Πολυαλογονωμένες ενώσεις

Οι αλογονώσεις είναι η εναλλαγή ενός ατόμου ή μορίου με άτομα αλογόνου. Το φθόριο, το βρώμιο, το χλώριο και το ιώδιο είναι άτομα αλογόνου. Οι αλογονώσεις βοηθούν στη δημιουργία χρήσιμων ενώσεων στην πρακτική ζωή. Στις πολυαλογονωμένες ενώσεις, θα υπάρχει υποκατάσταση αλογόνου σε πολλαπλές θέσεις. Οι κύριες χρήσεις των πολυαλογονωμένων ενώσεων είναι σε γεωργικές και βιομηχανικές χρήσεις.

Τι είναι μια πολυαλογονωμένη ένωση;

Μια πολυαλογονωμένη ένωση είναι μια ένωση που έχει υποκατεστημένο αλογόνο σε πολλαπλές θέσεις. Σχηματίζουν επικίνδυνες ενώσεις όπως τα φυτοφάρμακα και το DDT, που μπορεί να είναι επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία. Για παράδειγμα, εξετάστε τη χλωρίωση του μεθανίου για τη μελέτη του σχηματισμού πολυαλογονωμένων ενώσεων. Μετά το βήμα διάδοσης στον μηχανισμό της αλυσιδωτής αντίδρασης, το χλώριο μπορεί να συνδεθεί ξανά με το χλωρομεθάνιο και να σχηματίσει διχλωρομεθάνιο. Μπορεί να μετατραπεί ξανά σε τριχλωρομεθάνιο ή ακόμα και σε τετραχλωρομεθάνιο.

Τύποι πολυαλογονωμένων ενώσεων

• Πολυχλωριωμένες ενώσεις:υποκατάσταση αλογόνου με χλώριο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν εξαχλωροφένιο και διοξίνες
• Πολυβρωμιωμένο:αντικατάσταση αλογόνου με βρώμιο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν PBDE, πολυβρωμιωμένα διφαινύλια
• Υπερφθοριωμένες ενώσεις:υποκατάσταση αλογόνου με φθόριο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν υπερφθορο-οκτανοσουλφονυλοφθορίδιο και υπερφθορο-οκτανοσουλφονικό οξύ 
• Πολυιωδιωμένες ενώσεις:υποκατάσταση αλογόνου με ιώδιο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν οργανικούς ρύπους όπως το Iopromide

Χρήσεις πολυαλογονωμένων ενώσεων

Οι πολυαλογονωμένες ενώσεις έχουν μεγάλη ποικιλία χρήσεων στην ανθρώπινη ζωή

• Χρησιμοποιείται ως διαλύτες- διχλωρομεθάνιο που χρησιμοποιείται για την αφαίρεση χρώματος ως διαλύτης και επίσης προωθητικό σε αερολύματα.
• Αναισθητικό – πολυαλογονωμένες ενώσεις όπως το χλωροφόρμιο χρησιμοποιούνται ως αναισθητικό.
• Χημικές ουσίες – Πολυαλογονωμένες ενώσεις όπως το DDT χρησιμοποιούνται ως φυτοφάρμακα και είναι χρήσιμες στον έλεγχο των παρασίτων.
• Αντισηπτικά- πολυαλογονωμένες ενώσεις όπως το ιωδοφόρμιο έχουν αντιβακτηριδιακή δράση.
• Προωθητικά αεροζόλ – τα φρέον χρησιμοποιούνται ως προωθητικά αεροζόλ.

Μειονεκτήματα πολυαλογονωμένων ενώσεων

Παρόλο που χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς στην πρακτική ζωή, γενικά είναι επικίνδυνα. Αυτό προκαλεί διάφορα προβλήματα που σχετίζονται με αυτό. Μερικά από αυτά μπορούν να εξηγηθούν ως,

• DDT – ένα φυτοφάρμακο που χρησιμοποιήθηκε ευρέως στη δεκαετία του 1940, το οποίο αργότερα απαγορεύτηκε λόγω της εύρεσης βιοσυσσώρευσης στους λιπώδεις ιστούς και τοξικότητας για τα ψάρια.
• Η έντονη μυρωδιά του ιωδοφόρμιου έκανε τους ανθρώπους να χρησιμοποιούν μια πιο ήπια μορφή ιωδίου για αντισηπτικούς σκοπούς.
• Το ιοπρομίδιο είναι μια πολυαλογονωμένη ένωση που προκαλεί περιβαλλοντική ρύπανση.
• Το τετραχλωρομεθάνιο προκαλεί καταστροφή του όζοντος, η οποία τελικά οδηγεί σε καρκίνο του δέρματος.
• Μια χαμηλή ποσότητα μεθυλενοχλωριδίου στο περιβάλλον προκαλεί ελαφρά ακοή και βλάβες στην όραση. Η υψηλότερη συγκέντρωση προκαλεί ζάλη και μούδιασμα των άκρων των χεριών και των ποδιών. Η άμεση επαφή με το δέρμα προκαλεί έντονο κάψιμο και κάψιμο του κερατοειδούς.

Γενικά, οι περισσότερες από τις πολυαλογονωμένες ενώσεις είναι ρύποι για το περιβάλλον όπως το ιοπρομίδιο, το υπερφθοροκτανοϊκό, το διχλωροδιφαινυλοτριχλωροαιθάνιο και το εξαβρωμοκυκλοδωδεκάνιο.

Σημαντικές πολυαλογονωμένες ενώσεις

Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικές σημαντικές πολυαλογονωμένες ενώσεις.

