Cloroformo

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Cloroformo
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Nombre (IUPAC) sistemático
Cloroformo
General
Otros nombres Triclorometano, tricloruro de metilo
Fórmula molecular CHCl3
Identificadores
Número CAS 67-66-3[1]
ChEBI 35255
ChemSpider 5977
PubChem 6212
Propiedades físicas
Estado de agregación Líquido
Apariencia Incoloro
Densidad 1483 kg/m3; 1,483 g/cm3
Masa molar 119,38 g/mol
Punto de fusión 209,5 K (-64 °C)
Punto de ebullición 334,2 K (61 °C)
Estructura cristalina Tetraédrica
Índice de refracción 1.4459
Propiedades químicas
Solubilidad en agua 0,8 g/100 ml 293,15 K (20 °C)
Peligrosidad
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
1
0
 
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El cloroformo, triclorometano o tricloruro de metilo, es un compuesto químico de fórmula química CHCl3. Puede obtenerse por cloración como derivado del metano o del alcohol etílico o, más habitualmente en la industria farmacéutica, utilizando hierro y ácido sobre tetracloruro de carbono.

A temperatura ambiente, es un líquido volátil, no inflamable, incoloro, de olor penetrante,[2] [3] [4] dulzón y cítrico, descripto por Samuel Guthrie como "de delicioso sabor".[5] Se descompone lentamente por acción combinada del oxígeno y la luz solar, transformándose en fosgeno (COCl2) y cloruro de hidrógeno (HCl) según la siguiente ecuación:

2 CHCl3 + O2 -> 2 COCl2 + 2 HCl

por lo cual se aconseja conservarlo en botellas de vidrio color ámbar y lejos de la luz.[2]

Aplicaciones[editar]

El cloroformo es empleado habitualmente en tintorerías como disolvente de grasas en la limpieza a seco, extintores de incendios, fabricación de colorantes, fumigantes, insecticidas.[6]

El cloroformo se emplea como materia prima en la industria química. Por ejemplo, para la fabricación de carburos fluorados (que se utilizan como propelentes de aerosoles, refrigerantes y agentes de soplado), que se utilizan como refrigerantes, resinas, plásticos, etc.

El cloroformo es un reactivo químico útil debido a la polarización de sus enlaces C-Cl, por lo que es una herramienta apreciada en síntesis orgánica, al proporcionar el grupo CCl2.

Se utiliza habitualmente como disolvente y desengrasante en muchos procesos industriales y en diversos laboratorios, siendo especialmente común el empleo de su derivado deuterado en los laboratorios de química orgánica y farmacéutica.[7] No obstante, debido a la toxicidad del cloroformo, actualmente la tendencia es sustituir su uso en la medida de lo posible por cloruro de metileno (un haloalcano similar al cloroformo) y otros disolventes menos tóxicos.

Además, debido a que es usualmente estable y miscible con la mayoría de los compuestos orgánicos lipídicos y saponificables, es comúnmente utilizado como solvente. Es también utilizado en biología molecular para varios procesos, como la extracción de ADN de lisados celulares. Asimismo, es usado en el proceso de fijación de muestras histológicas post mortem.

También tiene la particularidad de permitir "saborear colores", dado que los colores vívidos se pueden saborear gracias a una disrupción entre las neuronas sensitivas del quinto par craneal (nervio trigémino) quien propociona el sentido del gusto al tercio posterior de la lengua, con su núcleo iridioconstrictor y con el segundo par craneal (nervio óptico) que genera la extraña sensación de saborear colores, ya que ambos nervios poseen los mismos núcleos cerebrales y son estimulados enérgicamente al entrar el cloroformo en contacto con ellos.[cita requerida]

Debido a que interactúa con ciertos receptores del sistema nervioso, el cloroformo tiene las características de un depresor del sistema nervioso central y genera de suaves a severas alucinaciones psicodélicas en jóvenes y adultos. El cloroformo fue la primera sustancia a la que se asociaron propiedades anestésicas, siendo utilizado por primera vez como tal a finales de 1847, por el médico y obstetra escocés James Young Simpson[8] y se popularizó a partir de 1853 al ser utilizado por John Snow para anestesiar a la reina Victoria de Inglaterra para el parto de a su octavo hijo.[9] [10] Esto supuso grandes avances en cirugía, y fue empleado durante mucho tiempo como anestésico. No obstante, debido a su toxicidad y posible carcinogenicidad, hubo un cambio en el patrón de uso de este compuesto, y actualmente se ha reemplazado su uso por otros anestésicos más seguros.

