Deuterovaný chloroform

Deuterovaný chloroform
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Model molekuly
Model molekuly
Obecné
Systematický název trichlor(deuterio)methan
Sumární vzorec CDCl3
Vzhled bezbarvá kapalina[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS 865-49-6
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) 212-742-4
PubChem 71583
ChEBI 85365
SMILES [2H]C(Cl)(Cl)Cl
InChI InChI=1S/CHCl3/c2-1(3)4/h1H/i1D
Vlastnosti
Molární hmotnost 120,38 g/mol
Hustota 1,50 g/cm3[1]
Bezpečnost
GHS06 – toxické látky
GHS06
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
GHS08 – látky nebezpečné pro zdraví
GHS08
[1]
H-věty H302 H315 H319 H331 H336 H351 H361 H361d H372 H373[1]
P-věty P203 P260 P261 P264+265 P270 P271 P280 P301+317 P302+352 P304+340 P305+351+338 P316 P318 P319 P321 P330 P332+317 P337+317 P362+364 P403+233 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Deuterovaný chloroform (chloroform-d) je organická sloučenina se vzorcem CDCl3, používaná jako rozpouštědlo v NMR spektroskopii.[2]

Deuterochloroform byl poprvé vytvořen v roce 1935 při zkoumání deuteria.[3]

Výroba

Deuterovaný chloroform lze vyrobit snadněji a s menšími náklady než deuterovaný dichlormethan.[4]

Deuterochloroform se vyrábí reakcí hexachloracetonu s těžkou vodou za katalýzy pyridinem; přečišťování usnadňuje velký rozdíl v teplotě varu mezi výchozí látkou a produktem.[5][6]

O=C(CCl3)2 + D2O → 2 CDCl3 + CO2

Další možností je reakce chloralu s deuteroxidem sodným (NaOD).[7][8]

Použití

Při protonové NMR se obvykle používají deuterovaná rozpouštědla (přes 99 % vodíku je v nich tvořeno deuteriem), čímž se potlačují rušivé signály proton(ů) (tedy vodíku-1) vyvolávané rozpouštědlem. Pokud by byl jako rozpouštědlo použit nedeuterovaný chloroform, pak by narušoval signály analytu. Deuterovaná rozpouštědla jsou také potřeba z toho důvodu, že frekvence magnetického pole je signálem deuteria uzamčena a neposouvá se. Běžně dostupný chloroform-d obvykle obsahuje malé množství (do 0,2 %) nedeuterovaného izotopologu, což vytváří malý singlet na 7,26 ppm.

Při C13 NMR se atom uhlíku v deuterovaném chloroformu projevuje 1:1:1 tripletem na 77,16 ppm, vzniklým spin-spinovými interakcemi jádra deuteria, majícího spin 1. Nedeuterovaný CHCl3 má chemický posun 77,36 ppm.[4]

Deuterovaný chloroform má nízkou reaktivitu, je u něj malá pravděpodobnost výměny deuteria se složkami roztoku, a díky nízké teplotě varu se snadno obnovuje. Nelze jej použít při analýze silných zásad, silných nukleofilů, nebo redukčních činidel, jako jsou mnohé organokovové sloučeniny.[9]

Nebezpečí

Chloroform podléhá fotochemickým reakcím s kyslíkem za vzniku chloru, fosgenu, a chlorovodíku. Tento rozklad a související okyselování rozpouštědla lze omezit uchováváním v hnědých lahvích, často pokrytých stabilizující vrstvou mědi nebo stříbra; lze také přidat malé množství zásady, například uhličitanu draselného, která jej neutralizuje.[10]

Toxicita v játrech a ledvinách je nižší než u CHCl3, což je způsobeno silnější vazbou C-D oproti C-H v důsledku kinetického izotopového efektu; tato vlastnost způsobuje menší náchylnost k tvorbě trichlormethylových radikálů (•CCl3).[11][12]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Deuterated chloroform na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b c d e https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/71583
  2. ↑ Gregory R. Fulmer, Alexander J. M. Miller, Nathaniel H. Sherden, Hugo E. Gottlieb, Abraham Nudelman, Brian M. Stoltz, John E. Bercaw, Karen I. Goldberg. NMR Chemical Shifts of Trace Impurities: Common Laboratory Solvents, Organics, and Gases in Deuterated Solvents Relevant to the Organometallic Chemist. Organometallics. 2010, s. 2176-2179. Dostupné online. doi:10.1021/om100106e. 
  3. ↑ F. W. Breuer. Chloroform-d (Deuteriochloroform)1. Journal of the American Chemical Society. 1935, s. 2236-2237. doi:10.1021/ja01314a058. Bibcode 1935JAChS..57.2236B. 
  4. ↑ a b The Theory of NMR – Solvents for NMR spectroscopy [online]. [cit. 2014-01-23]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-03-03. 
  5. ↑ P. J. Paulsen; W. D. Cooke. Preparation of Deuterated Solvents for Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry. Analytical Chemistry. 1963, s. 1560. doi:10.1021/ac60203a072. 
  6. ↑ Lia Zaharani; Mohd Rafie Bin Johan; Nader Ghaffari Khaligh. Cost and Energy Saving Process for the Laboratory-Scale Production of Chloroform-d. Organic Process Research & Development. 2022, s. 3126-3129. doi:10.1021/acs.oprd.2c00260. 
  7. ↑ Ronald Kluger. A Convenient Preparation of Chloroform-d1. The Journal of Organic Chemistry. 1964, s. 2045-2046. doi:10.1021/jo01030a526. 
  8. ↑ F. W. Breuer. Chloroform-d (Deuteriochloroform)1. Journal of the American Chemical Society. 1935, s. 2236-2237. doi:10.1021/ja01314a058. Bibcode 1935JAChS..57.2236B. 
  9. ↑ Cyrille Sabot; Kanduluru Ananda Kumar; Cyril Antheaume; Charles Mioskowski. Triazabicyclodecene: An Effective Isotope Exchange Catalyst in CDCl3. The Journal of Organic Chemistry. 2007, s. 5001-5004. Dostupné online. doi:10.1021/jo070307h. PMID 17530896. 
  10. ↑ Jan Teipel; Vera Gottstein; Eva Hölzle; Katja Kaltenbach; Dirk W. Lachenmeier; Thomas Kuballa. An Easy and Reliable Method for the Mitigation of Deuterated Chloroform Decomposition to Stabilise Susceptible NMR Samples. Chemistry. 2022, s. 776-785. ISSN 2624-8549. doi:10.3390/chemistry4030055. 
  11. ↑ Robin S. Goldstein; William R. Hewitt,; Jerry B. Hook. Toxic interactions. [s.l.]: Elsevier Science, 2013. ISBN 978-1-4832-6970-2. 
  12. ↑ M. Ahmadizadeh; C.-H. Kuo; J. B. Hook. Nephrotoxicity and hepatotoxicity of chloroform in mice: Effect of deuterium substitution. Journal of Toxicology and Environmental Health. 1981, s. 105-111. Dostupné online. ISSN 0098-4108. doi:10.1080/15287398109530054. PMID 7328696. Bibcode 1981JTEH....8..105A. 

Zdroj