氯仿

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氯仿
IUPAC名
Trichloromethane
别名 三氯甲烷、三氯化碳、哥罗芳
识别
CAS号 67-66-3
PubChem 6212
SMILES
InChI
EINECS 200-663-8
ChEBI 35255
RTECS FS9100000
KEGG C13827
性质
化学式 CHCl3
摩尔质量 119.38 g·mol⁻¹
外观 无色液体
密度 1.48 g/cm³(液)
熔点 -63.5 °C
沸点 61.2 °C
溶解性 0.8 g/100 ml, 20 °C
折光度n
D
1.4459
结构
分子构型 四面体
危险性
欧盟危险性符号
有害有害 Xn
刺激性刺激性 Xi
警示术语 R:R22-R38-R40-R48/20/22
安全术语 S:S2-S36/37
欧盟分类 有害 (Xn)
刺激性 (Xi)
Carc. Cat. 2B
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
2
0
 
闪点 不可燃
PEL 50 ppm (240 mg/m3) (OSHA)
相关物质
其他阴离子 碘仿溴仿氟仿
相关化学品 二氯甲烷一氯甲烷
四氯化碳
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

氯仿学名三氯甲烷,又称哥罗芳英语Chloroform),分子式CHCl3,分子量119.38。“氯仿”一名为英文名的半意半音译;“哥罗芳”为音译。常温下氯仿为无色有气味液体。它是生产聚四氟乙烯的原料。也曾作为制冷剂使用,现已被淘汰[1]

合成方法[编辑]

氯仿的人工合成方法是由三个研究者各自独立发现的。1831年法国化学家Eugène Soubeiran报道了用丙酮乙醇和与次氯酸钙反应制备氯仿的方法[2],美国物理学家Samuel Guthrie制备出了几加仑的氯仿并描述制备出的产物"deliciousness of flavor"[3],同年李比希也合成并描述了氯仿[4]。1834年法国化学家讓-巴蒂斯特·杜馬对氯仿做了命名和化学性质的鉴定.[5]

工业上通常可由甲烷氯气进行取代反应制得。在实验室制备少量氯仿时,纯度要求不高的话,也可透过乙醇丙酮氯漂白剂混合反应制得,光照(紫外线)可提高反应速度。

氘代氯仿的合成方法[编辑]

氘代氯仿是氯仿的同位素体(Isotopologue),氯仿分子中的氢原子被它的同位素氘原子替代。氘代氯仿是一种常用的核磁共振用溶剂,可通过氘代氢氧化钠与氯仿反应得到[6]

氯仿的工业生产[编辑]

工业上大量生产氯仿是通过加热氯气和甲烷或一氯甲烷的混合物得到的[1],在400–500 °C的条件下发生自由基卤代反应:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 → CHCl3 + HCl

氯仿被进一步氯代能得到四氯化碳: :CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl

因此通过加热氯气和甲烷或一氯甲烷的混合物这个过程得到的是四种氯代甲烷的混合物,通过蒸馏分离得到氯仿[1]

用途[编辑]

氯仿的主要用途是合成二氟一氯甲烷(R-22),二氟一氯甲烷是生产聚四氟乙烯所用的单体四氟乙烯的原料

\ CHCl_3 + 2HF \ \xrightarrow [30\!-\!80^oC, \ 392.25\!-\!588.39kPa]{SbCl_5} \ CHClF_2 + 2HCl

麻醉剂[编辑]

曾作为麻醉剂被广泛使用,这个用途是在1847年11月4日由苏格兰妇产科医生詹姆斯·楊·辛普森和他的朋友们在他们自己身上做试验以寻找一种可代替乙醚的物质作为全身麻醉剂(General anesthetics)的过程中所发现的[7][8],随后在外科手术中使用氯仿做麻醉剂的方法迅速在欧洲各地传播开来,19世纪50年代在维多利亚女王最后两个孩子的出生过程中医生约翰·斯诺用到了氯仿作为麻醉剂[9]。氯仿也可为作镇静剂用。

