Kloroform

Kloroform, veya triklorometan, formülüne sahip bir organik bileşiktir. Oda sıcaklığında renksiz, kolay buharlaşan, hoş kokulu, yanıcı olmayan ağır bir sıvıdır. Çözücü olarak sıklıkla kullanılır. PTFE (Teflon) ve bazı soğutucuların üretiminde kullanılmak için bol miktarlarda üretilir.
Solunduğunda ya da yutulduğunda güçlü bir anestezik ve yatıştırıcıdır. Bu özelliğinden dolayı kloroform, 1847 yılından itibaren 20. yüzyılın ilk yarısına kadar anestezik amaçlarla sıklıkla kullanıldı. Kloroformun cerrahide anestezik olarak kullanımı, hastalarda sebep olduğu sağlık sorunları nedeniyle tahminen 1940'larda bırakılmış ve yerini daha güvenli anestezikler almıştır. Kloroform günümüzde farklı endüstrilerde ve laboratuvarlarda çözücü ve hammadde olarak kullanılmaktadır.
Kloroform birçok farklı yöntemle elde edilebilir; aseton, izopropil alkol ve etanol gibi bileşiklerin, çamaşır suyunda bulunan sodyum hipoklorit ile yaptığı haloform tepkimesi ile, klorale sodyum hidroksit ile müdahaleden, karbon tetraklorürün hidrojen ile indirgenmesi ve metanın veya klorometanın klorlandırılması ile. Metanın yüksek sıcaklık veya güneş ışığında klorla tepkimesi, endüstride en çok kullanılan yöntemdir.
Yüksek miktarlarda kloroform solunması rehavete, bilinç kaybına ve hatta kalp ritmini bozarak ölüme sebep olabilir. Kloroforma uzun süre maruz kalmak karaciğeri ve böbrekleri olumsuz etkiler. Kloroform, ısı ve ışık altında oksijen varlığında çok zehirli ve korozif olan hidrojen klorür ve fosgen gazlarına bozunur.
Özellikleri
Fiziksel özellikleri
Kloroform (Triklorometan), klorlu çözücülere özgü hoş bir kokuya ve buharları solunduğunda alınabilen aşırı tatlı bir tada sahip, oda sıcaklığında renksiz sıvı halde bir maddedir. Kloroform oldukça uçucudur, yanıcı değildir ve buharları hava ile patlayıcı karışımlar oluşturmaz. Kendisi yanıcı olmamasına rağmen buharları bir alevden geçirildiğinde aleve yeşilimsi bir renk verir. Normal basınç altında erime noktası 63,5 C, kaynama noktası 61,2 C'dir, buharları renksizdir. Yoğunluğu 20 C'de 1,48 g/cm3 olan kloroform, sudan daha ağırdır. Buharlarının yoğunluğu (hava 1 olarak alındığında) 4,12, kloroform-hava karışımlarının yoğunluğu 1,7'dir. 20 C'de kırılma indisi 1,4459'dur.
Su ile karışabilirliği sınırlıdır ve su içinde çok az çözünür, su içinde çözündüğünde ise suya tatlı tadını verir. Artan sıcaklıkla kloroformun sudaki çözünürlüğü azalır ve suyun kloroformdaki çözünürlüğü artar.
{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | Kloroformun ve suyun birbiri içindeki çözünürlüğü
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Sıcaklık (C cinsinde)
| 0 || 9,5 || 19,6 || 29,5 || 39,3 || 49,2 || 59,2
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" |Su içinde kloroform (Kütle %)
| 1,02 || 0,93 || 0,82 || 0,79 || 0,74 || 0,77 || 0,79
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Kloroform içinde su (kütle %)
| 0,0365 || 0,0527 || 0,0661 || 0,0841 || 0,1108 || 0,1353 || 0,1672
|}
bileşimine sahip bir hidrat tarif edilmiştir; 1,6 C'de bozunan altıgen kristaller oluşturur.
Kloroform; katı ve sıvı yağlar, reçineler, mumlar, vb. gibi birçok organik madde için mükemmel bir çözücüdür. Birçok organik çözücü ile tamamen karışabilir ve iyot ve kükürdü çözer.
Bileşik, çeşitli çözücülerle azeotropik karışımlar oluşturur. Azeotropik bileşimler, yüzdeleri ve kaynama noktaları aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Kloroform; n-Pentan, n-heptan, siklohekzan, benzen, toluen, n-propanol, i-bütanol, karbon tetraklorür, dietil eter, 1,4-dioksan, n-bütil asetat, asetik asit, asetonitril, nitrobenzen, karbon disülfür ve piridin ile azeotrop oluşturmaz.
Kimyasal özellikleri
Molekül kütlesi 119,38 g/mol'dür (C: %10,06, H: %0,84, Cl: %89,09).
Yapısı (CHX3) olan floroform, bromoform ve iyodoform ile "haloformlar" adı verilen homolog bir dizi oluşturur.
