الكلوروفورم

الكلوروفورم المُدَوتَر هو نظير للكلوروفورم يحتوي على ذرة ديوتيريوم واحدة . _يُعدّ CDCl3 مذيبًا شائع الاستخدام في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي . يُنتَج الكلوروفورم المُدَوتَر من تفاعل سداسي كلورو الأسيتون مع الماء الثقيل . ^{[ 33 ]} أصبحت عملية الهالوفورم قديمةً لإنتاج الكلوروفورم العادي. يمكن أيضًا تحضير الكلوروفورم المُدَوتَر من خلال تفاعل ديوتيروكسيد الصوديوم مع هيدرات الكلورال . ^{[ 34 ] [ 35 ]}

قد يحدث تفاعل الهالوفورم أيضًا بشكل غير مقصود في المنازل. إذ يمكن أن ينتج عن مزج محلول هيبوكلوريت الصوديوم ( مبيض الكلور ) مع سوائل منزلية شائعة مثل الأسيتون ، أو ميثيل إيثيل كيتون ، أو الإيثانول ، أو كحول الأيزوبروبيل ، كمية من الكلوروفورم، بالإضافة إلى مركبات أخرى مثل كلوروأسيتون أو ثنائي كلوروأسيتون . ^{[ 36 ] [ 37 ]}

يشارك الهيدروجين المرتبط بالكربون في الكلوروفورم في الروابط الهيدروجينية، ^{[ 39 ] [ 40 ]} مما يجعله مذيبًا جيدًا للعديد من المواد.

يُستخدم الكلوروفورم عالميًا في تركيبات المبيدات الحشرية، كمذيب للدهون والمطاط والقلويدات والشموع والجوتا بيركا والراتنجات ، وكعامل تنظيف ، ومبيد للحبوب ^، وفي طفايات الحريق ، وفي صناعة المطاط. ^{[ 41 ] [ 42} ] _يُعدّ CDCl3 مذيبًا شائع الاستخدام في مطيافية الرنين النووي المغناطيسي . ^{[ 43 ]}

يُستخدم الكلوروفورم كمادة أولية لإنتاج R-22 (كلوروديفلوروميثان). ويتم ذلك بتفاعله مع حمض الهيدروفلوريك (HF) الذي يُفلور _جزيء CHCl3 ويُنتج حمض الهيدروكلوريك كمنتج ثانوي. ^{[ 44 ]} قبل تطبيق بروتوكول مونتريال ، كان معظم الكلوروفورم المُنتج في الولايات المتحدة يُستخدم في إنتاج كلوروديفلوروميثان . ومع ذلك، لا يزال إنتاجه مرتفعًا، لأنه مادة أولية رئيسية لمركب PTFE. ^{[ 45 ]}

على الرغم من أن الكلوروفورم يتمتع بخصائص مثل انخفاض درجة غليانه، وانخفاض قدرته على إحداث الاحتباس الحراري إلى 31 فقط (مقارنة بـ 1760 لـ R-22)، وهي خصائص جذابة لمادة التبريد، إلا أن المعلومات المتوفرة قليلة فيما يشير إلى استخدامه على نطاق واسع كمادة تبريد في أي من المنتجات الاستهلاكية. ^{[ 46 ]}

في مذيبات مثل _رابع كلوريد الكربون والألكانات، يرتبط الكلوروفورم بروابط هيدروجينية مع مجموعة متنوعة من قواعد لويس. يُصنف حمض الهيدروكلوريك (HCl3 ₎ كحمض قوي ، ويُدرج نموذج ECW معلمات حمضه كالتالي: EA ₌ 1.56 و CA ₌ 0.44.

يُستخدم الكلوروفورم ككاشف ، فهو مصدر لمركب ثنائي كلورو كاربين الوسيط CCl₂ _. ^{[ 47} ] يتفاعل الكلوروفورم مع هيدروكسيد الصوديوم المائي ، عادةً بوجود عامل مساعد ^لنقل الطور ، لإنتاج _ثنائي كلورو كاربين ، CCl₂ . ^{[ 48 ] [ 49 ]} يُحفز هذا الكاشف عملية إضافة مجموعة فورميل إلى الموقع أورثو في الحلقات العطرية النشطة ، مثل الفينولات ، مُنتجًا ألدهيدات أريل في تفاعل يُعرف باسم تفاعل رايمر-تيمان . بدلاً من ذلك، يمكن اصطياد الكاربين بواسطة ألكين لتكوين مشتق سيكلوبروبان . في إضافة خاراش ، يُكوّن الكلوروفورم جذرًا حرًا •CHCl₂ _الذي يُضاف إلى الألكينات. ^{[ 50 ]}