溶剂[编辑]

氯仿由于其相对化学惰性、能与大多数有机液体混溶和易挥发的特点,成为实验室的常用溶剂。它作为溶剂在药物工业中使用也用于生产染料和杀虫剂。它能有效溶解许多游离态的生物碱,所以常在从植物中提取药物成分的过程中作为萃取剂使用,比如它可用于从提取罂粟目植物中提取吗啡和从曼陀罗属植物中提取東莨菪碱。亦能够溶解聚甲基丙烯酸甲酯,故此用于粘接有机玻璃。

作为试剂应用于有机合成[编辑]

氯仿作为有机合成的原料,可用于制作氟里昂。氯仿在相转移催化剂存在下与氢氧化钠的水溶液反应可产生二氯卡宾(Dichlorocarbene)[10] [11][12],产生的二氯卡宾可被烯烃捕获生成环丙烷的衍生物。

安全[编辑]

由于它会被用作镇静剂,短时间吸入已经会产生晕眩、疲倦、头痛等征状。氯仿也有致癌性

在学校实验室,若果氯仿浓度不高的话,可用棕色瓶(隔开光线)储存,并加水于其上层以免它气化。实验室中对氯仿进行倾倒时要在通风橱内进行,因为氯仿见光易被氧化生成有毒的光气

氯仿与丙酮不应混合(特别是在碱性环境下),两者会发生剧烈的放热反应,若混合可能导致强烈爆炸。[13]

三氯甲烷对人体有致癌可能,IARC目前将氯仿列为2B类致癌物质(有可能对人类致癌)。[14]

注意[编辑]

氯仿具有一般金木工、手作的用途,能够在五金店之类的地方获得,不法之徒会利用其镇静功效来迷晕受害者。

香港在九十年代发生过与其有关的劫案,当时市民有些「闻哥罗芳色变」。这也只是芸芸「迷晕党」中的其中一种。

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 M. Rossberg et al.“Chlorinated Hydrocarbons”in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_233.pub2
  2. ^ Eugène Soubeiran. Ann. Chim. 1831, 48: 131. 
  3. ^ Samuel Guthrie. New mode of preparing a spirituous solution of Chloric Ether. Am. J. Sci. And Arts. 1832, 21: 64. 
  4. ^ Justus Liebig. Ueber die Verbindungen, welche durch die Einwirkung des Chlors auf Alkohol, Aether, ölbildendes Gas und Essiggeist entstehen. Annalen der Pharmacie. 1832, 1 (2): 182–230. doi:10.1002/jlac.18320010203. 
  5. ^ Jean-Baptiste Dumas. Untersuchung über die Wirkung des Chlors auf den Alkohol. Annalen der Pharmacie. 1834, 107 (41): 650–656. doi:10.1002/andp.18341074103. 
  6. ^ Canadian Patent 1085423
  7. ^ Gordon, H. Laing. Sir James Young Simpson and Chloroform (1811-1870). The Minerva Group, Inc. 2002-11: 106–109 [11 November 2011]. ISBN 978-1-4102-0291-8. 
  8. ^ 陳炳聖. 《萬物簡史》. 源樺. 2007. ISBN 986828421X. 
  9. ^ Anesthesia and Queen Victoria
  10. ^ Srebnik, M.; Laloë, E. "Chloroform" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis" 2001 John Wiley.doi:10.1002/047084289X.rc105
  11. ^ (1988) "1,6-Methano[10]annulene". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 731. 
  12. ^ Gokel, G. W.; Widera, R. P.; Weber, W. P. (1988). "Phase-Transfer Hofmann Carbylamine Reaction: tert-Butyl Isocyanide". Org. Synth.; Coll. Vol. 6: 232. 
  13. ^ Acetone (ICSC)
  14. ^ IARC Summaries & Evaluations VOL. 73 (1999) (p. 131)

外部链接[编辑]