Kloroform, benzer bileşikler olan metilen klorür ve karbon tetraklorürden daha az stabildir ve her ikisinden daha kolay bozunur; UV ışık ve ısı etkisi altında oksijen tarafından fotokimyasal olarak ayrıştığında fosgen, klor ve hidrojen klorür ortaya çıkar. Ticari olarak temin edilebilen kloroform, oluşan fosgeni nötralize etmek için stabilizatör olarak %0,5-1,0 etanol ya da amilen içerir. Bozunma riskinden ötürü koyu kahverengi cam şişelerde, günışığı almayan soğuk ve karanlık ortamda saklanmalıdır.
Kloroform bir Lewis asidi olarak kabul edilir. Karbon tetraklorür ve alkanlar gibi çözücülerde, kloroform çeşitli Lewis bazları ile hidrojen bağı yapar.
Güçlü bazlar, güçlü oksidanlar ve alüminyum, lityum, potasyum, sodyum, magnezyum ve çinko gibi metallerle şiddetli reaksiyona girer.
Kloroform buharlarının kızgın bir tüpten geçirilmesi sonucunda perkloroetilen, hekzakloroetan ve hekzaklorobenzen gibi bileşikler elde edilir.
Yapı
Molekül, C3v simetrili bir tetrahedral moleküler geometriye sahiptir. Kloroform molekülü, tek bir hidrojen atomu bırakılarak üç hidrojeni klor atomları ile değiştirilen bir metan molekülü olarak görülebilir ("Triklorometan"). Moleküldeki merkezi karbon atomunun yükseltgenme basamağı +2'dir.
Aseton ile tepkimesi
Aseton ve kloroform yüksek konsantrasyonlarda karıştırılmamalıdır çünkü eser miktarda bazik maddenin varlığında 1,1,1-trikloro-2-metil-2-propanol (trikloro-tert-bütanol) oluşur. Bu ortaya çıkan bileşiğe, yanlış isimlendirme olsa da, yaygın olarak "klorobütanol" denir ve sucul yaşam için zehirlidir.
Bu nedenle de klorlu ve klorsuz çözücü atıkları laboratuvarlarda ayrı ayrı toplanmalıdır.
Kloroformun tespiti
Bir test tüpüne 1-2 mL test çözeltisi ve 1 mL %10'luk alkolsodyum hidroksit çözeltisi eklenir. Tüp, bir gaz ocağının alevinde 3-5 dakika dikkatlice ısıtılır. Çözelti soğutulduktan sonra, %10'luk bir nitrik asit solüsyonu ile turnusol ile asit reaksiyonuna asitleştirilir ve 0,5 mL %1'lik bir gümüş nitrat solüsyonu eklenir. Amonyakta çözünen beyaz bir çökeltinin görünümü, test çözeltisinde kloroformun varlığını gösterir, ancak bu reaksiyon yalnızca kloroforma özel değildir. Ayrıca diğer organoklorür bileşikleri (kloral hidrat, karbon tetraklorür, dikloroetan, vb. gibi) için de pozitif verebilir.
CHCl3 + 4 NaOH -> 3NaCl + HCOONa + 2H2O
NaCl + AgNO3 -> AgNO3 + NaNO3
Alkollü potas ve amonyak ile ısıtıldığında potasyum siyanür verir. Amonyak yerine birincil aminler kullanılırsa izonitriller elde edilir. August Wilhelm von Hofmann tarafından keşfedilen bu reaksiyonla, birincil aminler de niteliksel olarak tanımlanabilir, çünkü izonitriller güçlü ve kötü bir koku ile tanınabilir. Örneğin, kloroformun anilin ve potasyum hidroksit ile tepkimesi sonucu fenil izosiyanür (izobenzonitril), potasyum klorür ve su elde edilir:
CHCl3 + C6H5NH2 + 3KOH -> C6H5NC + 3KCl + 3H2O
Üretim
Britanya'da, 1895'te haftada yaklaşık 750.000 doz kloroform, 1960'lara kadar önemini koruyan, kloral ve sodyum hidroksit kullanan Liebig prosedürü kullanılarak ticari olarak üretiliyordu:
CCl3CHO + NaOH -> CHCl3 + NaHCO2
Bu tepkime çıktı olarak kloroform ve sodyum bikarbonat verir.
Endüstriyel olarak kloroform, klor ve klorometan (CH3Cl) veya metan (CH4) karışımının ısıtılmasıyla üretilir. 400500 C'de, bu öncülleri giderek daha fazla klorlu bileşiklere dönüştüren bir serbest radikal halojenasyonu meydana gelir:
Cl2 + hν - 2 Cl;
Cl + CH4 - CH3 + HCl.
CH3 + Cl2 - CH3Cl + Cl.
CH3Cl + Cl - CH2Cl + HCl,
CH2Cl + Cl2 - CH2Cl2 + Cl,
CH2Cl2 + Cl - CHCl2 + HCl,
CHCl2 + Cl2 - CHCl3 + Cl,
Kloroform, karbon tetraklorür (CCl4) vermek üzere daha fazla klorlama işlemine tabi tutulur:
CHCl3 + Cl - CCl3 + HCl,
CCl3 + Cl2 - CCl4 + Cl
Bu işlemin çıktısı, dört klorometanın bir karışımıdır: monoklorometan (metil klorür), diklorometan (metilen klorür), triklorometan (kloroform) ve tetraklorometan (karbon tetraklorür). Bu ürünler daha sonra damıtma ile ayrıştırılabilir. Başka bir yöntemde reaktan olarak metan yerine metanol kullanılır.
