مركب الكلور العضوي ، الكلوروكربون أو الهيدروكربون المكلور ، هو مادة عضوية تحتوي على الأقل على ذرة كلور مرتبطة تساهميًا تؤثر على السلوك الكيميائي للجزيء. توفر فئة الكلورو ألكانات (الألكانات التي تحتوي على ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر تم استبدالها بالكلور) أمثلة عامة. يؤدي التنوع البنيوي الواسع والخصائص الكيميائية المختلفة للكلور العضوي إلى مجموعة واسعة من الأسماء والتطبيقات. تعتبر الكلوريدات العضوية من المواد المفيدة جدًا في العديد من التطبيقات ، لكن بعضها يمثل مشكلة بيئية خطيرة.
التأثير على العقارات
الكلور يغير الخصائص الفيزيائية للهيدروكربونات بعدة طرق. تميل المركبات إلى أن تكون أكثر كثافة من الماء بسبب ارتفاع الوزن الذري للكلور مقارنة بالهيدروجين. الكلوريد العضوي الأليفاتي عبارة عن عوامل مؤلكلة لأن الكلوريد هو المجموعة المتبقية.
تحديد مركبات الكلور العضوي
تم عزل العديد من هذه المركبات من المصادر الطبيعية ، من البكتيريا إلى البشر. توجد المركبات العضوية المكلورة في كل فئة تقريبًا من الجزيئات الحيوية ، بما في ذلك القلويات ، والتربينات ، والأحماض الأمينية ، والفلافونويد ، والمنشطات ، والأحماض الدهنية. تتشكل الكلوريدات العضوية ، بما في ذلك الديوكسينات ، في بيئة شديدة الحرارة من حرائق الغابات ، وقد تم العثور على الديوكسينات في الرماد المحفوظ من حرائق البرق التي سبقت الديوكسينات الاصطناعية.
بالإضافة إلى ذلك ، تم عزل العديد من الهيدروكربونات المكلورة البسيطة ، بما في ذلك ثنائي كلورو ميثان ، والكلوروفورم ، ورابع كلوريد الكربون ، من الأعشاب البحرية. يتكون معظم الكلوروميثان الموجود في البيئة بشكل طبيعي من خلال التحلل البيولوجي وحرائق الغابات والبراكين. المركبات العضوية الكلورية في الزيت معروفة أيضًا على نطاق واسع (وفقًا لـ GOST - R 52247-2004).
Epibatidine
إبيباتيدين عضوي طبيعي ، قلويد معزول من ضفادع الأشجار ، له تأثير مسكن قوي ويحفز البحث في مسكنات الألم الجديدة. تحصل الضفادع على مادة الإبيباتيدين من خلال طعامها ثم تعزله على جلدها. من المحتمل أن تكون الخنافس والنمل والعث والذباب مصادر الغذاء.
الكانات
يمكن معالجة الألكانات والأريلالكانات بالكلور في ظروف الجذور الحرة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك ، من الصعب التحكم في درجة الكلورة. يمكن تحضير كلوريدات الأريل بواسطة هالوجين فريدل كرافتس باستخدام الكلور ومحفز حمض لويس. طرق تحديد الكلور العضويوتشمل المركبات استخدام هذا المحفز. تم ذكر طرق أخرى أيضًا في المقالة.
تفاعل الهالوفورم باستخدام الكلور وهيدروكسيد الصوديوم قادر أيضًا على توليد هاليدات ألكيل من كيتونات الميثيل والمركبات ذات الصلة. تم إنتاج الكلوروفورم مسبقًا بهذه الطريقة.
يضيف الكلور الألكينات والألكينات إلى روابط متعددة ، مما يعطي مركبات ثنائي أو رباعي الكلور.
كلوريد الكيل
كلوريد الألكيل عبارة عن لبنات بناء متعددة الاستخدامات في الكيمياء العضوية. على الرغم من أن بروميدات الألكيل واليود أكثر تفاعلًا ، إلا أن كلوريد الألكيل أقل تكلفة ومتوفرًا بسهولة أكبر. تتعرض كلوريدات الألكيل للهجوم بسهولة بواسطة المحببات النووية.
تسخين هاليدات الألكيل بهيدروكسيد الصوديوم أو الماء يعطي الكحول. التفاعل مع الألكوكسيدات أو الأوكسيدات يعطي استرات في تخليق الأثير ويليامسون ؛ ردود الفعل مع thiols تعطي thioethers. تتفاعل كلوريد الألكيل بسهولة مع الأمينات لتكوين الأمينات المستبدلة. يتم استبدال كلوريدات الألكيل بهاليدات أكثر ليونة مثل يوديد في تفاعل فنكلستين.
