Organohlorid

**Organohlorid**, **hlorokarbon**  ili **hlorirani ugljikovodik** je organski spoj koji sadrži najmanje jedan kovalentno vezan atom hlora, koji utiče na hemijsko ponašanje molekula. Klasa **hloroalkani** (alkani s jednim ili više vodika supstituiranih hlorom) daje uobičajene primjere. Široka strukturna raznolikost i divergentna hemijska svojstva organohlorida dovode do širokog spektra imena i primjena. Organohloridi su vrlo korisni spojevi u mnogim primjenama, ali neki od njih oštećuju okoliš.

## Fizička i hemijska svojstva 
Hloriranje modifikuje fizička svojstva ugljikovodika na nekoliko načina. Spojevi su obično gušći od vode, zbog veće atomske težine hlora u odnosu na vodik. Alifatski organohloridi su alkilirajući agensi, jer je hlorid odlazeća grupa.

## Pojava u  prirodi
Mnogi organohlorni spojevi izolirani su iz prirodnih izvora, od bakterija do ljudi. Hlorirani organski spojevi nalaze se u skoro svakoj klasi biomolekula, uključujući alkaloide, terpene, aminokiseline, flavonoide, steroide i masne kiseline. Organohloridi, uključujući dioksine, proizvode se u okruženju visokih temperatura šumskih požara, a dioksini su pronađeni u očuvanom pepelu vatre zapaljene munjom koja prethodi sintetskim dioksinima. Pored toga, iz morskih algi izolirani su razni jednostavni hlorirani ugljikovodici, uključujući diklorometan, hloroform i ugljik-tetrahlorid. Većina hlorometana u okolini nastaje prirodnim putem: biološkim raspadanjem, šumskim požarima i vulkanima.

Prirodni organohlorid epibatidin, alkaloid izoliran iz šumskih žaba, ima snažne analgetske efekte i stimulira istraživanje novih lijekova protiv bolova. Međutim, zbog neprihvatljivog terapijskog indeksa, više se ne istražuje za potencijalnu terapijsku upotrebu.
Žabe dobijaju epibatidin hranom, a zatim ga izdvajaju na svojoj koži. Izvori prehrane vjerovatno su bube, mravi, grinje i muhe.

## Priprema 
### Od hlora 
Alkani i aril-alkani mogu se klorirati pod uslovima slobodnih radikala, sa UV svetlošću. Međutim, teško je kontrolirati opseg hloriranja. Aril-hloridi se mogu pripremiti Friedel-Craftsovom halogenizacijom, upotrebom hlora i katalizatora Lewisovih kiselina

Haloformna reakcija, koristeći hlor i natrij-hidroksid, također je u stanju da stvori alkilhalogenide iz metil-ketona i srodnih spojeva. Tako se ranije proizvodio hloroform.

Hlor dodaje višestruke veze i na alkene i alkine, dajući di- ili tetra-hloro spojeve.

### Reakcija sa hlorovodikom 
Alkeni reaguju sa hlorovodikom (HCl) dajući alkil-hloride. Naprimjer, industrijska proizvodnja hloroetana odvija se reakcijom etilena sa HCl:
:H2C=CH2 + HCl &rarr; CH3CH2Cl

U oksihloriranju, hlorovoduk umjesto skupljeg hlora za istu svrhu:
:CH2=CH2 + 2 HCl +  O2 → ClCH2CH2Cl + H2O.

Sekundarni i tercijarni alkoholi reagiraju sa hlorovodikom dajući odgovarajuće hloride. U laboratoriji, srodna reakcija koja uključuje cink-hlorid u koncentriranoj lorovodičnoj kiselini:
: {R-OH} + HCl ->[\ce{ZnCl2}][\Delta] \overset{alkil\ halid}{R-Cl} + H2O
Zvana Lucasov reagens, ova smeša je nekada korištena u kvantitativnoj organskoj analizi za klasifikaciju alkohola.