Kloroform, karbon tetraklorürün demir katalizörlüğünde bir asit ya da hidrojen (H2) ile indirgenmesi ile endüstriyel olarak elde edilebilir.
Kloroform, aseton ve sodyum hipoklorit arasındaki haloform reaksiyonu yoluyla küçük miktarlarda üretilebilir.
3 NaClO + (CH3)2CO -> CHCl3 + 2 NaOH + CH3COONa
Haloform reaksiyonunda asetona alternatif olarak etanol, metil etil keton ya da izopropil alkol de kullanılabilir.
Asetonu bir baz varlığında diklor (Cl2) ile işleyerek daha basit bir şekilde kloroform elde etmek de mümkündür. Kolayca bir baz tarafından kloroform ve bir asetat tuzuna ayrılabilen bir madde olan trikloroaseton aracılığıyla oluşturulur:
(CH3)2CO + 3Cl2 + 3KOH -> CH3(CO)CCl3 + 3KCl + 3H2O
CH3(CO)CCl3 + KOH -> CH3COOK + CHCl3
Yine de, bu son sentez oldukça tehlikeli olabilir çünkü yan ürün olarak, Birinci Dünya Savaşı sırasında kimyasal silah olarak kullanılmış aşırı zehirli ve ölümcül bir gaz olan fosgen oluşturma riski vardır.
Trikloroasetik asidin sulu bazlarla kaynatılması ile de kloroform üretilebilir.
Döterokloroform
Döteryumlanmış kloroform (ağır kloroform), kloroformun, hidrojen yerine hidrojenin biz izotopu olan döteryum atomuna sahip analoğudur. CDCl3, NMR spektroskopisinde kullanılan yaygın bir çözücüdür. Döterokloroform, döteryumlanmış aseton ya da döteryumlanmış etanol ve sodyum hipokloritin arasındaki haloform reaksiyonu ile üretilir. Normal kloroformun üretimi için haloform işlemi artık endüstriyel önemini yitirmiştir. Döterokloroform, sodyum döteroksitin (NaOD) kloral hidrat ile reaksiyonuyla hazırlanabilir. Döterokloroform ayrıca hekzakloroasetonun döteryum oksit (ağır su) ile reaksiyonuyla da üretilebilir.
Kasıtsız kloroform oluşumu
Haloform reaksiyonu, kasıtsız bir şekilde ev ortamında da meydana gelebilir. Hipokloritler kullanılarak ağartma, yan reaksiyonlarda halojenli bileşikler üretir ve kloroform ana yan üründür. Aseton, etanol veya izopropil alkol gibi yaygın evsel sıvılarla karıştırılan sodyum hipoklorit solüsyonu (klorlu ağartıcı), kloroaseton veya dikloroaseton gibi diğer bileşiklere ek olarak bir miktar kloroform üretebilir.
Yüzme havuzlarında eser miktarda kloroform oluşur.
Trifenilfosfin ve karbon tetraklorür kullanarak alkollerden alkil monoklorür üretmeyi amaçlayan Appel reaksiyonunun yan ürünlerden biri kloroformdur.
Tepkimeye giren karbon tetraklorür (CCl4), trifenilfosfinle (P(C6H5)2) bir klor atomunu iyonik olarak paylaşıp trifenilfosfonyum klorür tuzunu oluştururken geride kalan CCl3, alkolün (R-OH) hidroksilindeki hidrojeni alarak kloroforma dönüşür.
Kullanım alanları
Ölçek açısından, kloroformun en önemli kullanımı, yaygın olarak "Teflon" ismi ile tanınan politetrafloroetilen (PTFE) ve diğer floropolimerlerin üretiminde bir öncül olan monoklorodiflorometanı (CFC-22) üretmek üzere hidrojen florür (HF) iledir.
CHCl3 + 2 HF -> CHClF2 + 2 HCl
Reaksiyon, katalitik miktarda karışık antimon halojenürlerin varlığında gerçekleştirilir. Klorodiflorometan, daha sonra Teflon'un monomeri olan tetrafloroetilene dönüştürülür:
2 CHClF2 - C2F4 + 2 HCl
Çözücü olarak
Kloroformdaki karbona bağlı hidrojen, bileşiğin hidrojen bağlarına katılmasını sağlar. Dünya çapında, kloroform aynı zamanda pestisit formülasyonlarında, katı ve sıvı yağlar, kauçuk, alkaloidler, mumlar, güta-perka ve reçineler için bir çözücü olarak, bir temizleme maddesi, tahıl fumigantı olarak, yangın söndürücülerde ve kauçuk endüstrisinde kullanılmaktadır. Döterokloroform (CDCl3), NMR spektroskopisinde sıklıkla kullanılır.
Kloroform ve diklorometan, birçok sentetik polimeri çözebilme kabiliyetlerinden dolayı bazı plastikler için yapıştırıcı olarak kullanılırlar.