الكلوروفورم مخدر عام قوي ، وله تأثير مبهج ، ومضاد للقلق ، ومهدئ عند استنشاقه أو تناوله. وُصفت خصائص الكلوروفورم المخدرة لأول مرة عام 1842 في أطروحة روبرت مورتيمر غلوفر ، والتي حازت على الميدالية الذهبية لجمعية هارفيان في ذلك العام. ^{[ 51 ] [ 52 ]} كما أجرى غلوفر تجارب عملية على الكلاب لإثبات نظرياته وتطويرها، ثم قدمها في أطروحته للدكتوراه في جامعة إدنبرة صيف عام 1847، حيث صنف المركبات الهالوجينية المخدرة على أنها "نوع جديد من المواد السامة". ^{[ 51 ]}

كان الطبيب الاسكتلندي جيمس يونغ سيمبسون ، المتخصص في التوليد ، أحد الممتحنين الذين طُلب منهم قراءة الرسالة، لكنه ادعى لاحقًا أنه لم يقرأها قط وأنه توصل إلى استنتاجاته الخاصة بشكل مستقل. ^{[ 51 ]} وقد أثار بيركنز-ماكفي، من بين آخرين، شكوكًا حول مصداقية ادعاء سيمبسون، مشيرين إلى أن منشورات سيمبسون حول هذا الموضوع في عام 1847 تُردد بوضوح ما كتبه غلوفر، وبصفته أحد ممتحني الرسالة، فمن المرجح أن سيمبسون كان على دراية بمحتوى دراسة غلوفر، حتى وإن تهرب من واجباته كممتحن. ^{[ 51 ]} وفي عامي 1847 و1848، كتب غلوفر سلسلة من الرسائل الحادة يتهم فيها سيمبسون بسرقة اكتشافه، الذي كان قد أكسب سيمبسون شهرة واسعة. ^{[ 51 ]} ومهما كان مصدر إلهامه، فقد زعم سيمبسون في 4 نوفمبر 1847 أنه اكتشف الخصائص التخديرية للكلوروفورم لدى البشر. قام هو واثنان من زملائه بتسلية أنفسهم بتجربة تأثيرات مواد مختلفة، وكشفوا بذلك عن إمكانية استخدام الكلوروفورم في الإجراءات الطبية. ^{[ 27 ]}

بعد بضعة أيام، وأثناء إجراء طبي للأسنان في إدنبرة ، أصبح فرانسيس برودي إملاش أول شخص يستخدم الكلوروفورم على مريض في سياق سريري. ^{[ 53 ]}

في مايو 1848، قدّم روبرت هاليداي غانينغ عرضًا للجمعية الطبية الجراحية في إدنبرة، عقب سلسلة من التجارب المخبرية على الأرانب ، والتي أكدت نتائج غلوفر ودحضت ادعاءات سيمبسون بالأصالة. وقد تم تجاهل التجارب المخبرية التي أثبتت مخاطر الكلوروفورم إلى حد كبير. ^{[ 54 ]}

انتشر استخدام الكلوروفورم في العمليات الجراحية بسرعة في أوروبا؛ ففي خمسينيات القرن التاسع عشر ، استخدمه الطبيب جون سنو أثناء ولادة آخر طفلين للملكة فيكتوريا ، ليوبولد وبياتريس . ^{[ 55 ]} وفي الولايات المتحدة، بدأ الكلوروفورم يحل محل الإيثر كمخدر في بداية القرن العشرين؛ ^{[ 56 ]} ثم تم التخلي عنه لصالح الإيثر بعد اكتشاف سميته، وخاصة ميله للتسبب في اضطرابات قلبية قاتلة تُشبه ما يُعرف الآن باسم " الموت المفاجئ الناتج عن استنشاق المواد المخدرة ". استخدم بعض الأشخاص الكلوروفورم كمخدر ترفيهي أو لمحاولة الانتحار. ^{[ 57 ]} إحدى الآليات المحتملة لعمل الكلوروفورم هي أنه يزيد من حركة أيونات البوتاسيوم عبر أنواع معينة من قنوات البوتاسيوم في الخلايا العصبية . ^{[ 58 ]} كما يمكن خلط الكلوروفورم مع عوامل تخدير أخرى مثل الإيثر لصنع مزيج CE، ^{[ 59 ]} أو الإيثر والكحول لصنع مزيج ACE . ^{[ 60 ] [ 61 ]}

