ภาพแสดง คลอโรฟอร์มสองแบบ

เคมีออร์กาโนคลอรีนเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของสารประกอบออร์กาโนคลอรีนหรือออร์กาโนคลอไรด์ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ ที่มี พันธะคาร์บอน - คลอรีน ตั้งแต่หนึ่งพันธะขึ้นไป ^{[ 1 ]}กลุ่ม คลอ โรอัลเคน ( อัลเคนที่มีไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปถูกแทนที่ด้วยคลอรีน) เป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป ความหลากหลายทางโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันของออร์กาโนคลอไรด์ทำให้มีชื่อ การใช้งาน และคุณสมบัติที่หลากหลาย สารประกอบออร์กาโนคลอรีนมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในหลายด้าน แม้ว่าบางชนิดจะก่อให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมอย่างมาก โดยDDTและTCDDเป็นหนึ่งในสารที่โด่งดังที่สุด^{[ 2 ]}

สารประกอบออร์กาโนคลอไรด์ เช่นไตรคลอโรเอ ทิลี นเตตระคลอโรเอทิลีน ไดคลอโรมีเทนและคลอโรฟอร์มนิยมใช้เป็นตัวทำละลาย และเรียกกันว่า "ตัวทำละลายที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ"

การคลอริเนชันเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของไฮโดรคาร์บอนในหลายด้าน สารประกอบเหล่านี้มักมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำเนื่องจากน้ำหนักอะตอมของคลอรีนสูงกว่าไฮโดรเจน นอกจากนี้ยังมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงกว่าไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่นที่เกี่ยวข้อง และความไวไฟจะลดลงเมื่อปริมาณคลอรีนในไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้น

สารประกอบออร์กาโนคลอไรด์แบบอะลิฟาติกมักเป็นสารก่ออัลคิเลตเนื่องจากคลอรีนสามารถทำหน้าที่เป็นหมู่ที่หลุดออกไปได้ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์

สารประกอบออร์กาโนคลอรีนหลายชนิดได้รับการแยกจากแหล่งธรรมชาติตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงมนุษย์ (เช่น 3-คลอโรไทโรซีน ) ^{[ 3 ] [ 4 ]}สารประกอบอินทรีย์คลอรีนพบได้ในโมเลกุลชีวภาพและผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ เกือบทุกประเภท รวมถึง อั ลคาลอยด์ เทอร์ พีน กรดอะมิ โน ฟลาโวน อยด์ สเตียรอยด์และกรดไขมัน^{[ 3 ] [ 5 ]}ไดออกซินซึ่งเป็นที่น่ากังวลเป็นพิเศษต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงของไฟป่า และพบได้ในเถ้าถ่านที่เก็บรักษาไว้ของไฟที่จุดโดยฟ้าผ่าซึ่งมีมาก่อนไดออกซินสังเคราะห์^{[ 6 ]}นอกจากนี้ ไฮโดรคาร์บอนคลอรีนอย่างง่ายหลายชนิด รวมถึงไดคลอโรมีเทนคลอโรฟอร์มและคาร์บอนเตตระคลอไรด์ได้รับการแยกจากสาหร่ายขนาดใหญ่^{[ 7 ]}คลอโรมีเทนส่วนใหญ่ในสิ่งแวดล้อมเกิดขึ้นตามธรรมชาติจากชุมชนจุลินทรีย์ไฟป่า และภูเขาไฟ^{[ 8 ]}

อีพิบาติดีนซึ่งเป็นออร์กาโนคลอไรด์ตามธรรมชาติเป็นอัลคาลอยด์ที่แยกได้จากกบต้นไม้ มี ฤทธิ์ ระงับปวด อย่างรุนแรง และกระตุ้นให้เกิดการวิจัยเกี่ยวกับยาแก้ปวดชนิดใหม่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากดัชนีการรักษา ที่ไม่เป็นที่ยอมรับ จึงไม่ได้เป็นหัวข้อของการวิจัยเพื่อการใช้ประโยชน์ทางการรักษาอีกต่อไป^{[ 9 ]} กบได้รับอีพิบาติดีนผ่านทางอาหาร ซึ่งจะถูกกักเก็บไว้ในผิวหนัง แหล่งอาหารที่เป็นไปได้ ได้แก่ ด้วง มด ไร และแมลงวัน^{[ 10 ]}