Otras aplicaciones del cloroformo radican en su utilidad para la extracción y purificación de la penicilina y otros antibióticos. También para la purificación de diversos alcaloides, como disolvente de extracción de vitaminas y sabores.[11]

Toxicocinética[editar]

Absorción[editar]

Se absorbe bien tanto por vía inhalatoria como por vía oral y dérmica.[6] [12]

Metabolismo[editar]

El cloroformo es metabolizado por vías oxidativas y reductoras. En condiciones normales, el metabolismo oxidativo es la vía principal, y el metabolismo reductivo no juega un papel significativo. El cloroformo también se conjuga con ácido glucurónico (conjugación mercaptúrica).[6]

El metabolismo del cloroformo es más rápido en ratones que en ratas, mientras que en los tejidos humanos (hígado y riñón), porque tienen un déficit en la actividad del isoenzima CYP2E1, que es la responsable del metabolismo del cloroformo.[6]

Conversión a fosgeno[editar]

El principal metabolito del cloroformo es el dióxido de carbono (CO2), aunque también se pueden formar otros metabolitos por reacciones de oxidación, por ejemplo, el fosgeno, un cloruro de ácido muy reactivo. El fosgeno es extremadamente tóxico porque reacciona con muchas biomoléculas, produciendo la inactivación de sus funciones.[11]

Hay que tener en cuenta que el fosgeno se puede formar tanto por metabolismo dentro de los seres vivos, y también ex vivo, en presencia de oxígeno y a temperatura ambiente. Por ello, en muchas botellas comerciales de cloroformo frecuentemente se añaden pequeñas cantidades de etanol, con objeto de formar las trazas de fosgeno que podrían formarse.[11]

Posteriormente, el fosgeno sufre una conjugación mercaptúrica, esto es, se conjuga con glutation (antioxidante natural) mediante la acción de la enzima glutation-S-transferasa. Como consecuencia de esta reacción, aumentan los niveles de peróxido de hidrógeno (H2O2), un radical libre de oxígeno. El peróxido de hidrógeno, en presencia de hierro quelado (Fe2+) rinde la reacción de Fenton, en la que se producen más radicales libres de oxígeno: el anión hidroxilo (OH-) y el radical hidroxilo (OH·).[13]

Eliminación[editar]

La principal ruta de eliminación es el aire exhalado.[14]

Mecanismo de acción tóxico[editar]

El cloroformo puede producir la muerte celular por dos mecanismos bioquímicos:

1.- Alteración de la homeostasis del calcio. El cloroformo forma enlaces covalentes con la bomba Ca2+ ATPasa situada en la membrana plasmática y en la membrana de retículo endoplasmático liso. Esta bomba tiene como función almacenar calcio dentro del retículo endoplasmático, y expulsar calcio fuera del citosol. Por tanto, el cloroformo inhibe estas funciones, y como consecuencia, aumentan los niveles de calcio intracelulares.[14]

2.- Estrés oxidativo. El cloroformo está implicado en la hiperproducción de especies reactivas del oxígeno (ROS) y especies reactivas de nitrógeno (RON). Estas especies son generadas en el proceso de biotransformación del cloroformo en los seres vivos.[14]

Efectos tóxicos[editar]

Agudos[editar]

El cloroformo es un agente altamente irritante en estado líquido, produce efectos irritantes en nariz, garganta, ojos, piel.[15] No obstante, no se han descrito efectos irritantes en estado gaseoso.[14] [16]

En estudios de exposición a cloroformo por vía inhalatoria a corto plazo en animales de experimentación se han descrito depresión del SNC, dilatación de pupilas de los ojos (midriasis), reducción a la reacción a la luz, y reducción de la presión intraocular.[14]