في عام ١٨٤٨، توفيت هانا غرينر، فتاة تبلغ من العمر ١٥ عامًا، بعد تخديرها إثر خضوعها لعملية إزالة ظفر قدم مصاب. ^{[ ٦٢ ]} أجرى جون فايف تشريح جثتها لتحديد سبب الوفاة، بمساعدة روبرت مورتيمر غلوفر . ^{[ ٢٦ ]} توفي عدد من المرضى الأصحاء بعد استنشاقهم المخدر. مع ذلك، في عام ١٨٤٨، طوّر جون سنو جهاز استنشاق ينظم الجرعة، مما ساهم في خفض عدد الوفيات. ^{[ ٢٩ ]} وفي عام ١٨٦٢، حسّن جوزيف توماس كلوفر التصميم، مما قلل بشكل أكبر من خطر الجرعة الزائدة العرضية. ^{[ ٣١ ] [ ٣٢ ]}

اختلف مؤيدو ومعارضو الكلوروفورم حول ما إذا كانت المضاعفات الطبية ناجمة عن اضطرابات تنفسية أم أن للكلوروفورم تأثيرًا محددًا على القلب. بين عامي 1864 و1910، أجرت لجان عديدة في بريطانيا دراسات على الكلوروفورم، لكنها لم تتوصل إلى أي نتائج واضحة. وفي عام 1911 فقط، أثبت ليفي، من خلال تجارب على الحيوانات، أن الكلوروفورم يُسبب الرجفان البطيني . ^{[ 63 ]} مع ذلك، بين عامي 1865 و1920، استُخدم الكلوروفورم في 80 إلى 95% من جميع عمليات التخدير التي أُجريت في المملكة المتحدة والدول الناطقة بالألمانية. في ألمانيا، أجرى غورلت دراسات شاملة حول معدل الوفيات أثناء التخدير بين عامي 1890 و1897. ^{[ 56 ]} وفي الوقت نفسه، أجرت المجلة الطبية البريطانية "ذا لانسيت" استطلاعًا بالاستبيان ^{[ 64 ]} ، وأصدرت تقريرًا مفصلًا عن العديد من الآثار الجانبية للتخدير، بما في ذلك الكلوروفورم. ^{[ 65 ]} في عام 1934، جمع كيليان جميع الإحصاءات التي جُمعت حتى ذلك الحين، ووجد أن احتمالية حدوث مضاعفات مميتة تحت تأثير الإيثر تتراوح بين 1:14000 و1:28000، بينما تتراوح هذه الاحتمالية مع الكلوروفورم بين 1:3000 و1:6000. ^{[ 56 ]} أدى انتشار التخدير الغازي باستخدام أكسيد النيتروز ، وتحسين معدات إعطاء المخدرات، واكتشاف الهيكسوباربيتال في عام 1932، إلى الانخفاض التدريجي في حالات التخدير بالكلوروفورم. ^{[ 66 ]}

يعود آخر استخدام موثق للكلوروفورم كمخدر في العالم الغربي إلى عام 1987، عندما تقاعد آخر طبيب استخدمه، بعد حوالي 140 عامًا من استخدامه الأول. ^{[ 67 ]}

في العقد الثاني من القرن العشرين في إنجلترا، استخدمت مجموعة من الأشخاص الذين يعيشون حياة صاخبة تُدعى " الكوتيري " الكلوروفورم لأغراض ترفيهية. وقد سجلت مارغوت أسكويث ، زوجة رئيس الوزراء، والتي كان ابن زوجها ريموند أسكويث عضواً فيها، أن الليدي ديانا مانرز ، التي أطلقت عليه اسم "الكلوروفورم المبهج"، قالت: "لا بد أنني سأفقد الوعي بحلول منتصف الليل".

