O cloroformo ou triclorometano (abreviado TCM) é un composto orgánico coa fórmula e un solvente común. É un líquido denso, moi volátil, incoloro e de forte cheiro producido a grande escala como precursor de refrixerantes e PTFE (politetrafluoroetileno). O cloroformo é un trihalometano que funciona como un potente anestésico, euforizante, ansiolítico e sedante cando é inhalado ou inxerido. O cloroformo foi utilizado como anestésico en parte do século XIX e a primeira metade do século XX. É miscible en moitos solventes, mais só é lixeiramente soluble en auga (só 8 g/L a 20 °C).
Estrutura e nome A molécula adopta unha xeometría molecular tetraédrica con simetría C3v. A molécula de cloroformo pode considerarse unha molécula de metano con tres dos seus átomos de hidróxeno cambiados por tres átomos de cloro, que conserva o cuarto átomo de hidróxeno.
O nome "cloroformo" é un nome composto formado a partir de tercloruro (cloruro terciario, un tricloruro) e formilo, un nome obsoleto do radical metilideno (CH) derivado do ácido fórmico.
Distribución natural O fluxo global total de cloroformo no medio ambiente é de aproximadamente 660 000 toneladas por ano, e un 90 % das emisións son de orixe natural. Moitos tipos de algas producen cloroformo, e os fungos crese que producen cloroformo no solo. Tamén se cre que os procesos abióticos contribúen á produción natural de cloroforo no solo, pero o mecanismo aínda non está claro.
Como o cloroformo é un composto orgánico volátil, disípase rapidamente do solo e da superficie da auga e sofre unha degradación no aire producindo fósxeno, diclorometano, cloruro de formilo, monóxido de carbono, dióxido de carbono e cloruro de hidróxeno. A súa vida media no aire oscila entre 55 e 620 días. A biodegradación na auga e o solo é lenta. O cloroformo non se bioacumula significativamente en organismos acuáticos.
Historia O cloroformo foi sintetizado independentemente por varios investigadores contra o ano 1831: Moldenhawer, un farmacéutico alemán de Frankfurt an der Oder, parece que conseguira producir cloroformo en 1830 ao mesturar cal clorado con etanol; porén, confundiuno con Chloräther (éter clórico, 1,2-dicloroetano). Samuel Guthrie, un médico estadounidense de Sackets Harbor, Nova York, tamén parece que producir cloroformo en 1831 facendo reaccionar cal clorado con etanol, e decatouse das súas propiedades anestésicas, pero tamén pensaba que preparara éter clórico. Justus von Liebig levou a cabo a clivaxe alcalina do cloral. Liebig afirmou incorrectamente que a fórmula empírica do cloroformo era e nomeouno como "Chlorkohlenstoff" ("cloruro de carbono").Nas páxinas 259–265 Liebig describe o Chlorkohlenstoff ("cloruro de carbono", cloroformo), pero na páxina 264, afirma incorrectamente que a fórmula empírica do cloroformo é C2Cl5. Eugène Soubeiran obtivo o composto pola acción da lixivia de cloro sobre o etanol e a acetona.Reimpreso en Reimpreso en
En 1834 o químico francés Jean-Baptiste Dumas determinou a fórmula empírica do cloroformo e deulle nome: "Así, paréceme que a substancia que analicei … ten a fórmula: C2H2Cl6.". [Nota: Os coeficientes desta fórmula empírica deberían dividirse por 2.] ... "Isto causou que lle puxese o nome "cloroformo" a esta substancia [é dicir, cloruro de formilo ou cloruro de ácido fórmico]."Reprinted in Na páxina 653, Dumas indica a fórmula empírica do cloroformo: "Es scheint mir also erweisen, dass die von mir analysirte Substance, … zur Formel hat: ." (Así, paréceme que a substancia que analicei … ten a fórmula: .) [Nota: Os coeficientes da súa fórmula empírica deberían dividirse por 2.] Dumas despois sinalou que a fórmula empírica simple do cloroformo lembra a do ácido fórmico. Ademais, se o cloroformo se ferve con hodróxido de potasio (KOH), un dos produtos é o formato potásico. Na páxina 654 Dumas nomea o cloroformo: "Diess hat mich veranlasst diese Substanz mit dem Namen 'Chloroform' zu belegen." (Isto causou que lle puxese a esta substancia o nome "cloroformo" [é dicir, cloruro de formilo ou cloruro de ácido fórmico].) Reimpreso en
En 1835 Dumas preparou a substancia por clivaxe alcalina de ácido tricloroacético.