Kloroform, DNA izolasyon sürecinde lipitler gibi suda çözünmeyen bileşenleri çıkarmak için kullanılabilir. DNA izolasyon işlemi; fenol, kloroform ve izoamil alkol karışımı içeren bir çözelti içerir. Bu karışım DNA süspansiyonunu üst katmana taşır ve kalan safsızlıklar tüpün dibine çöker. Tüpün tepesindeki sıvı, DNA analizi için daha fazla işlenerek safsızlık giderilir.
Kloroform, içeceklerdeki kafeini çıkarmak için kullanılır. Kafeini elde etmek ve ayrıştırılmasındaki safsızlıkları gidermek için ayrıca diklorometan da daha sonra kullanılabilir.
Soğutucular
Triklorometan, R-22'yi (klorodiflorometan) üretmek için bir öncül olarak kullanılmıştır. Bu, CHCl3 molekülünü florlayacak ve bir yan ürün olarak hidroklorik asiti serbest bırakacak olan bir hidroflorik asit çözeltisi (HF. H2O) ile reaksiyona sokularak yapılır.
Triklorometanın düşük kaynama noktası (61 C), yanıcı olmaması ve küresel ısınmaya katkı potansiyelinin 31 kadar düşük olması (R-22'nin 1,760'ına kıyasla) gibi özelliklerinden dolayı iyi bir soğutucu olma potansiyeli vardır, ancak herhangi bir tüketici ürününde soğutucu olarak kullanımını destekleyen çok az bilgi vardır.
Reaktan olarak
Bir reaktan olarak kloroform, diklorokarben :CCl2 grubunun kaynağı olarak kullanılır. Diklorokarben ilk kez 1862'de kloroformu CCl2. HCl olarak gören Anton Geuther tarafından önerildi. Üretimi 1950'de Hine tarafından yeniden araştırıldı. Kloroform, diklorokarben üretmek için genellikle bir faz transfer katalizörünün varlığında sulu sodyum hidroksit ile reaksiyona girer. Bu reaktif, Reimer-Tiemann reaksiyonu olarak bilinen bir reaksiyonda aril aldehitler üreten fenoller gibi aktif aromatik halkaların orto-formilasyonunu etkiler. Alternatif olarak bu karben, siklopropan türevleri oluşturmak üzere bir alken tarafından tutulabilir.
Tarihçe
Keşfi
Kloroform, 1831 dolaylarında üç farklı ülkeden dört araştırmacı tarafından bağımsız olarak sentezlendi:
Frankfurt an der Oder'den bir Alman eczacı olan Moldenhawer, 1830'da klorlu kireci (kalsiyum hipoklorit) etanolle karıştırarak kloroform üretmişti. Ancak Moldenhawer, ürettiği ürünü başka bir kimyasal olan Chloräther (Klorik eter) sandı.
New York, Sackets Harbor'dan ABD'li bir doktor olan Samuel Guthrie'nin de 1831'de klorlu kireci etanolle reaksiyona sokarak ve anestezik özelliklerini not ederek kloroform ürettiği görülüyor; ancak o da Moldenhawer gibi ürettiği ürünün klorik eter olduğunu düşünmüştü. Samuel Guthrie bulduğu bu sıvıyı "lezzetli" olarak tanımlamıştır. Laboratuvarına gelen kişilere, "tatlı viski" dediği alkol ve kloroform karışımından ikram etmiştir.
Justus von Liebig, kloroformu, kloralden alkali çıkarımı ile sentezledi.
Liebig, bileşiği "Chlorkohlenstoff" ("karbon klorür") olarak adlandırmıştır ve yanlış bir şekilde kloroformun ampirik formülünün C2Cl5 olduğunu belirtmiştir.
Fransız kimyager ve eczacı Eugène Soubeiran, bileşiği klorlu ağartıcının (sodyum hipoklorit) hem etanol hem de aseton üzerindeki etkisiyle elde etti.
1834 yılında Fransız kimyacı Jean-Baptiste Dumas kloroformun ampirik formülünü belirlemiş ve adlandırmıştır. 1835'te Dumas, maddeyi trikloroasetik asidin alkali bölünmesiyle hazırladı. Dumas formülü ve ismi şöyle açıklıyor: "Böylece, tarafımdan analiz edilen maddenin C2H2Cl6 formülüne sahip olduğunu gösteriyor bana." (Not: formülünün katsayıları yarıya indirilmelidir.) Dumas daha sonra kloroformun basit formülünün (CHCl3) formik asitlinkine (CHOOH) benzediğini not eder. Ayrıca kloroform potasyum hidroksit ile kaynatılırsa ortaya çıkan ürünlerden biri de potasyum formattır.

Dumas kloroformu adlandırır: "Bu, bu maddeye "kloroform" [yani formil klorür veya formik asit klorür] adını vermeme neden oldu."
Anestezik olarak kullanımı
1842'de Londra'da İngiliz doktor Robert Mortimer Glover (1815-1859), kloroformu bir köpeğin boynuna enjekte ederek kloroformun hayvanlar üzerindeki anestezik özelliklerini ve kalp üzerindeki yan etkilerini not etti. Tezinde, kloroformun ameliyatlarda kullanılma potansiyelinden bahsetmemiştir. Glover, teorilerini daha da geliştirdi ve 1847 yazında Edinburgh Üniversitesi'ndeki doktora tezinde sundu. Glover, kaderin ironik bir cilvesi olarak 1859'da, içtiği aşırı doz kloroform nedeniyle öldü.