Crónicos[editar]

El cloroformo presenta una toxicidad de leve a moderada. La exposición crónica (a largo plazo) tiene efectos sobre el hígado (incluyendo hepatitis e ictericia), sobre el sistema nervioso central (como la depresión y la irritabilidad), y sobre los riñones.[17] [18]

Se ha probado la toxicidad del cloroformo durante el desarrollo de ratones y ratas mediante su administración por sonda nasogástrica y mediante inhalación. En varios estudios se ha observado la toxicidad fetal (acaudía, ano sin perforar, fisura palatina, costillas onduladas), retraso del crecimiento, concurrente con la evidencia de la toxicidad materna. En otro estudio se observaron efectos sobre la reproducción.[19] [20]

En estudios realizados por administración oral y en un estudio con exposición por inhalación en ratones, se produjeron tumores de túbulos renales y, en otros estudios, tumores hepatocelulares y de tiroides siguiendo a un patrón dependiente de la variedad animal y del sexo. En un estudio en perros no se observó aumento de la incidencia de tumores.[6] [21] [22] [23]

Los estudios in vitro e in vivo actuales concluyen que el efecto carcinogénico del cloroformo es debido a mecanismos no genotóxicos y dependientes del daño crónico de los tejidos.[24]

La exposición ocupacional al cloroformo puede ocurrir durante su producción y uso como disolvente. La población general puede estar expuesta por su presencia en el agua potable tratada con cloro, en el aire y en algunos alimentos.

También se han realizado estudios epidemiológicos de exposición profesional al cloroformo. Éstos indican que a concentraciones del orden 20 – 80 ppm los trabajadores sufren cefaleas, laxitud y molestias digestivas.[25] A concentraciones superiores a 200 ppm se han descrito esos síntomas, junto con una mayor incidencia de hepatomegalia.[26] También se han descrito brotes de ictericia tóxica en trabajadores expuestos a cloroformo.[27] [28]

Dos estudios de cohortes relacionaron el desarrollo de cáncer con la calidad del agua potable. Uno de ellos mostró un exceso de mortalidad por cánceres de hígado y mama en asociación a la cloración del agua, mientras que el otro mostró un aumento de los riesgos para el cáncer de colon, de pulmón y melanoma de piel asociada a las concentraciones de cloroformo en el agua potable.

Ocho estudios de casos y controles mostraron asociación sobre el cáncer de vejiga en relación al cloro del agua potable en Estados Unidos. En cinco de ellos se obtuvieron resultados significativos, pero con poca consistencia en la definición del patrón de riesgo en los subgrupos definidos por sexo o por las medidas de consumo de cloroformo. En dos de ellos se observaron tendencias crecientes significativas en el riesgo de cáncer de vejiga.

Siete estudios de casos y controles abordan el riesgo del cáncer de intestino grueso en asociación con el consumo de agua clorada. En dos de estos estudios se evaluó la exposición a los trihalometanos. Dos estudios mostraron una asociación significativa con el cáncer rectal. Sin embargo, los resultados fueron inconsistentes en relación al lugar del intestino grueso y al sexo, y la calidad de los estudios era muy variable.

La exposición al cloroformo en el lugar de trabajo se abordó en dos estudios de casos y controles. El estudio sobre el cáncer de cerebro dio resultados negativos. El otro estudio incluye varios lugares (pero no el cerebro) y mostró asociaciones con el cáncer de próstata y de cáncer de pulmón, pero no se observó asociación con el cáncer de vejiga.[29]

La presencia de varios subproductos de la cloración, como los trihalometanos, es probable que estén altamente correlacionados con el desarrollo de un proceso cancerígeno. El cloroformo es el más ubicuo, el otro subproducto por lo tanto, puede actuar como factor de confusión en los estudios de exposición al agua clorada. Además, las fuentes importantes de cloroformo que no sean el agua de bebida fueron ignoradas en la mayoría de los estudios.[30]

Actualmente los estudios sobre la carcinogenicidad del cloroformo inducen a pensar que éste podría tratarse de un agente cancerígeno. Por ello, el cloroformo debe manipularse como un carcinógeno, es decir, hay que extremar las precauciones.

