Hekzaklorobütadien
| |||
 Karbon, C Klor, Cl | |||
| Adlandırmalar | |||
|---|---|---|---|
Hekzakloro-1,3-bütadien | |||
Diğer adlar HCBD, HCDB, Perklorobütadien, perkloro-1,3-bütadien, tripen | |||
| Tanımlayıcılar | |||
| |||
3D model (JSmol) |
| ||
| ChEMBL |
| ||
| ChemSpider |
| ||
| ECHA InfoCard | 100.001.605  | ||
| KEGG |
| ||
PubChem CID |
| ||
| UNII |
| ||
CompTox Bilgi Panosu (EPA) |
| ||
InChI
| |||
SMILES
| |||
| Özellikler | |||
| Kimyasal formül | C4Cl6 | ||
| Molekül kütlesi | 260,76 g mol−1 | ||
| Görünüm | Renksiz sıvı | ||
| Koku | Hafif, terebentin benzeri[1] | ||
| Yoğunluk | 1,665 g/mL (25 °C) | ||
| Erime noktası | -22 ila -19 °C (-8 ila -2 °F; 251 ila 254 K) | ||
| Kaynama noktası | 210 ila 220 °C (410 ila 428 °F; 483 ila 493 K) | ||
| Çözünürlük (su içinde) | çözünmez | ||
| Buhar basıncı | 0,2 mmHg (20 °C)[1] | ||
| Tehlikeler | |||
| İş sağlığı ve güvenliği (OHS/OSH): | |||
| Ana tehlikeler | Olası kanserojen | ||
| NIOSH ABD maruz kalma limitleri: | |||
| PEL (izin verilen) | yok[1] | ||
| REL (tavsiye edilen) | Ca TWA 0,02 ppm (0,24 mg/m3) [cilt][1] | ||
| IDLH (anında tehlike) | Ca [belirlenmemiş][1] | ||
| Güvenlik bilgi formu (SDS) | Sigma Aldrich | ||
| Tehlikeler | |||
| NFPA 704 (yangın karosu) |  3 1 0 | ||
| Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
| Bilgi kutusu kaynakları | |||
Hekzaklorobütadien (genellikle "HCBD" olarak kısaltılır), C
4Cl
6 formülüne sahip, oda sıcaklığında terebentin benzeri bir kokuya sahip renksiz bir sıvıdır. Niş uygulamaları olan klorlu alifatik bir diendir ve en yaygın olarak klor içeren diğer bileşikler için bir çözücü olarak kullanılır.[2][3]
Yapısal formülü Cl2C=C(Cl)C(Cl)=CCl2 olarak gösterilir. 1,3-Bütadien iskeleti vardır ancak bütün hidrojenleri klor atomları ile ikâme edilmiştir. Molekül ağırlığının %81,58'i klor, %18,42'si karbon olan bu bileşik, Tetrakloroetilen, trikloroetilen ve karbon tetraklorür gibi sıkça üretilen klorlu organik bileşiklerin endüstriyel üretiminde yan ürün olarak ortaya çıkar ve çevre kirliliğine sebep olur.
Elde edilişi
Hekzaklorobütadien, büyük ihtimalle ilk defa 1940'ların başında, çözücü olarak kullanılması için üretildi.[4]
HCBD, öncelikle klorinoliz tesislerinde karbon tetraklorür ve tetrakloroetilen üretiminde bir yan ürün olarak oluşur. Klorinoliz, hidrokarbonlar pirolitik koşullar altında klor gazına tutulduğunda meydana gelen radikal bir zincir reaksiyonudur. Hidrokarbonlar klorlanır ve elde edilen klorokarbonlar parçalanır. Bu işlem yanmaya benzer, ancak oksijen yerine klor ile reaksiyon gerçekleşir.[2][5]
Tetrakloroetilen ve karbon tetraklorür o kadar büyük bir ölçekte üretilir ki, genellikle endüstriyel talebi karşılamaya yetecek kadar HCBD kalır. Alternatif olarak, hekzaklorobütadien, bütan veya bütadienin klorlanması yoluyla doğrudan sentezlenebilir.[2][3]
Tepkinlik
Klorinoliz reaksiyonlarının ürünleri büyük ölçüde reaksiyonun meydana geldiği sıcaklığa ve basınca bağlıdır. Böylece, klor gazı varlığında bu reaksiyon koşulları ayarlanarak, hekzaklorobütadien daha da klorlanarak tetrakloroetilen, hekzakloroetan, oktaklorobüten ve hatta dekaklorobütan elde edilebilir. Genel olarak, bir bileşik üzerindeki klor ornatıklarının sayısını artırmak, onun olası toksisitesini artırır ancak yanıcılığını azaltır.