4 Kasım 1847'de İskoç kadın doğum uzmanı James Young Simpson, kloroformun insanlar üzerindeki anestezik özelliklerini ilk kez keşfetti. O ve iki meslektaşı, yerel eczacı William Flockhart tarafından temin ettikleri çeşitli maddelerin etkilerini kendi üstlerinde deneyerek eğlenirken kloroformun anestezik potansiyelini keşfettiler. Kloroformun insanlar üzerindeki anestezik özelliklerini gösteren ilk kişiydi ve ilacın tıpta kullanılması için popüler hale gelmesine yardımcı oldu.
Birkaç gün sonra, Edinburgh'daki bir dişçilik prosedürü sırasında Francis Brodie Imlach, klinik bağlamda bir hasta üzerinde kloroform kullanan ilk kişi oldu. Mayıs 1848'de Robert Halliday Gunning, Glover'ın bulgularını doğrulayan ve ayrıca Simpson'ın özgünlük iddialarını çürüten, tavşanlar üzerinde bir dizi laboratuvar deneyinin ardından Edinburgh Medico-Chirurgical Society'ye bir sunum yaptı. Kloroformun tehlikelerini kanıtlayan laboratuvar deneyleri büyük ölçüde göz ardı edildi.
Ocak 1848'de, enfekte ayak tırnağı aldırılmak istenen 15 yaşındaki Hannah Greener kloroform verildikten sonra öldü. Ölüm nedenini belirleyen otopsisi, Robert Mortimer Glover'ın yardım ettiği John Fife tarafından yapıldı. Fiziksel olarak sağlıklı bir dizi hasta kloroformu teneffüs ettikten sonra öldü. Ancak, 1848'de John Snow, dozu düzenleyen ve böylece ölüm sayısını başarılı bir şekilde azaltan bir inhaler (soluma aparatı) geliştirdi.

Doğumda kloroform anestezisi Anglikan Kilisesi tarafından eleştirildi. Pek çok din adamı, doğum sancısının Havva'nın günahı için adil bir ceza, yani Tanrı'nın isteği olduğuna inanıyordu. 1850'lerde, Kraliçe Victoria'nın (yani, Anglikan Kilisesi'nin başı) son iki çocuğunun doğumunda doktor John Snow tarafından kloroform kullanılması büyük bir gelişmeydi.
Kloroformun karşıtları ve savunucuları, komplikasyonların yalnızca solunum bozukluğundan mı kaynaklandığı yoksa kloroformun kalp üzerinde belirli bir etkisinin olup olmadığı sorusuyla büyük bir anlaşmazlığa düştüler. 1864 ve 1910 yılları arasında Britanya'daki çok sayıda komisyon kloroform üzerinde çalıştı ancak net bir sonuca varamadı. Levy, kloroformun kardiyak fibrilasyona neden olabileceğini hayvanlar üzerinde yaptığı deneylerde ancak 1911'de kanıtladı. Kloroformun güvenliği hakkındaki çekinceler, kimyasalın dünya tıp çevrelerindeki artan ününü durduramadı.
Kırım Savaşı ve Amerikan İç Savaşı gibi savaşlarda, özellikle amputasyonlar olmak üzere, cerrahi operasyonlarda genel anestezi (narkoz) amaçlı büyük ölçekte kloroform kullanıldı.
Kloroform anestezisi, Türkiye'ye Cemil Topuzlu tarafından Paris'teki tıp eğitiminin ardından 1890 yılında tanıtılmıştır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde 20. yüzyılın başında, kloroform bir anestezik olarak, aşırı yanıcı olduğu ve patlayıcı peroksit oluşturma riski bulunduğu bilinen eterin yerini almaya başladı; ölümcül kardiyak aritmiye neden olma eğilimi ve toksisitesinin keşfedilmesi üzerine hızla sağlık açısından daha güvenli olan eter lehine terk edildi. 1860'larda anestezide kloroforma alternatif olarak karbon tetraklorür ve diklorometan gibi benzer maddeler sunulmuş olsa da, yüksek toksisiteleri ve yetersiz anestezik etkileri nedeniyle kullanımları yaygınlaşmamıştır. Kloroformu ilk kez anestezik olarak kullanan J. Y. Simpson da daha sonraları karbon tetraklorür ile anestezik deneyler yapmıştır.
1930'lara doğru kloroform ve eterin anestezideki yerini, karaciğer için kloroformdan daha güvenli olduğu öne sürülen ve yanıcı olmayan bir alifatik klorlu hidrokarbon olan trikloroetilen () almıştır. Trikloroetilen, fiziksel olarak (görünüm, koku, yoğunluk bakımından) kloroforma çok benzemekteydi ve bu yüzden anestezik kullanım için üretilen trikloroetilen, kloroformdan kolayca ayırt edilebilmesi için maviye boyanılıyordu.
Tıbbi olmayan amaçlar ile kullanımı
Kloroform, bazıları tarafından eğlence amaçlı bir uyuşturucu olarak veya intihara teşebbüs etmek için kullanıldı.
