トリハロメタン

化学において、トリハロメタン( THM ) は、メタン( CH ₄ )の 4 つの水素原子のうち 3 つがハロゲン原子に置き換えられた化合物です。すべて同じハロゲン原子を持つトリハロメタンをハロホルムと呼びます。多くのトリハロメタンが、溶剤や冷媒として産業界で使用されています。一部の THM は環境汚染物質でもあり、少数は発がん性があると考えられています。

一般的なトリハロメタンの一覧

工業用途

ハロホルム類の中で重要な用途があるのはクロロホルムだけです。主な用途では、クロロホルムはテフロンの原料であるテトラフルオロエチレン(TFE)の製造に必要です。^{[1]クロロホルムは}フッ化水素との反応でフッ素化され、クロロジフルオロメタン(R-22)が生成されます。クロロジフルオロメタンの熱分解 (550～750 °C) により、中間体としてジフルオロカルベンを含む TFE が生成されます。

{\ce {CHCl3 + 2 HF -> CHClF2 + 2 HCl}}

{\ce {2 CHClF2 -> C2F4 + 2 HCl}}

冷媒および溶剤

環境に放出されたトリハロメタンはクロロフルオロカーボン(CFC) よりも速く分解されるため、オゾン層へのダメージははるかに少なくなります。トリフルオロメタンとクロロジフルオロメタンはどちらも冷媒として使用されます。クロロジフルオロメタンは冷媒HCFC (ハイドロクロロフルオロカーボン)であり、フルオロホルムは HFC (ハイドロフルオロカーボン)です。フルオロホルムはオゾン層を破壊しません。

クロロホルムは有機化学でよく使われる溶媒です。

発生と生成

クロロホルムの環境中への全地球的流量はおよそ年間66万^トン[2]であり、排出量の約90％は自然起源です。多くの種類の海藻がクロロホルムを生成し、真菌は土壌中でクロロホルムを生成すると考えられています。^[3]

ほとんどのハロホルム、具体的にはクロロホルム( CHCl ₃ )、ブロモホルム( CHBr ₃ )、ヨードホルム( CHI ₃ )はハロホルム反応で簡単に合成できますが、この方法は大量合成には適していません。(フルオロホルム( CHF ₃ ) はこの方法では合成できません。)

クロロホルムはメタンまたは塩化メチルと塩素の混合物を加熱することで生成されます。ジクロロメタンは副産物です。^[4]

ブロモクロロフルオロメタンは、最も単純な安定したキラル化合物の 1 つであり、研究に使用されます。

規制

トリハロメタンは、 1974年に米国安全飲料水法が可決された後に最初に制定された飲料水規制の対象となった。^[5]

EPAは、処理水中の4つの主成分（クロロホルム、ブロモホルム、ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン）（総トリハロメタン（TTHM）と呼ばれる）の総濃度を80ppbに制限しています。 ^[6]

プールでは微量のクロロホルムが発生します。 ^[7]^[8]^[9]^[10]

参考文献

^ Dae Jin Sung、Dong Ju Moon、Yong Jun Lee 、 Suk - In Hong (2004)。「ジフルオロクロロメタンの触媒熱分解によるテトラフルオロエチレンの生成」。International Journal of Chemical Reactor Engineering。2 : A6。doi : 10.2202 /1542-6580.1065。S2CID 97895482。
^ Gribble, Gordon W. (2004). 「天然有機ハロゲン化合物: 医薬品の新たなフロンティア?」Journal of Chemical Education . 81 (10): 1441. Bibcode :2004JChEd..81.1441G. doi :10.1021/ed081p1441.
^ Cappelletti, M. (2012). 「クロロホルムの微生物分解」.応用微生物学およびバイオテクノロジー. 96 (6): 1395– 409. doi :10.1007/s00253-012-4494-1. PMID 23093177. S2CID 12429523.
^ マンフレッド、ロスバーグ;レンドル、ヴィルヘルム。ゲルハルト・プフライデラー。トーゲル、アドルフ。ドレーハー、エバーハルト＝ルートヴィヒ;ランガー、エルンスト。ラサーツ、ハインツ。クラインシュミット、ピーター。ストラック、ハインツ。クック、リチャード。ベック、ウーヴェ。リッパー、カール・アウグスト。トーケルソン、セオドア R.ルーザー、エックハルト。ボイテル、クラウス K.マン、トレバー (2006)。「塩素化炭化水素」。ウルマンの工業化学百科事典。土井：10.1002/14356007.a06_233.pub2。ISBN 3527306730。
^ EPA 同窓会: EPA 上級職員が 1974 年の安全飲料水法の早期実施について議論、ビデオ、トランスクリプト (12 ～ 13 ページを参照)。
^ 「EPA | Envirofacts | ICR | 規制」. archive.epa.gov . 2021年10月11日閲覧。
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外部リンク

