Dikloorietikkahappo

Dikloorietikkahappo eli DCA (C2H2Cl2O2) on karboksyylihappo ja etikkahapon kloorattu johdannainen. Ainetta käytetään pääasiassa orgaanisessa synteesissä. Aineesta käytetään myös nimiä bikloorietikkahappo, dikloorietaanihappo, DCA ja 2,2-dikloorietikkahappo.
Dikloorietikkahapon suolat ja esterit ovat diklooriasetaatteja.

Ominaisuudet
Dikloorietikkahappo on huoneenlämpötilassa väritöntä nestemäistä ainetta. Se sekoittuu täydellisesti veden lisäksi etanoliin ja dietyylieetteriin ja liukenee myös bentseeniin ja kloroformiin. Dikloorietikkahapon pKa-arvo on 1,48 eli happovakio Ka on 5,12·10-2. Se on siis huomattavasti voimakkaampi happona kuin etikkahappo tai kloorietikkahappo, mutta trikloorietikkahappoa heikompi. Hapon voimakkuuden kasvaminen kloorin määrän lisääntyessä johtuu elektronegatiivisen kloorin aiheuttamasta vaikutuksesta.

Dikloorietikkahappo ei hydrolysoidu vesiliuoksena yhtä helposti kuin kloorietikkahappo, mutta emäksen, esimerkiksi natriumhydroksidin avulla se voidaan hydrolysoida glyoksyylihapoksi. Klooriatomit voivat korvautua nukleofiilisella substituutioreaktiolla paremmilla nukleofiileillä.

CHCl2COOH + H2O →OCHCOOH + HCl

Valmistus
Dikloorihapon valmistamiseen on kehitetty useita eri synteesejä. Halvin menetelmä on dikloorietikkahappoa vastaavan happokloridin, diklooriasetyylikloridin hydrolyysi. Hyvin puhdasta tuotetta voidaan valmistaa myös pentakloorietaania tai tetrakloorietyleeniä hydrolysoimalla tai trikloorietikkahapon pelkistyksellä sähkökemiallisin menetelmin.
CHCl2COOCl + H2O → CHCl2COOH + HCl
Teollisesti yhdistettä tuotetaan myös klooraamalla etikkahappoa tai kloorietikkahappoa. Tällöin tuotteena muodostuu kloorietikkahapon, dikloorietikkahapon ja trikloorietikkahapon seos. Näiden kloorattujen etikkahappojen erottaminen toisistaan perinteisin tislausmenetelmin ei onnistu, koska yhdisteiden kiehumispisteet ovat liian lähellä toisiaan. Tislausta voidaan käyttää, jos kolonniin lisätään atseotrooppisen seoksen muodostavaa hiilivetyä, kuten bromibentseeniä, tai esteröimällä hapot metanolin tai etanolin kanssa. Näiden estereiden kiehumispisteet eroavat toisistaan riittävästi, jotta tislaus onnistuu.

Laboratorioissa dikloorietikkahappoa valmistetaan käsittelemällä kloraalihydraatin ja kalsiumkarbonaatin tai kalium- tai natriumsyanidin välisen reaktion tuotetta hapolla.

Dikloorietikkahappoa voi myös muodostua puhdistettaessa vettä klooraamalla.

Käyttö
Dikloorietikkahappoa käytetään orgaanisessa synteesissä valmistettaessa muun muassa glyoksyylihappoa, kloramfenikolia ja allantoiinia ja sulfonamidi-antibiootteja. Sitä käytetään myös desinfiointiaineena, koska se tappaa sieniä ja bakteereja.

Aineen metabolia ja käyttö lääkeaineena
Dikloorietikkahapon suoloja (DCA) on tutkittu lääkeaineina, koska ne estävät pyruvaattidehydrogenaasikinaasientsyymin toimintaa.
Ihmiselimistössä dikloorietikkahappo muuntuu glyoksyylihapoksi sytosolissa toimivan glutationi-S-transferaasientsyymin katalysoimana. Yhdistettä on käytetty adstringenttinä ja laktisen asidoosin, diabeteksen ja familiaalisen hyperkolesterolemian hoidossa. Laktisen asidoosin hoito perustuu yhdisteen kykyyn inhiboida pyruvaattidehydrogenaasikinaasientsyymiä, mikä johtaa pyruvaattikinaasientsyymin toiminnan aktivoitumiseen. Tästä käytöstä on kuitenkin luovuttu tehokkaampien lääkkeiden ja dikloorihapon neurotoksisuuden ja karsinogeenisuuden vuoksi.

Alustavat kokeet ovat osoittaneet DCA:n hidastavan syöpäsolujen kasvua eläinkokeissa ja in vitro-kokeissa. DCA:n tehosta syövän hoidossa ei toistaiseksi ole selvää tutkimusnäyttöä.

Myrkyllisyys
Dikloorietikkahappo on hyvin voimakkaasti syövyttävää ja aineen nieleminen tai ihokosketus voivat aiheuttaa vakaviakin syövytysvammoja. Aine ärsyttää hengitystietä aiheuttaen yskää ja vaikeutunutta hengitystä. Yhdiste on neurotoksista ja voi aiheuttaa neuropaattista kipua. Tiamiini pienentää dikloorietikkahapon neurotoksisuutta. Dikloorietikkahapon on todettu olevan syöpää aiheuttava eli karsinogeeninen aine.

Lähteet

Aiheesta muualla 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Dichloroacetate 
ChemBlink: Dichloroacetic acid 

54 Kemia
Karboksyylihapot
Klooriyhdisteet
Hermomyrkyt