• PFOA και PFOS (υπερφθοροοκτανοϊκό και σουλφονικό υπερφθοριοκτάνιο)

Αυτές οι ενώσεις χρησιμοποιούνται σε καταναλωτικές εφαρμογές όπως υφάσματα ρούχων, δέρμα, υδραυλικό υγρό αεροσκαφών κ.λπ. Η υποχρόνια έκθεση σε PFOS οδηγεί σε σημαντική ηπατοτοξικότητα και μείωση της χοληστερόλης και της θυρεοειδικής ορμόνης.

• Διχλωρομεθάνιο (μεθυλενοχλωρίδιο)

Είναι ένα εύφλεκτο, άχρωμο υγρό. Χρησιμοποιείται ως αφαίρεση βαφής, προωθητικό αεροζόλ, ψυκτικό και αποκηρωτικός παράγοντας. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν ελαφρά ακοή, εξασθένηση της όρασης, ζάλη και μούδιασμα των άκρων των χεριών και των ποδιών. Η άμεση επαφή με το δέρμα προκαλεί έντονο κάψιμο και κάψιμο του κερατοειδούς.

• Χλωροφόρμιο

Είναι ένα άχρωμο υγρό υψηλής πυκνότητας. Είναι δηλητηριώδες και χρησιμοποιείται ως αναισθητικό σε ήπιες συγκεντρώσεις. Χρησιμοποιείται στα φαρμακευτικά προϊόντα και στην κατασκευή φρέον. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν ζάλη και πονοκέφαλο. Όταν το χλωροφόρμιο εκτίθεται στο φως, οξειδώνεται σε ένα δηλητηριώδες αέριο που ονομάζεται φωσγένιο.

• Ιωδοφόρμιο

Το ιωδοφόρμιο χρησιμοποιείται ευρέως για την αντισηπτική του ιδιότητα. Αργότερα διαπιστώθηκε ότι η αντισηπτική ιδιότητα οφείλεται στην απελευθέρωση ιωδίου, όχι σε ιωδοφόρμιο. Είχε επίσης μια πικάντικη μυρωδιά. Επομένως αργότερα, αντικαθίσταται με άλλες μορφές ιωδίου για αντισηπτικούς σκοπούς.

• Πολυχλωριωμένο διφαινύλιο (PBCs)

Είναι ένα ρευστό ανταλλαγής θερμότητας. Χρησιμοποιείται επίσης ως πρόσθετο σε χρώματα και πλαστικά. Οι αρνητικές παρενέργειες περιλαμβάνουν δέρμα που μοιάζει με ακμή σε ενήλικες και νευροσυμπεριφορικές και ανοσολογικές αλλαγές στα παιδιά.

• Τετραβρωμο δισφαινόλη Α (TBBPA)

Χρησιμοποιείται ως αντιδραστικό επιβραδυντικό φλόγας σε ελάσματα για τυπωμένες πλακέτες καλωδίωσης. Χρησιμοποιείται επίσης ως πρόσθετο επιβραδυντικό φλόγας σε πλαστικά. Οι ανεπιθύμητες ενέργειες περιλαμβάνουν προβλήματα στα πρωτογενή ηπατοκύτταρα, ανοσοτοξικότητα και νευροτοξικότητα.

• Τετραχλωρομεθάνιο

Είναι ένα άχρωμο ελαιώδες υγρό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ανθράκων χλωροφορμίου. Είναι διαλύτης για λάδι, λίπος και κεριά. Χρησιμοποιείται ως πυροσβεστήρας και συμβάλλει επίσης στο στεγνό καθάρισμα.

• Διχλωροδιφαινυλοτριχλωροαιθάνιο (DDT)

Είναι ένα ισχυρό φυτοφάρμακο που χρησιμοποιήθηκε ευρέως στη δεκαετία του 1940. Αργότερα λόγω της εμφάνισης εντόμων ανθεκτικών στο DDT, το βασικό πρόβλημα έγινε πιο δυσμενές. Αργότερα απαγορεύτηκε λόγω των υποκείμενων προβλημάτων του. Είναι τοξικό για τα ψάρια και βιοσυσσωρεύεται στους λιπώδεις ιστούς.

Πώς να διασπάσετε αυτές τις ενώσεις;

Μερικές φορές αυτές οι τοξικές ενώσεις σχηματίστηκαν ως παραπροϊόντα σε αλυσιδωτές αντιδράσεις. Κυρίως συνέχισαν να σχηματίζουν περισσότερα από τα στοχευμένα προϊόντα. Για να αποφευχθεί αυτό, υπάρχουν ορισμένοι τρόποι.

• Στη χλωρίωση του μεθανίου, μπορούμε να εισάγουμε περισσότερα μόρια μεθανίου από το χλώριο. Αποτρέπει το σχηματισμό διχλωρομεθανίου, τριχλωρομεθανίου και τετραχλωρομεθανίου σε κάποιο βαθμό.
• Απομάκρυνση αλογόνου με ηλεκτρόλυση
• Χρήση αναερόβιων βακτηρίων

Συμπέρασμα

Στις πολυαλογονωμένες ενώσεις, θα υπάρχει υποκατάσταση αλογόνου σε πολλαπλές θέσεις. Οι κύριες χρήσεις των πολυαλογονωμένων ενώσεων είναι σε γεωργικές και βιομηχανικές χρήσεις. Οι αλογονώσεις είναι η εναλλαγή ενός ατόμου ή μορίου με άτομα αλογόνου. Το φθόριο, το βρώμιο, το χλώριο και το ιώδιο είναι τα άτομα αλογόνου. Υπάρχουν τέσσερις τύποι πολυαλογονωμένων ενώσεων – πολυχλωριωμένες, πολυβρωμιωμένες, υπερφθοριωμένες και πολυιωδιωμένες.