استخدم المجرمون الكلوروفورم لتخدير ضحاياهم أو إرباكهم أو قتلهم. اتُهم جوزيف هاريس عام 1894 باستخدام الكلوروفورم لسرقة الناس. ^{[ 68 ]} استخدم القاتل المتسلسل إتش إتش هولمز جرعات زائدة من الكلوروفورم لقتل ضحاياه من النساء. في سبتمبر 1900، تورط الكلوروفورم في مقتل رجل الأعمال الأمريكي ويليام مارش رايس . خدر القاتل المتسلسل جون واين غاسي العديد من ضحاياه بالكلوروفورم. اعتُبر الكلوروفورم عاملاً في جريمة قتل امرأة عام 1991، عندما اختنقت أثناء نومها. ^{[ 69 ]} في عام 2002، تم تخدير كيسي وودي، البالغة من العمر 13 عامًا، بالكلوروفورم عندما اختطفها ديفيد فولر، واستمر التخدير طوال فترة احتجازها قبل أن يطلق عليها النار ويقتلها. ^{[ 70 ]} في صفقة إقرار بالذنب عام 2007، اعترف رجل باستخدام مسدسات الصعق الكهربائي والكلوروفورم للاعتداء الجنسي على قاصرين. ^{[ 71 ]}

أصبح استخدام الكلوروفورم كعامل مُخَفِّف شائعًا، حتى بات يُعتبر مبتذلاً ، وذلك من خلال تبني كتّاب روايات الجريمة حبكاتٍ تتضمن استخدام المجرمين لخرقٍ مُبللة بالكلوروفورم لتخدير الضحايا. مع ذلك، يكاد يكون من المستحيل تخدير شخصٍ ما باستخدام الكلوروفورم بهذه الطريقة. ^{[ 72 ]} يتطلب الأمر خمس دقائق على الأقل من استنشاق الكلوروفورم لتخدير الشخص. تتضمن معظم القضايا الجنائية المتعلقة بالكلوروفورم إعطاء دواءٍ آخر بالتزامن معه، مثل الكحول أو الديازيبام ، أو تواطؤ الضحية في إعطائه. بعد أن يفقد الشخص وعيه نتيجة استنشاق الكلوروفورم، يجب إعطاؤه جرعةً مستمرة، مع دعم ذقنه لمنع اللسان من سدّ مجرى الهواء، وهي عمليةٌ صعبة تتطلب عادةً مهارات طبيب التخدير . في عام 1865، ونتيجة مباشرة للسمعة الإجرامية التي اكتسبها الكلوروفورم، عرضت المجلة الطبية "ذا لانسيت " "سمعة علمية دائمة" لأي شخص يستطيع إثبات "فقدان الوعي الفوري"، أي فقدان الوعي، باستخدام الكلوروفورم. ^{[ 73 ]}

يتشكل الكلوروفورم كمنتج ثانوي لعملية تعقيم المياه بالكلور ، إلى جانب مجموعة من المنتجات الثانوية الأخرى للتطهير ، ولذلك فهو موجود غالبًا في مياه الصنبور البلدية وحمامات السباحة. وتختلف النسب المبلغ عنها اختلافًا كبيرًا، ولكنها عمومًا أقل من المعيار الصحي الحالي لمجموع ثلاثي هالو الميثانات (THMs) البالغ 100 ميكروغرام/لتر. ^{[ 74 ]}

تاريخياً، ربما كان التعرض للكلوروفورم أعلى، نظراً لاستخدامه الشائع كمخدر، وكمكون في شراب السعال، وكمكون في دخان التبغ ، حيث كان يتم استخدام DDT سابقاً كمبيد تبخير . ^{[ 75 ]}

يمتص الجسم الكلوروفورم جيدًا، ويتم استقلابه، والتخلص منه بسرعة لدى الثدييات بعد التعرض له عن طريق الفم أو الاستنشاق أو الجلد. وقد تسبب تناثره العرضي في العينين تهيجًا. ^{[ 41 ]} ويمكن أن يؤدي التعرض الجلدي المطول إلى ظهور تقرحات نتيجة فقدان الدهون . ويتم التخلص منه بشكل أساسي عن طريق الرئتين على هيئة كلوروفورم وثاني أكسيد الكربون؛ ويُطرح أقل من 1% منه في البول. ^{[ 42 ]}

يتم استقلاب الكلوروفورم في الكبد بواسطة إنزيمات السيتوكروم P-450 ، وذلك عن طريق الأكسدة إلى ثلاثي كلورو الميثانول والاختزال إلى جذر ثنائي كلورو الميثيل الحر . تشمل نواتج استقلاب الكلوروفورم الأخرى حمض الهيدروكلوريك وثنائي ثيوكربونات ثنائي الجلوتاثيونيل، حيث يُعد ثاني أكسيد الكربون الناتج النهائي الرئيسي لعملية الاستقلاب. ^{[ 76 ]}