### Ostala sredstva za hloriranje 
Alkil-hloridi se najlakše pripremaju tretiranjem alkohola sa tionil-hloridom 
(SOCl2) ili fosfor-pentahloridom (PCl5), ali često i sa sulfuril-hloridom (SO2Cl2) i fosfor- trihloridom (PCl3):
:ROH + SOCl2 &rarr; RCl + SO2 + HCl
:3 ROH + PCl3 &rarr; 3 RCl + H3PO3
:ROH + PCl5 &rarr; RCl + POCl3 + HCl

U laboratoriji, posebno prikladan je tionil-hlorid, jer su nusproizvodi plinoviti. Alternativno, može se koristiti Appelova reakcija: 
:

## Reakcije
Alkil hloridi su svestrani građevni blokovi u organskoj hemiji. Iako su alkil bromidi i jodidi reaktivniji, alkil-hloridi imaju tendenciju da budu jeftiniji i dostupniji. Alkil-hloridi lahko podliježu napadu nukleofila.

Zagrijavanje alkil-halogenida sa natri-hidroksidom ili vodom daje alkohole. Reakcija sa alkoksidom ili aroksidom daje eter  u sintezi Williamsonovog etera; reakcija sa tiolima daje tioetere. Alkil-hloridi lahko reagiraju sa aminima  dajući supstituirane amine. Alkil-hloridi su supstituirani mekšim halogenidima kao što je jodid u Finkelsteinovoj reakciji. Moguće su i reakcije sa drugim pseudohalogenidima, kao što su azid, cijanid i tiocijanat. U prisustvu jake baze, alkil-hloridi se podvrgavaju dehidrohalogeniranju dajući alkene ili alkine.

Alkil-hloridi reagiraju sa magnezijem dajući Grignardov reagens, transformišući elektrofilni spoj u nukleofilni spoj. Wurtzova reakcija reduktivno spaja dva alkilhalogenida, da bi se povezala sa natrijem.

## Primjena 
### Vinil-hlorid 
Najšira primjena organohlorne hemije je proizvodnja vinilhlorida. Godišnja proizvodnja u 
1985 iznosila je oko 13 milijardi kilograma, od čega je gotovo sve pretvoreno u polivinilhlorid (PVC).

### Hlorometani 
Većina hloriranih ugljikovodika sa niskomolekulskom masom, kao što su hloroform, dihlorometan, dihloroeten i trihloroetan su korisna rastvarači. Ovi rastvarači imaju tendenciju da budu relativno nepolarni; stoga se ne mogu miješati s vodom i učinkoviti su u primjenama čišćenja kao što su odmašćivanje i hemijsko čišćenje. Godišnje se proizvede nekoliko milijardi kilograma hloriranog metana, uglavnom hloriranjem metana:
:CH4 + x Cl2 → CH4−xClx + x HCl

Najvažniji je dihlorometan, koji se uglavnom koristi kao rastvarač. Hlorometan je preteča hlorosilana i silikona. Historijski značajan, ali manjeg obima je hloroform, uglavnom prekursor hlorodifluorometana (CHClF2) i tetrafluoroetena,  koji se koristi u proizvodnji teflona.

### Pesticidi
Dvije glavne grupe organohlornih insekticida su spojevi tipa DDT i hlorirani aliciklični.
Njihov mehanizam djelovanja malo se razlikuje.
* Spojevi poput DDT-a djeluju na periferni nervni sistem. Na aksonu natrijevog kanala sprečavaju zatvaranje vrata nakon aktivacije i depolaritacija  membrane. Natrijevi ioni propuštaju se kroz nervnu membranu i stvaraju destabilizirajući negativni "naknadni potencijal" sa hiperekscitabilnošću živca. Ovo curenje uzrokuje ponovljena pražnjenja u neuronu ili spontano ili nakon jednog stimulusa.
*Hlorirani ciklodieni uključuju aldrin, dieldrin, endrin, heptahlor, klordan i endosulfan. Izloženost od 2 do 8 sati dovodi do depresivne aktivnosti centralnog nervnog sistema (CNS), praćene hiperekscitabilnošću, podrhtavanjem, a zatim i napadima. Mehanizam djelovanja je vezanje insekticida na GABAA mjestu u gama-aminobuternoj kiselini (GABA) hloridni jonoforni kompleks, koji inhibira protok hlorida u živac.

