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 usa más comúnmente como solvente para otros compuestos que contienen cloro. [2] [3] Estructuralmente, tiene un núcleo de 1,3-butadieno , pero completamente sustituido con átomos de cloro.
El hexaclorobutadieno se produce principalmente en plantas de clorinolisis como subproducto en la producción de tetracloruro de carbono y tetracloroeteno . La clorinolisis es una reacción en cadena radicalaria que ocurre cuando los hidrocarburos se exponen al cloro gaseoso 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 clorinolisis de derivados de butano en la producción de tetracloruro de carbono y tetracloroeteno. Estos dos productos se fabrican a tan gran escala que generalmente se puede obtener suficiente HCBD para satisfacer la demanda industrial. Alternativamente, el hexaclorobutadieno se puede sintetizar directamente mediante la cloración de butano o butadieno . [2] [3]
Los productos de las reacciones de clorinolisis dependen en gran medida tanto de la temperatura como de la presión bajo la cual ocurre la reacción. Así, ajustando estas condiciones de reacción en presencia de cloro gaseoso, 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. Termodinámicamente se prefiere la cloración mediante escisión del esqueleto de carbono, mientras que los productos clorados C 4 se prefieren a temperaturas y presiones más bajas. Los tres productos de clorinolisis del hexaclorobutadieno se muestran en las reacciones siguientes. [3]
Una de las principales aplicaciones del hexaclorobutadieno es como disolvente del cloro, un buen ejemplo del aforismo común "lo similar disuelve 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 clorado, el tetracloruro de carbono, a 0 °C es aproximadamente 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 diversas 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 ácidos comunes y bases no nucleofílicas seleccionadas. Una aplicación ilustrativa del HCBD como disolvente es la cloración de tolueno catalizada por FeCl 3 para dar pentaclorometilbenceno. En esta reacción se utiliza hexaclorobutadieno exclusivamente sobre tetracloruro de carbono porque el cloruro férrico (FeCl 3 ) es insoluble en CCl 4 . [5] [6]
Dada su afinidad por los compuestos clorados, el HCBD líquido se utiliza como depurador para eliminar los contaminantes que contienen cloro de las corrientes de gas. Un ejemplo de esta aplicación es su uso en la producción de HCl gaseoso, ya que los contaminantes primarios, especialmente Cl 2 , son más solubles en hexaclorobutadieno que el cloruro de hidrógeno gaseoso. [2]
En espectroscopia IR, ocasionalmente se utiliza hexaclorobutadieno como mezcla para analizar las frecuencias de estiramiento de las bandas de estiramiento de CH. El agente de reflexión habitual, Nujol , es un hidrocarburo y, por lo tanto, presenta 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 para obtener esta porción del espectro IR. Desafortunadamente, algunos compuestos organometálicos reaccionan con el HCBD y, por lo tanto, se debe tener cuidado al seleccionarlo como agente de mezcla para no destruir la muestra. [7]
El hexaclorobutadieno tiene otra aplicación, aunque algo anticuada, como algicida en sistemas de refrigeración industriales. Aunque el HCBD es un potente herbicida, en los últimos años se ha desaconsejado esta aplicación particular debido a la alta toxicidad del compuesto en bajas concentraciones. [2] [8] [9]
Se ha observado que el hexaclorobutadieno produce toxicidad sistémica después de la exposición por vía oral, inhalación y dérmica. Los efectos pueden incluir degeneración del hígado graso, nefritis necrotizante epitelial, depresión del sistema nervioso central y cianosis. [10]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos [11] ha clasificado al hexaclorobutadieno como posible carcinógeno humano del grupo C. La Conferencia Americana de Higienistas Gubernamentales e Industriales ha clasificado al hexaclorobutadieno como carcinógeno animal confirmado A3 con relevancia desconocida para los humanos. [12] El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional ha establecido un límite de exposición recomendado en 0,02 ppm durante una jornada laboral de ocho horas. [13]