يمكن أيضًا التفاعل مع الهاليدات الزائفة الأخرى مثل الأزيد والسيانيد والثيوسيانات. في حالة وجود قاعدة قوية ، تخضع كلوريدات الألكيل لعملية نزع الماء لتشكيل الألكينات أو الألكينات.
تتفاعل كلوريد الألكيل مع المغنيسيوم لتكوين كواشف غرينيارد ، وتحويل مركب محب للكهرباء إلى مركب نووي. يجمع تفاعل Wurtz بين هاليدات ألكيل مع الصوديوم بطريقة مختزلة.
التطبيق
أكبر تطبيقكيمياء الكلور العضوي هي إنتاج كلوريد الفينيل. بلغ الإنتاج السنوي في عام 1985 حوالي 13 مليار كيلوغرام ، تم تحويلها كلها تقريبًا إلى البولي فينيل كلوريد (PVC). تحديد مركبات الكلور العضوي (وفقًا لـ GOST) هي عملية لا يمكن إجراؤها بدون معدات قياسية خاصة.
معظم الهيدروكربونات المكلورة منخفضة الوزن الجزيئي مثل الكلوروفورم وثاني كلورو ميثان وثاني كلورو الإيثان وثلاثي كلورو الإيثان هي مذيبات مفيدة. تميل هذه المذيبات إلى أن تكون غير قطبية نسبيًا ؛ لذلك فهي غير قابلة للامتزاج بالماء وهي فعالة في التنظيف مثل إزالة الشحوم والتنظيف الجاف. ينطبق هذا التنقية أيضًا على طرق تحديد مركبات الكلور العضوي (الزيت والمواد الأخرى غنية جدًا بهذه المركبات).
الأهم هو ثنائي كلورو ميثان ، والذي يستخدم بشكل أساسي كمذيب. الكلوروميثان هو مقدمة للكلوروسيلانات والسيليكون. يعتبر الكلوروفورم مهمًا تاريخيًا ولكنه أصغر ، وهو أساسًا مقدمة لكلورو ثنائي فلورو الميثان (CHClF2) ورباعي فلورو الإيثين ، والذي يستخدم في تصنيع التفلون.
المجموعتان الرئيسيتان من المبيدات الحشرية العضوية الكلورية عبارة عن مواد مثل الـ دي.دي.تي ومحاليل الأليكليك الحلقية المكلورة. تختلف آلية عملها قليلاً عن المركبات العضوية الكلورية في الزيت.
مركبات تشبه DDT
تعمل المواد الشبيهة بالـ دي.دي.تي على الجهاز العصبي المحيطي. في قناة الصوديوم للمحور العصبي ، تمنع إغلاق البوابة بعد التنشيط وإزالة الاستقطاب.أغشية. تتسرب أيونات الصوديوم من خلال غشاء العصب وتخلق حالة سلبية مزعزعة للاستقرار مع زيادة استثارة الأعصاب. يتسبب هذا التسرب في إفرازات متكررة في الخلايا العصبية ، إما تلقائيًا أو بعد منبه واحد.
تشتمل المركبات الحلقية المكلورة على الألدرين ، والديلدرين ، والأندرين ، وسباعي الكلور ، والكلوردان ، والإندوسلفان. تؤدي مدة التعرض من 2 إلى 8 ساعات إلى انخفاض في نشاط الجهاز العصبي المركزي (CNS) ، يليه التهيج والرعشة ثم النوبات. آلية العمل هي ربط المبيدات الحشرية في موقع GABA في مركب كلوريد حامض غاما أمينوبوتيريك (GABA) ، والذي يمنع الكلوريد من دخول العصب.
تشمل الأمثلة الأخرى الديكوفول ، والميركس ، والكيبون ، وخماسي كلورو الفينول. يمكن أن تكون إما محبة للماء أو كارهة للماء ، اعتمادًا على هيكلها الجزيئي.
ثنائي الفينيل
كانت مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) تستخدم على نطاق واسع في العوازل الكهربائية وسوائل نقل الحرارة. تم إيقاف استخدامها بشكل عام بسبب مخاوف صحية. تم استبدال مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بإيثرات ثنائية الفينيل متعددة البروم (PBDEs) ، والتي تسبب مشاكل مماثلة في السمية والتراكم الأحيائي.