### Izolatori 
Polihlorirani bifenili (PCB) nekada su bili uobičajeni električni izolatori i agensi za prijenos toplote. Njihova upotreba je uglavnom ukinuta zbog zdravstvenih problema. PCB su zamijenjeni polibromiranim difenil-eterima (PBDE), koji donose sličnu toksičnost i bioakumulativne zabrinjavajuće efekte.

## Otrovnost 
Neke vrste organohlorida imaju značajnu toksičnost za biljke ili životinje, uključujući ljude. Dioksini, nastali izgaranjem organske materije u prisustvu hlora, predstavljaju postojane organske zagađivače, koji predstavljaju opasnost pri ispuštanju u životnu sredinu, kao i neki insekticidi (kao što je DDT). Naprimjer, DDT, koji je bio široko korišten za suzbijanje insekata sredinom 20. stoljeća, također se akumulira u prehrambenim lancima, kao i njegovi metaboliti DDE i DDD i uzrokuje reproduktivne probleme (npr. prorjeđivanje ljuske jajeta) kod određenih vrsta ptica. DDT je također postavio dodatna pitanja za okoliš jer je izuzetno mobilan, a tragovi su čak pronađeni i na Antarktiku, uprkos tome što se ta hemikalija tamo nikada nije koristila. Neki organohlorni spojevi, poput sumpornog i dušičnog senfa i luizita, čak se koriste i kao hemijsko oružje zbog svoje toksičnosti.

Međutim, prisustvo hlora u organskom spoju ne osigurava toksičnost. Neki organohloridi smatraju se dovoljno sigurnim za konzumaciju u hrani i lijekovima. Naprimjer, grašak i naborani grah sadrže prirodni hlorirani biljni hormon 4-hloroindol-3-acetatna kiselina (4-Cl-IAA)DDT; a zaslađivač sukraloza (Splenda) široko se koristi u dijetalnim proizvodima. Od 2004., najmanje 165 organohlorida odobreno je širom svijeta za upotrebu kao farmaceutskih lijekova, uključujući prirodni antibiotik vankomicin, antihistaminik loratadin (Claritin), antidepresiv sertralin (Zoloft), antiepileptik lamotrigin (Lamictal) i inhalacijski anestetik izofluran.

Rachel Carson upoznala je javnost sa problemom toksičnosti DDT za pesticide svojom knjigom „Tiho proljeće“ (*Silent Spring*) iz 1962. godine. Iako su mnoge zemlje postupno ukinule upotrebu nekih vrsta organohlorida, kao što je američka zabrana DDT-a, postojani DDT, PCB i drugi organohloridni ostaci i dalje se nalaze kod ljudi i sisara širom planete, mnogo godina nakon što su proizvodnja i upotreba ograničeni . U područjima Arktika,  posebno visoki nivoi nalaze se u morskim sisarima. Ove hemikalije se koncentrišu na sisare, a nalaze se čak i u majčinom mlijeku. U nekih vrsta morskih sisara, posebno onih koji proizvode mlijeko s visokim udjelom masti, mužjaci obično imaju daleko više nivoe, jer ženke laktacijom smanjuju koncentraciju prenošenjem na svoje potomstvo.

## Također pogledajte
* Organofosfat

## Reference 
## Vanjski linkovi
*"Formation of Chlorinated Hydrocarbons in Weathering Plant Material" article at SLAC website
*"The oxidation of chlorinated hydrocarbons" article from The Institute for Green Oxidation Chemistry at the Carnegie Mellon University website


Kategorija:Hloridi
Kategorija:Organska hemija