Tratamiento de la intoxicación[editar]

En vista de que el cloroformo sufre conjugación mercaptúrica en su paso por el organismo, algunos autores proponen a la N-acetilcisteína como un posible tratamiento de las intoxicaciones con cloroformo. La N-acetilcisteína, por su capacidad de inhibir la formación de radicales libres generados por el cloroformo y sus metabolitos, ha presentado efectividad en algunos casos en el tratamiento de intoxicaciones por cloroformo, incluso combinado con otros antioxidantes naturales, como la vitamina E.[31]

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. a b Mellor, J. W. Química inorgánica moderna. Librería y Editorial El Ateneo. Buenos Aires, 1947.
  3. «Cloroformo. Documentación toxicológica». Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (2007). España.
  4. «Hoja de seguridad VII. Cloroformo». Facultad de Química. Universidad Nacional Autónoma de México.
  5. Guthrie, Samuel (1832). «New mode of preparing a spirituous solution of chloric ether». Am. J. Sci. and Arts 21: 64.
  6. a b c d e Corley, R.A., Mendrala, F.A., Smith, P.A. et al. (1990). Development of a physiologically based pharmacokinetic model for chloroform. Toxicol. Appl. Pharmacol.103, 312-527. 
  7. Wade, L. G. (2006) Organic Chemistry. Sixth Edition. 2006. Pearson.
  8. (en inglés) Gordon, H. Laing. Sir James Young Simpson and Chloroform (1811–1870), pp. 106–109. The Minerva Group, Inc. ISBN 978-1-4102-0291-8 En Google Books. Consultado el 20 diciembre 2013.
  9. (en inglés) «Anesthesia and Queen Victoria». Departamento de Epidemiología de UCLA. Consultado el 20 de diciembre de 2013.
  10. Franco, Grande, Avelino y otros (2005). Historia de la anestesia en España, 1847-1940. Arán Ediciones. ISBN 978-84-95913-56-2. 
  11. a b c Hardie, D.W.F. in Kirk-Othmer. Encyclopedia of Chemical Technology, Second Edition. Interscience Publishers, New York, New York, Volume 5, pp. 119-127, 1964. 
  12. Tsurata, H. (1975). Percutaneous absorption of organic solvents. Comparative study of the in vivo percutaneous absorption of chlorinated solvents in mice. Ind. Health, 13, 227-236. 
  13. «International Agency for Research on Cancer (IARC) – Summaries & Evaluations: Chloroform». Consultado el 10 de noviembre de 2013.
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  15. Fuhner, H. The intensity and action of chloroform and carbon tetrachloride. Arch. Exp. Pathol., 97:86-112, 1923. 
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  22. Jorgenson, T.A., Meierhenry, E.F., Rushbrook, C.J., Bull, R.J. y Robinson, M. (1985). Carcinogenicity of chloroform in drinking water to male Osborne-mendel rats and female B6C3F1 mice. Fund. Appl. Toxicol., 5, 760-769. 
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  27. Phoon, W.H., Goh, K.T., Lee, L.T., Tan, K.T. y Kwok, S.F. (1983). Toxic jaundice from occupational exposure to chloroform. Med. J. Malaysia, 38, 31-34. 
  28. Phoon, W.H. (1975). An epidemiological study of an out break of jaundice in a factory. Ann. Acad. Med. Singapur, 4, 396-399. 
  29. International Agency for Research on Cancer (IARC) – Summaries & Evaluations: Chloroform. Retrieved 2010-09-02. 
  30. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). Toxicological Profile for Chloroform. Public Health Service, U.S. Department of Health and Human Services, Atlanta, GA. 1997. 
  31. Komorniski, E,; Calistro S.; Di Biasi, B.; Garay, J.; Damin, C. Intoxicación con cloroformo “a propósito de un caso”. Unidad Toxicología - Hospital “Juan Fernández”. Cerviño 3356. CABA.. 

Enlaces externos[editar]