En 1842 Robert Mortimer Glover en Londres descubriu as cualidades anestésicas do cloroformo en animais de laboratorio.
En 1847 o obstetra escocés James Y. Simpson foi o primeiro en demostrar as propiedades anestésicas do cloroformo en humanos, proporcionado polo farmacéutico local William Flockhart de Duncan, Flockhart e compañía, e axudou a popularizalo para o seu uso en medicina.
Na década de 1850 o cloroformo producíase xa comercialmente. Nas Illas Británicas producíanse unhas 750 000 doses por semana en 1895, usando o procedemento de Liebig, que seguiu sendo importante ata a década de 1960. Hoxe, o cloroformo (xunto co diclorometano) prepárase exclusivamente e a escala masiva pola cloración de metano e clorometano.
Produción Industrialmente, o cloroformo prodúcese quentando unha mestura de cloro e cloruro de metilo () ou ben de metano (). A 400–500 °C, ocorre unha haloxenación de radicais libres, convertendo estes precursores en compostos progresivamente máis clorados:
O cloroformo sofre unha cloración adicional rendendo tetracloruro de carbono ():
O resultado deste proceso é unha mestura de catro clorometanos, que son: clorometano, cloruro de metileno (diclorometano), triclorometano (cloroformo) e tetraclorometano (tetracloruro de carbono). Estes poden separarse por destilación.
O cloroformo pode tamén producirse a pequena escala por medio dunha reacción de haloforma entre a acetona e o hipoclorito de sodio:
Deuterocloroformo
O cloroformo deuterado é un isotopólogo do cloroformo cun só átomo de deuterio. O é un solvente común usado en espectroscopia NMR. O deuterocloroformo prodúcese pola reacción da hexacloroacetona con auga pesada. O proceso da haloforma está agora obsoleto para a produción de cloroformo ordinario. O deuterocloroformo pode tamén prepararse facendo reaccionar deuteróxido de sodio con hidrato de cloral.
Formación inadvertida de cloroforomo A reacción de haloforma pode tamén ocorrer inadvertidamente en ambientes domésticos. Limpar ou remollar en lixivia con hipoclorito xera compostos haloxenados en reaccións colaterais; o cloroforomo é o principal subproduto. A solución de hipoclorito de sodio (lixivia de cloro) mesturada con líquidos comúns nas casas como acetona, metil etil cetona, etanol ou alcohol isopropílico pode producir algo de cloroformo, ademais doutros compostos, como cloroacetona ou dicloroacetona.
Usos A grande escala, a reacción máis importante do cloroformo é co fluoruro de hidróxeno para dar monoclorodifluorometano (HCFC-22), un precursor na produción de politetrafluoroetileno (Teflón) e outros fluoropolímeros:
A reacción realízase en presenza dunha cantidade catalítica de haluros de antimonio mesturados. O clorodifluorometano é despois convertido a tetrafluoroetileno, o precursor principal do Teflón.
Solvente
O hidróxeno unido ao carbono na molécula de cloroforomo participa na formación de enlaces de hidróxeno, o que fai que sexa un bo solvente para moitos materiais.
En todo o mundo o cloroformo utilízase en formulacións de pesticidas, como solvente para lípidos, goma, alcaloides, ceras, gutapercha, e resinas, como axente limpador, como fumigante de grans de cereais, en extintores de lume, e na industria do caucho. O é un solvente común usado na espectroscopia NMR.