Karbon iskeleti bölünmesi yoluyla klorlama termodinamik olarak tercih edilirken, klorlu dört karbonlu ürünler daha düşük sıcaklık ve basınçlarda tercih edilir. Hekzaklorobütadienin üç klorinoliz ürünü aşağıdaki reaksiyonlarda gösterilmiştir.[3]
2Cl
4) ve hekzakloroetan (C
2Cl
4)
Orta: Oktakloro-2-büten (C
4Cl
8)
En alt: Dekaklorobütan (C
4Cl
10)
2Cl
4) ve hekzakloroetan (C
2Cl
4)
Orta: Oktakloro-2-büten (C
4Cl
8)
En alt: Dekaklorobütan (C
4Cl
10)
Kullanım alanları
Hekzaklorobütadien; elastomerler için çözücü, ısı transfer sıvısı, transformatörlerde soğutucu, jiroskoplar için sıvı, gaz safsızlıkları için adsorban, yosun oluşumunu önlemek için biyosit (özellikle endüstriyel su rezervuarları ve soğutma suyu sistemlerinde) olarak kullanılmıştır. Bazı AB ülkelerinde bağcılıkta bitki koruma maddesi olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda flor içeren yağlayıcıların ve kauçuk bileşiklerinin üretiminde bir ara madde olarak da kullanıldı.[6][7] HCBD güçlü bir herbisit olmasına rağmen, bileşiğin düşük konsantrasyonlarda yüksek toksisitesi nedeniyle son yıllarda bu özel uygulamadan vazgeçilmiştir.[2][8][9]
Hekzaklorobütadienin birincil uygulamalarından biri, klor için bir çözücü olarak, "benzer benzeri çözer" yaygın sözünün iyi bir örneğidir. 0 °C'de HCBD'de klorun molar çözünürlüğü yaklaşık %34'tür (2,17 mol/L). Başka bir klor çözücü olan karbon tetraklorürde 0 °C'deki çözünürlüğü yaklaşık %30'dur (3,11 mol/L). Bir mol HCBD, bir mol karbon tetraklorürden daha fazla kloru çözebilir, ancak iki çözücü arasındaki moleküler ağırlık farkı öyledir ki, litre başına karbon tetraklorürde daha fazla klor çözünebilir. Aşağıda gösterilen, çeşitli sıcaklıklarda klorun karbon tetraklorür ve hekzaklorobütadiendeki çözünürlüğüdür.[2][5]
| Sıcaklık (C) | HCBD'nin molar çözücülüğü | CCl4'ün molar çözücülüğü |
|---|---|---|
| -20 | 60 | 60 |
| 0 | 34 | 30 |
| 20 | 21 | 18 |
| 40 | 13 | 10 |
| 60 | 10 | 8 |
| 80 | 6 | 5 |
Tıpkı klor gibi, diğer birçok klor içeren bileşik de hekzaklorobütadien içinde kolayca çözülebilir. Bir çözücü olarak, yaygın asitlere karşı reaktif değildir ve nükleofilik olmayan bazları seçer. Çözücü olarak HCBD'nin örnek bir uygulaması, pentaklorometilbenzen verecek şekilde toluenin FeCl3 ile katalize edilmiş klorlanmasıdır. Hekzaklorobütadien, bu reaksiyonda yalnızca karbon tetraklorür yerine kullanılır çünkü ferrik klorür (FeCl
3) karbon tetraklorürde çözünmez.[10][11]
6H
5CH
3) katalizör olarak HCBD'de çözünmüş ferrik klorür ile pentaklorometilbenzene (C
6Cl
5CH
3) klorlanması.