Kloroformun suçlular tarafından kurbanları etkisiz hale getirmek ve hatta öldürmek için kullanıldığı biliniyor. 1894 yılında Joseph Harris, insanları soymak için kloroform kullanmıştı. Seri katil H. H. Holmes, kadın kurbanlarını öldürmek için aşırı doz kloroform kullandı. Eylül 1900'da, şimdi Rice Üniversitesi olarak bilinen kurumun adaşı olan ABD'li işadamı William Marsh Rice'ın cinayetinde kloroform kullanıldı. Kloroform, 1991 yılında uyurken boğulan bir kadının ölümünde bir faktör olarak kabul edildi. 2002 yılında, 13 yaşındaki Kacie Woody, David Fuller tarafından kaçırıldığında ve elinde tutulduğu sırada, onu vurup öldürmeden önce kloroform ile sakinleştirdi.
Kullanımına dair yaygın yanlış inançlar
Kloroformun bayıltıcı olarak kullanılması klişesi suçluların, kurbanlarını bilinçsiz hale getirmek için kloroforma batırılmış bez kullanmasını yazan suç kurgu yazarlarının popülerliği nedeniyle geniş çapta kabul gördü. Bununla birlikte, kloroform kullanarak birini bu kadar hızlı şekilde etkisiz hale getirmek neredeyse imkansızdır. Bir kişiyi bilinçsiz hale getirmek için, kloroforma batırılmış bir nesnenin en az 5 dakika teneffüs edilmesi gerekir. Bir kişi kloroform inhalasyonu nedeniyle bilincini kaybettikten sonra, sürekli bir doz uygulanmalı ve dilin hava yolunu tıkamasını önlemek için çene desteklenmelidir; bu, bir anestezi uzmanının becerilerini gerektiren zor bir işlemdir. Kloroformun kazandığı suçta kullanılma klişesinin eleştirilmesi adına, tıp dergisi The Lancet 1865 yılında kloroforma maruz kalarak anında bilincini kaybedebilen herkese "kalıcı bir bilimsel itibar" teklif etti.
Anestezi harici tıbbi kullanımları
Kloroform, geçmişte öksürük şurupları gibi birçok ilaç formülasyonunda rahatlatıcı bileşen, tatlandırıcı veya çözücü olarak kullanılmıştır. Kloroform, geçmiş yıllarda birçok ilacın bileşiminde bulunuyordu. Bunlardan en ünlülerinden birisi, 19. yüzyılda İngiliz kolonilerinde bolca kullanılmış olan Chlorodyne ilacıdır. Asıl amacı kolera tedavisi olan bu ilacın içeriğinde laudanum (alkollü afyon çözeltisi), kenevir ve kloroform bulunmaktaydı. Chlorodyne, kolera, ishal, uykusuzluk ve migren gibi sorunların tedavisi için kullanılmış, yüksek opiat içeriği nedeniyle bazı kullanıcılarda bağımlılığa sebep olmuştur ve aşırı doz alımlarından ölümler bildirilmiştir.
Güvenlik
Kloroform havada ısı ve ışık varlığında yavaşça son derece zehirli fosgene (COCl2) dönüşür ve bu sırada HCl açığa çıkar.
2 CHCl3 + O2 -> 2 COCl2 + 2 HCl
Bu tür kazaları önlemek için, ticari kloroform, etanol veya amilen ile stabilize edilir, ancak geri kazanılmış veya kurutulmuş numuneler artık herhangi bir stabilizatör içermez. Amilenin etkisiz olduğu bulunmuştur ve fosgen, numunelerdeki analitleri, lipitleri ve kloroformda çözünmüş veya kloroformla ekstrakte edilmiş nükleik asitleri etkileyebilir. Fosgen ve hidrojen klorür, sodyum bikarbonat gibi doymuş sulu karbonat çözeltileri ile yıkanarak kloroformdan çıkarılabilir. Bu prosedür basittir ve zararsız ürünlerle sonuçlanır. Fosgen, karbondioksit ve HCl oluşturmak için su ile reaksiyona girer ve karbonat tuzu, oluşan asiti nötralize eder.
Şüpheli kloroform numuneleri, fosgen buharıyla sarıya dönen filtre kağıdı (%5 difenilamin, etanol içinde %5 dimetilaminobenzaldehit ile işlenir ve sonra kurutulur) kullanılarak fosgen için test edilebilir. Fosgen için çeşitli kolorimetrik ve florometrik reaktifler vardır ve ayrıca kütle spektrometresi ile ölçülebilir.
Temizlenmesi
Temizleme işlemi birkaç aşamaya ayrılmıştır. İlk olarak, kloroform konsantre sülfürik asit ile çalkalanır, su ile yıkanır, kalsiyum klorür veya magnezyum sülfat üzerinde kurutulur ve damıtılır. Kloroformun saflığı filtre kağıdından buharlaştırarak kontrol edilebilir: kloroformdan başka koku olmamalıdır. Küflü, keskin, tahriş edici bir koku, klor, hidrojen klorür veya fosgen gibi safsızlıkların varlığını gösterir.
