil Action , Minneapolis, MN, EE. UU.: Sagebrush Education Resources{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{citation}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace ), citado en Chemical Industry Archives, Anniston Case Archivado el 18 de julio de 2005 en Wayback Machine , por Environmental Working Group, Washington, DC, 2002{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
Medios relacionados con los organohaluros en Wikimedia Commons