Klorlu bileşiklere olan yakınlığı göz önüne alındığında, sıvı HCBD, gaz akımlarından klor içeren kirleticileri uzaklaştırmak için yıkayıcı olarak kullanılır. Bu uygulamanın bir örneği, birincil kirletici maddeler (özellikle klor), hekzaklorobütadien içinde gaz hâldeki hidrojen klorürden daha fazla çözünür olduğundan, HCI gazının üretiminde kullanılmasıdır.[2]
Kızılötesi spektroskopide hekzaklorobütadien, C-H bağının gerilme frekanslarını analiz etmek için ara sıra bir çözücü olarak kullanılır. Yaygın çözücü Nujol, bir hidrokarbondur ve bu nedenle numuneden gelen sinyale müdahale edebilen C-H gerilim bantları sergiler. HCBD hiçbir C-H bağı içermediğinden kızılötesi spektrumun bu kısmını elde etmek için bunun yerine kullanılabilir. Ne yazık ki, bazı organometalik bileşikler HCBD ile reaksiyona girer ve bu nedenle, numuneyi tahrip etmemek için çözücü olarak seçerken dikkatli olunmalıdır.[12]
Toksisite
Hekzaklorobütadienin oral, solunum ve dermal yollarla maruz kalmanın ardından sistemik zehirlenmeye neden olduğu gözlemlenmiştir. Etkiler arasında karaciğer ve böbrek hasarı, merkezî sinir sistemi depresyonu ve siyanoz sayılabilir.[13] Hekzaklorobütadienin pirolizi sırasında dioksinler gibi toksik yanma ürünleri oluşur.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Çevre Koruma Ajansı, hekzaklorobütadieni C grubu - İnsanlar için olası kanserojen olarak sınıflandırmıştır.[14] Ulusal Meslekî Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü, sekiz saatlik bir iş günü boyunca önerilen HCBD'ye maruz kalma sınırını 0,02 ppm olarak belirlemiştir.[15]
Çevreye etkileri
Hekzaklorobütadien, birçok ülkede yeni tanımlanmaya başlanan bir kirleticidir. Su, hava, toprak ve çeşitli organizmalarda HCBD'ye rastlanmıștır. Bu nedenden ötürü HCBD birçok ülkede uğraşılması birincil bir kirletici olarak kabul edilmektedir.[16] 2015'te HCBD, Stockholm Sözleşmesi kapsamında "kalıcı organik kirletici" olarak sınıflandırıldı.[17] 2021 yılında ABD Çevre Koruma Ajansı, HCBD'nin kasıtlı üretimini, ithalatını, işlenmesini ve satışını çevresel nedenlerden ötürü yasakladı.[18]
Çoğu araştırma, salınan HCBD'nin önemli bir kısmının atmosfere karıştığını öne sürdü ve çeşitli kaynaklara göre HCBD'nin bulunduğu ana çevre havadır.[19] Düşük miktarlarda dahi olsa, da, Arktik biyotadaki çeşitli canlılarda HCBD'ye rastlanmıștır. Kara kuşları, memeliler ve deniz kuşları; balıklara ve deniz memelilerine göre nispeten daha yüksek HCBD konsantrasyonlarına sahiptir. HCBD'nin fotokimyasal olarak bozununcaya veya parçacık madde üzerine adsorbe edilip suya veya toprağa çökelinceye kadar havada kalması beklenir. Atmosferdeki HCBD yarı ömürlerine ilişkin tahminler 60 gün ile 3 yıl arasında değişmektedir.[19]
HCBD abiyotik ve biyotik dönüşüm süreçlerine girebilir. HCBD, güneş spektrumu içindeki ışığı emdiği için, doğrudan foto-bozunmaya, ayrıca OH radikalleri tarafından foto-oksidasyona ve daha az önemli olarak ozon tarafından foto-oksidasyona uğraması beklenir. Ancak hidrolize olabilen fonksiyonel gruplardan yoksun bir yapıya sahip olan HCBD'nin hidrolize uğraması beklenmemektedir.[19]
Kaynakça