Maruziyeti ve toksikoloji
Kloroformun, bir dizi başka yan ürünle birlikte, suyun dezenfeksiyon amacıyla klorlanmasının bir yan ürünü olarak oluştuğu bilinmektedir ve bu nedenle musluk suyunda ve yüzme havuzlarında yaygın olarak bulunur. Bildirilen aralıklar önemli ölçüde değişiklik gösterse de, genellikle 100 μg/L'lik miktar, tam trihalometanlar (TTHM'ler) için mevcut sağlık standardının altındadır. Bununla birlikte, içme suyunda herhangi bir konsantrasyonda kloroform varlığı, bazıları tarafından sorunlu olarak kabul edilmektedir.
Tarihi olarak kloroform maruziyeti; anestezik olarak, öksürük şuruplarında rahatlatıcı ve tatlandırıcı bir bileşen olarak ve DDT'nin daha önce fumigant olarak kullanıldığı tütün dumanının bir bileşeni olarak yaygın kullanımı nedeniyle pekala daha yüksek olabilir.
Farmakoloji
Oral, solunum veya dermal maruziyetten sonra memeliler tarafından iyi emilir, metabolize edilir ve hızla vücuttan atılır. Gözle teması tahrişe neden olur. Uzun süreli dermal maruz kalma, ciltteki yağ kaybının bir sonucu olarak ciltte yaraların ve kimyasal yanıkların gelişmesine neden olabilir. Atılım öncelikle kloroform ve karbondioksit formunda akciğerler yoluyla gerçekleşir.
Kloroform karaciğerde sitokrom P-450 enzimleri tarafından, oksidasyon yoluyla klorometanole ve diklorometil serbest radikaline indirgenerek metabolize edilir. Kloroformun diğer metabolitleri arasında hidroklorik asit ve digluatiyonil ditiyokarbonat bulunur ve metabolizmanın baskın son ürünü karbondioksittir.
Diğer birçok genel anestezik ve yatıştırıcı-hipnotik ilaç gibi, kloroform da GABAA reseptörü için pozitif bir allosterik modülatördür.
Kloroform, merkezi sinir sisteminin (MSS) çökmesine neden olur ve sonuçta derin koma ve solunum merkezinin yavaşlamasına neden olur. Yutulduğunda, solunumdan sonra görülenlere benzer semptomlara neden olduğu gözlemlenmiştir. 7,5 gram (5 mL) kloroform alımını ciddi rahatsızlıklar takip etmiştir. Bir yetişkin için ortalama öldürücü oral dozun 45 gram (30 mL) olduğu tahmin edilmektedir.
Kloroformun anestezik kullanımı, solunum yetmezliği ve kalpte ritim bozukluklarına bağlı ölümlere yol açtığı için bırakıldı. Kloroformla yapılan anesteziyi takiben, bazı hastalarda karaciğer fonksiyon bozukluğu nedeniyle bulantı, kusma, hipertermiya, sarılık ve koma görüldü. Otopside karaciğer nekrozu ve dejenerasyonu gözlemlendi. Kloroform için terapötik aralık (etkili ve öldürücü doz arasındaki fark) çok küçüktür, buna karşılık olarak aynı dönemlerde anestezide kullanılan bir başka uçucu anestezik olan dietil eterin terapötik aralığı çok daha geniştir.
Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) Monograflarına göre kloroformun kansere neden olduğundan şüphelenilmektedir ancak yeterli kanıt bulunmamaktadır (IARC Grup 2B; yani muhtemelen kanserojen).
Yan etkileri
Toksisite mekanizması
Kloroform iki biyokimyasal mekanizma ile hücre ölümüne neden olabilir:
Kalsiyum homeostazisinin bozulması: Kloroform, plazma zarında ve endoplazmik retikulum zarında bulunan Ca2+ ATPaz pompası ile kovalent bağlar oluşturur. Bu pompa, kalsiyumu endoplazmik retikulum içinde depolama ve kalsiyumu sitozolden dışarı atma işlevine sahiptir. Bu nedenle kloroform bu işlevleri inhibe eder ve sonuç olarak hücre içi kalsiyum seviyeleri artar.
Oksidatif stres: Kloroform, reaktif oksijen türlerinin ve reaktif azot türlerinin aşırı üretiminde yer alır. Bu türler, canlılarda kloroformun biyotransformasyon sürecinde üretilir.
Akut etkileri
Düşük miktarda maruz kalınan kloroform; rehavet, baş ağrısı ve baş dönmesine sebep olabilir. Daha yüksek dozlardaki yan etkileri düzensiz solunum, mide bulantısı, kusma, böbrekte ve karaciğerde çeşitli geçici etkilerdir. Yüksek konsantrasyonlarda kloroforma maruz kalmak, bilinç kaybına sebep olur ve artan dozlarda kalp durmasına kadar gidebilir.
Kloroformun hepatotoksisitesinin ve nefrotoksisitesinin büyük ölçüde fosgene bağlı olduğu düşünülmektedir.
Kronik etkileri
Kloroform hafif ila orta derece toksisite sergiler. Kronik (uzun süreli) maruz kalmanın karaciğer (hepatit ve sarılık gibi), merkezi sinir sistemi (depresyon ve sinirlilik gibi) ve böbrekler üzerinde etkileri vardır.