مثل معظم أدوية التخدير العام والمهدئات والمنومات، يُعد الكلوروفورم مُعدِّلاً تفاعلياً إيجابياً لمستقبلات GABA _A. ^{[ 77} ] يُسبب الكلوروفورم تثبيط الجهاز العصبي المركزي ، مما يؤدي في النهاية إلى غيبوبة عميقة ^{وتثبيط مركز التنفس. [76]} عند ابتلاعه ^{، يُسبب الكلوروفورم} أعراضاً مشابهة لتلك التي تظهر بعد استنشاقه. وقد سُجِّلت حالات مرضية خطيرة بعد ابتلاع 7.5 غرام (0.26 أونصة) . ويُقدَّر متوسط ​​الجرعة الفموية المميتة للبالغين بـ 45 غراماً (1.6 أونصة) . ^{[ 41 ]}    

تم إيقاف استخدام الكلوروفورم كمخدر، لأنه تسبب في وفيات نتيجة فشل تنفسي واضطرابات في نظم القلب. بعد التخدير بالكلوروفورم، عانى بعض المرضى من الغثيان والقيء وارتفاع درجة الحرارة واليرقان والغيبوبة بسبب خلل في وظائف الكبد . وقد لوحظ في تشريح الجثث نخر وتدهور في الكبد. ^{[ 41 ]} يُعتقد أن سمية الكلوروفورم للكبد والكلى تعود في الغالب إلى الفوسجين ، أحد نواتج استقلابه. ^{[ 76 ]}

يتحول الكلوروفورم ببطء في وجود الأشعة فوق البنفسجية والهواء إلى غاز الفوسجين شديد السمية ⁽ COCl2 ) ، ويطلق HCl في هذه العملية. ^[ ₇₈ ^]

2 CHCl ₃ + O ₂ → 2 COCl ₂ + 2 HCl

لتجنب الحوادث، يُثبَّت الكلوروفورم التجاري بالإيثانول أو الأميلين ، لكن العينات التي تم استعادتها أو تجفيفها لا تحتوي على أي مُثبِّت. وقد وُجد أن الأميلين غير فعال، وأن الفوسجين قد يؤثر على المواد المُحلَّلة في العينات، والدهون، والأحماض النووية المذابة في الكلوروفورم أو المستخلصة به. ^{[ 79 ]} عند استخدام الإيثانول كمُثبِّت للكلوروفورم، فإنه يتفاعل مع الفوسجين (القابل للذوبان في الكلوروفورم) لتكوين إستر ثنائي إيثيل الكربونات ، وهو مركب غير ضار نسبيًا .

2 _CH₃CH₂OH + _{COCl₂ →} CO₃ ( _{CH₂CH₃ ) ₂} + 2 HCl​_​

يمكن إزالة الفوسجين وحمض الهيدروكلوريك من الكلوروفورم بالغسل بمحاليل كربونات مائية مشبعة ، مثل بيكربونات الصوديوم . هذه العملية بسيطة وتنتج عنها مواد غير ضارة. يتفاعل الفوسجين مع الماء لتكوين ثاني أكسيد الكربون وحمض الهيدروكلوريك، ^{[ 80 ]} ويعمل ملح الكربونات على معادلة الحمض الناتج. ^{[ 81 ]}

يمكن فحص العينات المشتبه بها للكشف عن الفوسجين باستخدام ورق ترشيح، والذي يتحول لونه إلى الأصفر عند معالجته بمحلول 5% من ثنائي فينيل أمين ، و5% من ثنائي ميثيل أمينوبنزالدهيد في الإيثانول ، ثم تجفيفه، وذلك في وجود بخار الفوسجين. ^{[ 82 ]} تتوفر العديد من الكواشف اللونية والفلورية للكشف عن الفوسجين، ويمكن أيضًا قياس كميته باستخدام مطياف الكتلة . ^{[ 83 ]}

يُشتبه في أن الكلوروفورم يُسبب السرطان (أي أنه قد يكون مُسرطناً ، المجموعة 2B من الوكالة الدولية لأبحاث السرطان ) وفقاً لدراسة الوكالة الدولية لأبحاث السرطان. ولا يوجد دليل قاطع على أن الكلوروفورم يُسبب السرطان لدى البشر. ^{[ 84 ]}

يُصنف هذا المركب كمادة شديدة الخطورة في الولايات المتحدة، وفقًا لما هو مُعرّف في المادة 302 من قانون التخطيط للطوارئ وحق المجتمع في المعرفة (42 USC 11002)، ويخضع لمتطلبات إبلاغ صارمة من قِبل المنشآت التي تُنتجه أو تُخزنه أو تستخدمه بكميات كبيرة. ^{[ 85 ]}