国家汚染物質目録 - クロロホルムとトリクロロメタン
オゾン技術が消毒副産物を減らす仕組み
EPA - 飲料水中のトリハロメタン: サンプリング、分析、監視およびコンプライアンス (1983 年 8 月)

[1] ^ Dae Jin Sung、Dong Ju Moon、Yong Jun Lee 、 Suk - In Hong (2004)。「ジフルオロクロロメタンの触媒熱分解によるテトラフルオロエチレンの生成」。International Journal of Chemical Reactor Engineering。2 : A6。doi : 10.2202 /1542-6580.1065。S2CID 97895482。

[2] Gribble, Gordon W. (2004). 「天然有機ハロゲン化合物: 医薬品の新たなフロンティア?」Journal of Chemical Education . 81 (10): 1441. Bibcode :2004JChEd..81.1441G. doi :10.1021/ed081p1441.

[3] Cappelletti, M. (2012). 「クロロホルムの微生物分解」.応用微生物学およびバイオテクノロジー. 96 (6): 1395– 409. doi :10.1007/s00253-012-4494-1. PMID 23093177. S2CID 12429523.

[4] マンフレッド、ロスバーグ;レンドル、ヴィルヘルム。ゲルハルト・プフライデラー。トーゲル、アドルフ。ドレーハー、エバーハルト＝ルートヴィヒ;ランガー、エルンスト。ラサーツ、ハインツ。クラインシュミット、ピーター。ストラック、ハインツ。クック、リチャード。ベック、ウーヴェ。リッパー、カール・アウグスト。トーケルソン、セオドア R.ルーザー、エックハルト。ボイテル、クラウス K.マン、トレバー (2006)。「塩素化炭化水素」。ウルマンの工業化学百科事典。土井：10.1002/14356007.a06_233.pub2。ISBN 3527306730。

[5] EPA 同窓会: EPA 上級職員が 1974 年の安全飲料水法の早期実施について議論、ビデオ、トランスクリプト (12 ～ 13 ページを参照)。

[6] 「EPA | Envirofacts | ICR | 規制」. archive.epa.gov . 2021年10月11日閲覧。

[Lindstrom1997-7] Lindstrom, AB; Pleil, JD; Berkoff, DC (1997). 「競泳トレーニング中のトリハロメタン曝露を評価するための肺胞呼気サンプル採取と分析」Environmental Health Perspectives . 105 (6): 636– 642. doi :10.1289/ehp.97105636. ISSN 0091-6765. PMC 1470079. PMID 9288498 .

[Drobnic1996-8] Drobnic, Franchek; Freixa, Assumpci??; Casan, Pere; Sanchis, Joaqu??N; Guardino, Xavier (1996). 「トレーニング中の水泳選手の塩素曝露の評価」. Medicine & Science in Sports & Exercise . 28 (2): 271– 274. doi : 10.1097/00005768-199602000-00018 . ISSN 0195-9131. PMID 8775165.

[Aiking1994-9] Aiking, Harry; van Ackert, Manila B.; Schölten, Rob JPM; Feenstra, Jan F.; Valkenburg, Hans A. (1994). 「スイミングプールの塩素処理：健康被害？」Toxicology Letters . 72 ( 1– 3): 375– 380. doi :10.1016/0378-4274(94)90051-5. ISSN 0378-4274. PMID 7911264.

[Nickmilder2011-10] Nickmilder, M.; Bernard, A. (2011). 「思春期の精巣ホルモンと小児期の塩素処理プールの利用との関連」International Journal of Andrology . 34 (5pt2): e446 – e458 . doi :10.1111/j.1365-2605.2011.01174.x. ISSN 0105-6263. PMC 3229674 . PMID 21631527.