- ^ a b c d e NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0314". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
- ^ a b c d e f Manfred Rossberg et al. "Chlorinated Hydrocarbons," Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2006, DOI:10.1002/14356007.a06_233.pub2
- ^ a b c Kenric A. Marshall, "Chlorocarbons and Chlorohydrocarbons, Survey," Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons Inc, 2003, DOI:10.1002/0471238961.1021182218050504.a01.pub2
- ^ HEXACHLOR BUTADIENE Chemical Engineering. Cilt 51. Ocak 1944. Sf 144
- ^ a b Peter Schmittinger et al. "Chlorine," Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2006, DOI:10.1002/14356007.a06_399.pub2
- ^ GESTIS'te [https://gestis.dguv.de/data?name=020200 Hexachlorbuta-1,3-dien
- ^ Emissionsminderung für prioritäre und prioritäre gefährliche Stoffe der Wasserrahmenrichtlinie – Stoffdatenblätter – Datenblatt Hexachlorbutadien
- ^ Wolfgang Dekant and Spiridon Vamvakas, "Toxicology," Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2004, DOI:10.1002/14356007.b07_155.pub2
- ^ Nancy R. Passow, "Regulatory Agencies, Chemical Process Industry," Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons Inc, 2003, DOI:10.1002/0471238961.0308051316011919.a01.pub2
- ^ Pravin Khandare ve Ron Spohn, "Toluenes, Ring-Chlorinated," Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons Inc, 2001, DOI:10.1002/0471238961.18091407120914.a01.pub2
- ^ Michael T. Holbrook, "Carbon Tetrachloride," Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons Inc, 1993, DOI:10.1002/0471238961.0301180208151202.a01
- ^ Gregory S Girolami, Thomas B. Rauchfuss ve Robert J. Angelici, "Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry," University Science Books, 1999, 0-935702-48-2.
- ^ ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry). [1994]. Toxicological Profile for Hexachlorobutadiene. U.S. Department of Health and Human Services. Public Health Service.
- ^ U.S. EPA (United States Environmental Protection Agency) [1987]. Hexachlorobutadiene. Integrated Risk Information System. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency. [1] 15 Mart 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
- ^ Centers for Disease Control and Prevention. [2011]. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. U.S. Department of Health and Human Services.[2] adresinden erişilebilir.
- ^ Chengyou Liu, Jing Guo, Meng Li, Jinlin Liu ve Lifei Zhang, Levels, Distributions, and Potential Risks of Hexachlorobutadiene from Two Tetrachloroethylene Factories in China. Int J Environ Res Public Health. 2023 Mar; 20(6): 5107. doi: 10.3390/ijerph20065107
- ^ Minxiang Wang, Lili Yang, Xiaoyun Liu, Zheng Wang, Guorui Liu ve Minghui Zheng. Hexachlorobutadiene emissions from typical chemical plants (2021). Frontiers of Environmental Science & Engineering. Cilt 15.
- ^ Hexachlorobutadiene (HCBD); Regulation of Persistent, Bioaccumulative, and Toxic Chemicals Under TSCA Section 6(h). Federal Register
- ^ a b c Jennifer E. Balmer, Hayley Hung, Katrin Vorkamp, Robert J. Letcher, Derek C.G. Muir. Hexachlorobutadiene (HCBD) contamination in the Arctic environment: A review. Emerging Contaminants. Cilt 5, 2019, Sf. 116-122.