بعض أنواع مركبات الكلور العضوي شديدة السمية للنباتات أو الحيوانات ، بما في ذلك البشر. الديوكسينات ، الناتجة عن حرق المواد العضوية في وجود الكلور ، هي ملوثات عضوية ثابتة تشكل خطراً عند إطلاقها في البيئة ، كما تفعل بعض المبيدات الحشرية (مثلمثل DDT).
على سبيل المثال ، مادة الـ دي.دي.تي ، التي كانت تستخدم على نطاق واسع لمكافحة الحشرات في منتصف القرن العشرين ، تتراكم أيضًا في سلاسل الغذاء ، مثل مستقلباتها DDE و DDD ، وتسبب مشاكل في الجهاز التناسلي (على سبيل المثال ، ترقق قشر البيض) في بعض أنواع الطيور. حتى أن بعض المركبات من هذا النوع ، مثل خردل الكبريت وخردل النيتروجين واللويزيت ، تستخدم كأسلحة كيميائية بسبب سميتها.
التسمم بمركبات الكلور العضوي
ومع ذلك ، فإن وجود الكلور في مركب عضوي لا يوفر السمية. تعتبر بعض الكلوريدات العضوية آمنة بما يكفي للطعام وتعاطي المخدرات. على سبيل المثال ، البازلاء والفاصوليا تحتوي على الهرمون النباتي المكلور الطبيعي 4-كلوريندول -3-حمض الخليك ومُحلي السكرالوز (سبليندا) يستخدمان على نطاق واسع في المنتجات الغذائية.
اعتبارًا من عام 2004 ، تمت الموافقة على ما لا يقل عن 165 كلوريد عضوي في جميع أنحاء العالم لاستخدامها كأدوية ، بما في ذلك المضاد الحيوي الطبيعي فانكومايسين ، ومضادات الهيستامين لوراتادين (كلاريتين) ، ومضاد الاكتئاب سيرترالين (زولوفت) ، واموتريجين المضاد للصرع (لاميكتال) ، وأدوية الاستنشاق. مخدر isoflurane. من الضروري معرفة هذه المركبات لتحديد المركبات العضوية الكلورية في الزيت (وفقًا لـ GOST).
نتائج العلماء
جلبت راشيل كارسون سمية مبيدات الآفات لمادة الـ دي.دي.تي للجمهور في كتابها عام 1962 بعنوان الربيع الصامت. على الرغم من توقف العديد من البلدانلا يزال استخدام أنواع معينة من المركبات العضوية الكلورية ، مثل حظر الولايات المتحدة للـ دي.دي.تي ، والدي دي تي ، وثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ومخلفات الكلور العضوي الأخرى ، موجودًا في البشر والثدييات حول الكوكب ، بعد سنوات عديدة من تقييد الإنتاج والاستخدام.
في مناطق القطب الشمالي ، توجد مستويات عالية بشكل خاص في الثدييات البحرية. تتركز هذه المواد الكيميائية في الثدييات وتوجد حتى في حليب الثدي البشري. في بعض أنواع الثدييات البحرية ، وخاصة تلك التي تنتج لبنًا عالي الدسم ، تميل الذكور إلى أن تكون مستوياتها أعلى بكثير حيث تقلل الإناث التركيزات عن طريق نقل المواد إلى النسل من خلال الرضاعة. أيضًا ، يمكن العثور على هذه المواد في الزيت ، وهو أمر مهم يجب مراعاته عند تحديد مركبات الكلور العضوي في الزيت (وفقًا لـ GOST). يشير عادة إلى مبيدات الآفات ، على الرغم من أنه يمكن أن يشير أيضًا إلى أي مركب من هذا النوع.
يمكن تصنيف مبيدات الآفات الكلورية العضوية وفقًا لتركيبها الجزيئي. مبيدات الآفات السيكلوبنتاديين هي هياكل أليفاتية مشتقة من تفاعلات خماسي كلورو حلقي البنتادين ديلز-ألدر وتشمل الكلوردان ، نوناكلور ، سباعي الكلور ، إيبوكسيد سباعي الكلور ، الديلدرين ، الألدرين ، الأندرين ، الميركس ، والكيبون. الفئات الفرعية الأخرى من مبيدات الآفات العضوية الكلورية هي عائلة الـ دي.دي.تي وأيزومرات سداسي كلورو حلقي الهكسان. كل هذه المبيدات لها قابلية منخفضة للذوبان والتطاير ومقاومة لعمليات التدهور في البيئة. أدت سميتها واستمرارها في البيئة إلى ظهورهاالتقييد أو التعليق لمعظم الاستخدامات في الولايات المتحدة.