Refrixerante O cloroformo utilízase como precursor para facer R-22 (clorodifluorometano). Isto faise ao facelo reaccionar cunha solución de ácido fluorhídrico (HF) que fluorura a molécula de e libera ácido clorhídrico como subproduto. Antes de que entrase en vigor o Protocolo de Montreal, a maioría do cloroformo producido en países como os Estados Unidos usábase na produción de clorodifluorometano. Porén, a súa produción permanece alta, xa que é un precursor clave do PTFE (politetrafluoroetileno).
Aínda que o cloroformo ten propiedades como o seu baixo punto de ebulición e un baixo potencial de quecemento global, que é de só 31 (comparado co 1760 do R-22), as cales son propiedades atractivas para un refrixerante, hai pouca información que suxira que teña un uso amplo como refrixerante nalgún produto de consumo.
Ácido de Lewis En solventes como e alcanos, o cloroforomo establece enlaces de hidróxeno con diversas bases de Lewis. O clasifícase como un ácido duro, e o modelo ECW sinala os seus parámetros de ácido como EA = 1,56 e CA = 0,44.
Reactivo Como reactivo, o cloroformo serve como fonte do intermediario do diclorocarbeno . Reacciona con hidróxido de sodio acuoso, xeralmente en presenza dun catalizador de transferencia de fase, para producir diclorocarbeno, . Este reactivo efectúa a ortoformilación de aneis aomáticos activados, como os fenois, producindo aril aldehidos nunha reacción coñecida como reacción de Reimer–Tiemann. Alternativamente, o carbeno pode ser atrapado por un alqueno para formar un derivado do ciclopropano. Na adición de Kharasch o cloroformo forma o radical libre , que se engade a alquenos.
Anestésico miniatura|Botellas antigas de cloroformo. As cualidades anestésicas do cloroforomo foron descritas por primeira ve en 1842 nunha tese de Robert Mortimer Glover, que gañou a medalla de ouro da Sociedade Harveyana dese ano. Glover tamén realizou experimentos con cans para probar as súas teorías, refinándoas, e presentádoas na súa tese de doutoramento na Universidade de Edinburgo no verán de 1847.
O obstetra escocés James Young Simpson foi unha das persoas ás que se lle pediu ler a mencionada tese, pero posteriormente dixo que nunca a lera e que chegara ás súas propias conclusións independentemente. O 4 de novembro de 1847, Simpson afirmou que descubrira as cualidades anestésicas do cloroformo en humanos. El e dous colegas entretivéronse probando os efectos de varias substancias e así revelaron o potencial que tiña o cloroforomo en procedementos médicos. miniatura|Unha ilustración na que se representa a James Young Simpson e os seus amigos en estado de inconsciencia. Uns poucos días despois, durante un procedemento odontolóxico en Edinburgo, Francis Brodie Imlach foi a primeira persoa que usou o cloroformo cun paciente nun contexto clínico.
En maio de 1848, Robert Halliday Gunning fixo unha presentción na Sociedade Médico-Cirúrxica de Edinburgo despois dunha serie de experimentos de laboratorio con coellos que confirmaron os descubrimentos de Glover e tamén refutou as pretensións de Simpson de orixinalidade. Os experimentos de laboratorio que probaron os perigos do cloroformo foron en gran medida ignorados.
O uso do cloroforomo durante as operacións cirúrxicas estendeuse rapidamente en Europa; por exemplo na década de 1850 o cloroformo foi usado polo médico John Snow durante os nacementos dos dous últimos fillos da raíña Vitoria, Leopoldo e Beatriz. Nos Estados Unidos o cloroforomo empezou a substituír o éter como anestésico a principios do século XX; e foi sendo abandonado en favor do éter ao descubrirse a súa toxicidade, especialmente a súa tendencia a causar arritmias cardíacas mortais análogas ao que hoxe se denomina "morte súbita do inhalante". Algunhas persoas usaban o cloroformo como unha droga recreativa ou para intentar suicidarse. Un posible mecanismo de acción do coloroformo é que incrementa o movemento de ións potasio a través de certos tipos de canles de potasio en neuronas. O cloroformo podía tamén ser mesturado con outros axentes anestésicos como o éter para facer unha mestura C.E. (cloroformo-éter), ou con éter e alcohol para facer unha mestura A.C.E. (alcohol-cloroformo-éter).