Los compuestos halocarbonados son compuestos químicos en los que uno o más átomos de carbono están unidos mediante enlaces covalentes con uno o más átomos de halógeno ( flúor , cloro , bromo o yodo - grupo 17 ) dando como resultado la formación de compuestos organofluorados , compuestos organoclorados , compuestos organobromados y compuestos organoyodados . Los halocarbonos de cloro son los más comunes y se denominan organoclorados . [1]
Muchos compuestos orgánicos sintéticos como los polímeros plásticos , y algunos naturales, contienen átomos de halógeno; se les conoce como compuestos halogenados u organohalogenados . Los organocloruros son los organohaluros más comúnmente utilizados industrialmente, aunque los otros organohaluros se usan comúnmente en síntesis orgánica. Excepto en casos extremadamente raros, los organohaluros no se producen biológicamente, pero muchos productos farmacéuticos son organohaluros. En particular, muchos productos farmacéuticos como Prozac tienen grupos trifluorometilo .
Para obtener información sobre la química de los haluros inorgánicos, consulte haluro .
Los halocarbonos generalmente se clasifican de la misma manera que los compuestos orgánicos de estructura similar que tienen átomos de hidrógeno que ocupan 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 a menudo se denominan " 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 hidrógenos por halógenos .
Algunos halocarbonos son producidos en cantidades masivas por microorganismos. Por ejemplo, se estima que los organismos marinos producen anualmente varios millones de toneladas de bromuro de metilo . La mayoría de los halocarbonos que se encuentran 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 enormemente ampliada. Un porcentaje sustancial de las drogas son halocarbonos.
Una gran cantidad de halocarbonos naturales, como la dioxina , se crean por el fuego de leña y la actividad volcánica . Una tercera fuente importante son las algas marinas, que producen varios compuestos clorados que contienen metano y etano . 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 en la naturaleza bromuros, yoduros y fluoruros. La 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 determinadas plantas. [3] [4] [5]
Los compuestos organoyodados, llamados yoduros orgánicos , son similares en estructura a 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 yoduro 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 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 almacene en coloide , pero no se libere al torrente sanguíneo. Este mecanismo se conoce como efecto Plummer .
Este tratamiento rara vez se utiliza hoy en día como terapia independiente a pesar de la rápida mejoría de los pacientes inmediatamente después de su administración. La principal desventaja del tratamiento con yoduro radica en el hecho de que se acumulan reservas excesivas de TH, lo que ralentiza el inicio de la acción de las tioamidas (bloqueadores de la síntesis de TH). Además, la funcionalidad de los yoduros disminuye después del período de tratamiento inicial. Un "escape del bloqueo" también es motivo de preocupación, ya que el exceso de TH almacenado 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 usos comunes de los halocarbonos han sido 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 estuvieran estrictamente regulados, el público en general encontraba a menudo 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 Freon -22 ( marca registrada de DuPont para 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 ).
También se han utilizado como disolventes los haloalquenos , entre ellos el percloroetileno (Perc, tetracloroeteno), muy extendido en la limpieza en seco, y el tricloroetileno (TCE, 1,1,2-tricloroeteno). Otros haloalquenos han sido componentes químicos de plásticos como el cloruro de polivinilo ("vinilo" o PVC, cloroeteno polimerizado) y el teflón ( marca registrada de DuPont para tetrafluoroeteno polimerizado, PTFE ).
Los haloaromáticos incluyen los antiguos Aroclors ( marca registrada de Monsanto Company para bifenilos policlorados , PCB), que alguna vez se usaron ampliamente en transformadores de potencia y condensadores y en masillas para edificios, los antiguos Halowaxes ( marca registrada de Union Carbide para naftalenos policlorados , PCN), que alguna vez se usaron para aislamiento eléctrico, y los clorobencenos y sus derivados, utilizados 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 de askarel (mezclados con PCB, que ya no se utilizan en la mayoría de los países) y materias primas químicas.
Algunos halocarbonos, incluidos los haluros ácidos como el cloruro de acetilo , son muy reactivos ; estos rara vez se encuentran fuera del procesamiento químico. Los usos generalizados de los halocarbonos a menudo se debieron a observaciones de que la mayoría de ellos eran más estables que otras sustancias. Pueden verse menos afectados por ácidos o álcalis; es posible que no se quemen tan fácilmente; no pueden ser atacados por bacterias o mohos ; o puede que no les afecte tanto la exposición al sol.
La estabilidad de los halocarbonos tendía a fomentar 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) padecían cloracné (Teleky 1927), y a finales de la década de 1930 se sabía que los trabajadores expuestos a Los PCN podrían morir a causa de enfermedades hepáticas (Flinn y Jarvik 1936) y el DDT mataría mosquitos y otros insectos (Müller 1948). En la década de 1950, se habían realizado varios informes e investigaciones sobre los 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 enfermedades hepáticas mortales en los animales y los rechazó por considerarlos "demasiado tóxicos para su uso en un submarino " (Owens v. Monsanto 2001). ).
En 1962, un libro de la bióloga estadounidense Rachel Carson (Carson 1962) inició 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 sueco Soren Jensen informó sobre residuos generalizados de PCB entre peces y 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 unos pocos años, se observó un agotamiento de la capa de ozono sobre la Antártida , lo que llevó a prohibiciones de la producción y el uso de clorofluorocarbonos en muchos países. En 2007, el Panel Intergubernamental sobre 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 y sin resolver sobre los posibles riesgos para la salud del tricloroetileno (TCE) y otros disolventes halocarbonados que se habían utilizado ampliamente para la limpieza industrial (Anderson v. Grace 1986) (Scott & Cogliano 2000) (Academias Nacionales de Ciencias de EE. UU. 2004) (Estados Unidos 2004). Más recientemente , el ácido perfluorooctanoico (PFOA), un precursor en el proceso de fabricación más común del teflón y también utilizado para fabricar recubrimientos 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 considerados entre los más inertes, también pueden presentar peligros.
Los halocarbonos, incluidos aquellos que podrían no ser peligrosos en sí mismos, pueden presentar problemas de eliminación de desechos . Debido a que no se degradan fácilmente en ambientes 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 y furanos halogenados . Se están investigando especies de Desulfitobacterium por su potencial en la biorremediación de compuestos orgánicos halogénicos. [8]
{{citation}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( enlace ), acordado entre las partes, revisado en Harr, J., Ed.; Asher, M., Ed. (1996), A Civil Action , Minneapolis, MN, EE. UU.: Sagebrush Education Resources{{citation}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{citation}}: Mantenimiento CS1: falta el editor de la ubicación ( 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}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
Medios relacionados con organohaluros en Wikimedia Commons