مبيدات
المبيدات العضوية الكلورية فعالة للغاية في قتل الآفات ، وخاصة الحشرات. لكن العديد من هذه المنتجات الكيميائية ينظر إليها بشكل سلبي من قبل النشطاء البيئيين والمستهلكين بسبب أحد مبيدات الآفات العضوية الكلورية المعروفة والمحظورة الآن: ثنائي كلورو ثنائي الفينيل ثلاثي إيثان ، المعروف باسم DDT.
مبيدات الآفات الكلورية العضوية هي مواد كيميائية تحتوي على الكربون والكلور والهيدروجين. كما أوضحت خدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية ، فإن روابط الكلور والكربون قوية بشكل خاص ، مما يمنع هذه المواد الكيميائية من التحلل أو الذوبان في الماء بسرعة. كما تجذب المادة الكيميائية الدهون وتتراكم في الأنسجة الدهنية للحيوانات التي تستهلكها.
طول العمر الكيميائي للمبيدات العضوية الكلورية هو أحد الأسباب التي تجعلها فعالة مثل المبيدات الحشرية ومن المحتمل أن تكون ضارة - يمكن أن تحمي المحاصيل لفترة طويلة ، ولكن يمكن أن تبقى أيضًا في جسم الحيوان.
إلى جانب الـ دي.دي.تي ، حظرت وكالة حماية البيئة الأمريكية استخدام المبيدات العضوية الكلورية الأخرى مثل الألدرين والديلدرين وسباعي الكلور والميركس والكلورديكون والكلوردان. وبالمثل ، حظرت أوروبا العديد من مبيدات الآفات الكلورية العضوية ، ولكن في كلتا المنطقتين ، لا تزال المواد الكيميائية الكلورية العضوية مكونات نشطة في عدد من منتجات مكافحة الآفات المنزلية والحدائق والبيئية.البيئة ، وفقًا لوكالة حماية البيئة. تحظى مبيدات الآفات الكلورية العضوية أيضًا بشعبية كبيرة في البلدان النامية حول العالم للاستخدام الزراعي.
سواء كنت تقوم بمسح الأراضي الزراعية للتأكد من أنها لا تزال مليئة بالمبيدات الحشرية العضوية الصيفية ، أو فحص المياه لمركبات الكلور العضوي ، فإن الاختبار هو أفضل طريقة لمعرفة ما إذا كانت هذه المواد الكيميائية بالقرب منك. يمكن استخدام طرق EPA 8250A و 8270B لاختبار هذه المواد الكيميائية. يمكن لجهاز 8250A اختبار النفايات والتربة والمياه ، بينما يستخدم الطراز 8270B كروماتوجرافيا الغاز / مقياس الطيف الكتلي (GC / MS).
على الرغم من أن مبيدات الآفات العضوية الكلورية معروفة بأنها تضر بقدرة بعض الطيور على وضع بيض صحي ، فمن المعروف أن هذه المواد الكيميائية تؤثر سلبًا على البشر الذين يستهلكون أو يستنشقون المبيدات. الاستنشاق أو الاستهلاك العرضي لأسماك أو أنسجة حيوانية ملوثة هو الطريق الأكثر احتمالاً لابتلاع مبيدات الآفات الكلورية العضوية. للتأكد من وجود علامات تسمم بالكلور العضوي على شخص ما ، يتم إرسال الدم أو البول عادةً إلى جامعة أو وكالة حكومية تستخدم GC / MS لاختبار المركبات الكيميائية.
علامات تسمم
تشمل العلامات التحذيرية لسمية مبيدات الآفات الكلورية العضوية النوبات ، والهلوسة ، والسعال ، والطفح الجلدي ، والقيء ، وآلام البطن ، والصداع ، والارتباك ، وربما الجهاز التنفسي.عدم كفاية وفقًا لماثيو وونج ، دكتوراه ، دكتوراه ، ومركز بيث إسرائيل ديكونيس الطبي ، ميدسكيب. على الرغم من وجود حظر على العديد من هذه المبيدات في الولايات المتحدة وأوروبا ، إلا أن استخدامها في أجزاء أخرى من العالم وتخزينها في أجزاء من الولايات المتحدة وأوروبا يخلق مواقف لا يزال فيها التسمم بالكلور العضوي ممكنًا.