อัลเคนและอะริลอัลเคนอาจถูกคลอริเนตภายใต้สภาวะอนุมูลอิสระด้วยแสงยูวี อย่างไรก็ตาม ระดับของการคลอริเนตนั้นควบคุมได้ยาก อะริลคลอไรด์สามารถเตรียมได้โดยปฏิกิริยา Friedel–Craftsโดยใช้คลอรีนและตัวเร่งปฏิกิริยากรดลูอิส^{[ 2 ]}

ปฏิกิริยาฮาโลฟอร์มโดยใช้คลอรีนและโซเดียมไฮดรอกไซด์สามารถสร้างแอลคิลเฮไลด์จากเมทิลคีโตนและสารประกอบที่เกี่ยวข้องได้เช่นกัน ในอดีตเคยมีการผลิตคลอโรฟอร์มด้วยวิธีนี้

คลอรีนจะเข้าไปเพิ่มในพันธะคู่ของแอลคีนและแอลไคน์เช่นกัน ทำให้เกิดสารประกอบไดคลอโรหรือเตตระคลอโร

แอลคีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) เพื่อให้ได้แอลคิลคลอไรด์ ตัวอย่างเช่น การผลิตคลอโรอีเทน ในอุตสาหกรรม ดำเนินไปโดยปฏิกิริยาของเอทิลีนกับ HCl:

H₂C = + → ​

ในกระบวนการออกซีคลอริเนชันจะใช้ไฮโดรเจนคลอไรด์แทนคลอรีนซึ่งมีราคาแพงกว่า เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน:

CH =CH + 2 HCl + 1 ⁄ 2 O → ClCH CH Cl + H O .

แอลกอฮอล์ทุติยภูมิและตติยภูมิทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนคลอไรด์เพื่อให้ได้คลอไรด์ที่สอดคล้องกัน ในห้องปฏิบัติการ ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องซึ่งเกี่ยวข้องกับซิงค์คลอไรด์ในกรดไฮโดรคลอริก เข้มข้นมี ดังนี้:

${\displaystyle {\ce {{R-OH}+HCl->[{\ce {ZnCl2}}][\Delta ]{\overset {alkyl\ halide}{R-Cl}}+H2O}}}$

สารผสมนี้ ซึ่งเรียกกันว่าสารละลายลูคัสเคยถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์สารอินทรีย์เชิงคุณภาพเพื่อจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์

อัลคิลคลอไรด์สามารถเตรียมได้ง่ายที่สุดโดยการนำแอลกอฮอล์มาทำปฏิกิริยากับไทโอนิลคลอไรด์ (SOCl₂ หรือฟอสฟอรัสเพนตาคลอไรด์ (PCl₅ แต่ก็นิยมใช้ซัลฟูริลคลอไรด์ (SO₂Cl₂ และไตรคลอไรด์ (PCl₃ ด้วยเช่นกัน :

ROH + SOCl → RCl + SO + HCl

3 ROH + PCl → 3 RCl + H PO

ROH + PCl → RCl + POCl + HCl

ในห้องปฏิบัติการ ไทโอนิลคลอไรด์มีความสะดวกเป็นพิเศษ เนื่องจากผลพลอยได้เป็นก๊าซ หรืออาจใช้ ปฏิกิริยาของแอปเปล ก็ได้:

อัลคิลคลอไรด์เป็นสารตั้งต้นอเนกประสงค์ในเคมีอินทรีย์ แม้ว่าอัลคิลโบรไมด์และไอโอไดด์จะมีความไวต่อปฏิกิริยามากกว่า แต่โดยทั่วไปแล้วอัลคิลคลอไรด์จะมีราคาถูกกว่าและหาได้ง่ายกว่า อัลคิลคลอไรด์สามารถถูกโจมตีโดยนิวคลีโอไฟล์ได้ง่าย