Kloroform, farelerde ve sıçanlarda solunum yoluyla uygulama yoluyla gelişimsel toksisite açısından test edilmiştir. Fetal toksisite, büyüme geriliği, maternal toksisite kanıtıyla birlikte birkaç çalışmada gözlemlenmiştir. Başka bir çalışmada üreme üzerine etkileri gözlenmiştir.
Köpeklerde yapılan bir çalışmada tümör gelişiminde artış gözlenmedi. Mevcut in vitro ve in vivo çalışmalar, kloroformun kanserojen etkisinin genotoksik olmayan mekanizmalardan kaynaklandığı ve kronik doku hasarına bağlı olduğu sonucuna varmıştır.
Üreme üzerinde etkileri
Kloroformun düşük doğum oranı ile potansiyel bir bağ olduğu düşünülmektedir fakat bu konu hakkında yeterli bilgi henüz mevcut değildir. Ancak hayvanlar üzerinde yapılan çeşitli araştırmalar, kloroformun malformasyon ve cenin miktarında azalmayı sağlayan güçlü bir etkisi olduğunu göstermiştir. Erkeklerde kloroforma maruz kalmak normal ve sağlıklı olmayan şekilde sperm artışına sebep olmaktadır.
Doğada kloroform
Kloroform, klorometandan sonraki doğal olarak oluşan ve atmosferde en çok bulunan ikinci klor bileşiğidir. Çevreye kloroform salınımı yılda ortalama 660000 tondur, ve bunun %90 kadarı doğal kaynaklıdır. Birçok deniz yosunu kloroform üretmektedir, ve bazı mantar türlerinin de toprakta kloroform ürettiği düşünülmektedir. Abiyotik prosesin de topraktaki kloroform üretimine katkıda bulunduğu düşünülse de mekanizması hala bilinmemektedir. Toprakla temas halindeki hava genellikle normalden daha yüksek konsantrasyonlarda triklorometan içerir. Basidiomycetes türleri Mycena metata ve Peniophora pseudopini ve Deuteromycetes türleri Cardariomyces fumago gibi bazı mantarların triklorometan üretebildiğini gösteren araştırmalar mevcuttur.
Triklorometan; toprak ve sudan hızlıca buharlaşıp havada fosgen, diklorometan, formil klorür, hidrojen klorür, karbondioksit ve karbonmonoksite bozunur. Kloroformun havadaki yarı ömrü 55 ila 620 gün arasında değişmektedir. Kloroform, sucul organizmalarda biyo-akümüle olmaz.
Biyoremediasyon
Bazı anaerobik bakteriler, organohalojenür solunumu olarak adlandırılan solunumları için triklorometan kullanır ve diklorometana dönüştürür.
Popüler kültür
Kloroform, genellikle anestezik etkisi ile tanınır ve sıklıkla TV dizilerinde, gizem romanlarında ve çizgi romanlarda suçlular tarafından kurbanlarını bayıltmak ya da etkisiz hale getirmek için kullanılır. Tipik sahneler aşağıdakileri içerir:
Bir beze birkaç damla kloroform dökülür.
Kurbana arkadan gizlice yaklaşan karakter kurbanın burnunu ve ağzını kloroformlu bezle kapatır.
Kurban direnir, ancak birkaç saniye gibi kısa süre sonra gevşer ve uykuya dalar.
Sonraki sahnede saatler sonra kurban şaşkınlık ve baş ağrısıyla uyanır.
Kloroform aslında biraz solumadan sonra kişiyi bayıltmaz, ancak en iyi ihtimalle rehavete veya yetersiz oksijen alımı sonucu baş ağrısına neden olur. Kloroformun yukarıda anlatıldığı gibi güçlü anestezik özelliklere sahip olduğu doğru olsa da, anesteziyi geliştirmek için önemli miktarlarda bir süre boyunca devamlı olarak solunması gerekir.

Anlatıldığı gibi kullanmak gerçek hayatta mümkün değildir. İlk olarak, kloroformun etkisini göstermesi saniyeler değil birkaç dakika sürdüğü için, bu da teorik olarak kurbana mücadele etmesi veya yardım çağırması için zaman verir. Ayrıca etkisi gösterildiği gibi uzun süreli değildir. Bunu kullanmış anestezistler, hastalarını bilinçsiz tutmak için verilen kloroform dozunu düzenli olarak yenilemek zorundaydılar.
Suçluların, kurbanlarını hedeflerinin üzerine sıktıkları bir parfüm şişesinin içine sakladıkları kloroformla uyuttuklarına dair sahneler de gerçekçi değildir. Kloroform, birisini bayıltacak kadar havada konsantre olamayacak kadar uçucudur.
Öte yandan, aşırı doz kloroformun ölüme yol açması muhtemeldir ve anestezik olarak kullanım için solunum miktarı ve genel durum kontrol edilmelidir. Yani kloroformun anestezik olarak kullanılabilmesi için alıcının uyuşturulma iradesine sahip olması gerekmektedir. Ayrıca kloroform cilt ile temas ettiğinde duruma göre tahrişe ve hatta hafif kimyasal yanıklara neden olabilmektedir.
Veriler
Fiziksel verileri
Termodinamik özellikleri
Buhar basıncı
Galeri