تشتمل مبيدات الآفات الكلورية العضوية على عدد كبير من المواد الكيميائية الثابتة التي تعتبر فعالة وتنطوي على مخاطر كبيرة في جميع أنحاء العالم.
على الرغم من أن المركبات العضوية المهلجنة نادرة نسبيًا في الطبيعة مقارنة بالمركبات غير المهلجنة ، فقد تم عزل العديد من هذه المركبات من المصادر الطبيعية ، من البكتيريا إلى البشر. توجد أمثلة على مركبات الكلور الطبيعية الموجودة في كل فئة تقريبًا من الجزيئات الحيوية ، بما في ذلك القلويات ، والتربينات ، والأحماض الأمينية ، والفلافونويدات ، والمنشطات ، والأحماض الدهنية.
تتشكل الكلوريدات العضوية ، بما في ذلك الديوكسينات ، في بيئة شديدة الحرارة من حرائق الغابات ، وقد تم العثور على الديوكسينات في الرماد المحفوظ لحرائق البرق التي سبقت الديوكسينات الاصطناعية. بالإضافة إلى ذلك ، تم عزل العديد من الهيدروكربونات المكلورة البسيطة ، بما في ذلك ثنائي كلورو ميثان ، والكلوروفورم ، ورابع كلوريد الكربون ، من الأعشاب البحرية.
يتم إنتاج معظم الكلور ميثان في البيئة بشكل طبيعي عن طريق التحلل البيولوجي وحرائق الغابات والبراكين. إبيباتيدين عضوي طبيعي ، قلويد معزول من ضفادع الأشجار ، له تأثير مسكن قوي ويحفز البحث في مسكنات الألم الجديدة.
الديوكسينات
بعض أنواع مركبات الكلور العضوي شديدة السمية للنباتات أو الحيوانات ، بما في ذلك البشر. تتشكل الديوكسينات عند حرق مادة عضوية في وجود الكلور ، وبعض المبيدات الحشرية ، مثل الـ دي.دي.تي ، هي ملوثات عضوية ثابتة تشكل مخاطر بيئية. على سبيل المثال ، أدى الإفراط في استخدام الـ دي.دي.تي في منتصف القرن العشرين ، والذي تراكم في الحيوانات ، إلى انخفاض حاد في أعداد بعض الطيور. المذيبات المكلورة ، إذا أسيء التعامل معها والتخلص منها ، تخلق مشاكل تلوث المياه الجوفية.
تم استخدام بعض الكلوريدات العضوية ، مثل الفوسجين ، كعوامل حرب كيميائية. سوف تتراكم بعض الكلوريد العضوي المصطنع والسامة ، مثل الـ دي.دي.تي ، في الجسم مع كل تعرض ، مما يؤدي في النهاية إلى كميات مميتة لأن الجسم لا يستطيع تكسيرها أو التخلص منها. ومع ذلك ، فإن وجود الكلور في مركب عضوي لا يضمن بأي حال السمية. العديد من مركبات الكلور العضوي آمنة بدرجة كافية لاستخدام الغذاء والدواء.
على سبيل المثال ، تحتوي البازلاء والفاصوليا على هرمون نباتي مكلور طبيعي 4-كلوريندول -3-حمض أسيتيك (4-Cl-IAA) ومحليات السكرالوز (سبليندا) تستخدم على نطاق واسع في المنتجات الغذائية. اعتبارًا من عام 2004 ، 165 على الأقلمركبات الكلور العضوي للاستخدام كأدوية ، بما في ذلك مضادات الهيستامين لوراتادين (كلاريتين) ، ومضاد الاكتئاب سيرترالين (زولوفت) ، ومضاد الصرع لاموتريجين (لاميكتال) ، ومخدر الاستنشاق إيزوفلورين.
افتتاح راشيل كارسون
مع Silent Spring (1962) ، لفتت راشيل كارسون انتباه الجمهور إلى مشكلة سمية الكلور العضوي. في حين أن العديد من البلدان قد تخلصت تدريجياً من استخدام بعض أنواع هذه المركبات (مثل الحظر الأمريكي على الـ دي.دي.تي نتيجة لعمل كارسون) ، لا تزال الكلورات العضوية الثابتة تُلاحظ في البشر والثدييات حول الكوكب عند مستويات قد تكون ضارة بعد سنوات عديدة. إنتاج. تم تقييد استخدامها.
يتم تضمين مركبات الكلور العضوي (وفقًا لـ GOST) في قائمة المواد الخطرة على البشر.