การ ให้ความร้อนแก่แอลคิลเฮไลด์กับโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือน้ำจะให้แอลกอฮอล์ ปฏิกิริยากับแอลคอกไซด์หรือแอริลออกไซด์จะให้เอเทอร์ในปฏิกิริยาสังเคราะห์เอเทอร์ของวิลเลียม สัน ปฏิกิริยากับไทออลจะให้ไทโอ เอเทอร์ แอลคิลคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับ เอมีนได้ง่ายเพื่อให้ได้เอมีน ที่ถูก แทนที่ แอลคิลคลอไรด์จะถูกแทนที่ด้วยเฮไลด์ที่อ่อนกว่า เช่นไอโอไดด์ในปฏิกิริยาฟิงเคลสไตน์ ปฏิกิริยากับ ซูโดเฮไลด์อื่นๆเช่นอะไซด์ไซยาไนด์และไทโอไซยาเนตก็เป็นไปได้เช่นกัน ในสภาวะที่มีเบสแก่ แอลคิลคลอไรด์จะเกิดปฏิกิริยาดีไฮโดรเฮโลจิเนชันเพื่อให้ได้แอลคีนหรือแอลไคน์

อัลคิลคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับแมกนีเซียมเพื่อให้ได้รีเอเจนต์กรินยาร์ดซึ่งเปลี่ยน สารประกอบ อิเล็กโทรฟิลิกให้เป็นสารประกอบนิวคลีโอฟิลิกปฏิกิริยาเวิร์ตซ์เป็นการเชื่อมต่อแบบรีดักชันของอัลคิลเฮไลด์สองชนิดเพื่อทำปฏิกิริยากับ โซเดียม

ออร์กาโนคลอไรด์บางชนิด (เช่นเอทิลคลอไรด์ ) อาจใช้เป็นสารอัลคิเลตติ้งเอเจนต์ เตตระเอทิลลีดผลิตจากเอทิลคลอไรด์และโลหะ ผสม โซเดียม - ตะกั่ว : ^{[ 11 ] [ 12 ]}

กระบวนการรีดิวซ์คลอรีนนั้นแทบไม่มีประโยชน์ในการสังเคราะห์ทางเคมี แต่เป็นขั้นตอนสำคัญในการย่อยสลายทางชีวภาพของสารมลพิษอินทรีย์คลอรีนตกค้าง หลาย ชนิด

การประยุกต์ใช้เคมีอินทรีย์คลอรีนที่ใหญ่ที่สุดคือการผลิตไวนิลคลอไรด์โดยในปี 1985 มีการผลิตประมาณ 13 ล้านตัน ซึ่งเกือบทั้งหมดถูกนำไปแปรรูปเป็นโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

ไฮโดรคาร์บอนคลอริเนตที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและเป็นของเหลวส่วนใหญ่ เช่นไดคลอโรมีเทนคลอโรฟอร์มคาร์บอนเตตระคลอไรด์ ไดคลอโร เอทิลี นไตรคลอโร เอทิลี นเตตระคลอ โรเอทิลีน 1,2-ไดคลอโรอีเทนและเฮกซาคลอโรบิวทาไดอีนเป็นตัวทำละลายที่มีประโยชน์ ตัวทำละลายเหล่านี้มักมี ขั้ว ต่ำจึงไม่ผสมกับน้ำ และมีประสิทธิภาพในการใช้งานทำความสะอาด เช่นการขจัดคราบไขมันและการซักแห้งเนื่องจากความสามารถในการละลายน้ำมันและไขมัน ตัวทำ ละลาย เหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ติดไฟหรือมีความไวไฟต่ำมาก

สารเคมีบางชนิด เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรด์และ1,1,1-ไตรคลอโรอีเทน ถูกทยอยยกเลิกการใช้เนื่องจากความเป็นพิษหรือผลกระทบเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อม (การทำลายชั้นโอโซนโดย 1,1,1-ไตรคลอโรอีเทน)

มีการผลิตคลอรีนมีเทนหลายพันล้านกิโลกรัมต่อปี โดยส่วนใหญ่มาจากการคลอริเนตมีเทน:

CH + x Cl → CH Cl + x HCl

ที่สำคัญที่สุดคือไดคลอโรมีเทน ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวทำละลาย คลอโรมีเทนเป็นสารตั้งต้น ของ คลอโรซิเลนและซิลิ โคน คลอโรฟอร์ม มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ (ในฐานะยาสลบ) แต่มีบทบาทน้อยกว่า โดยส่วนใหญ่เป็นสารตั้งต้นของคลอโรไดฟลูออโรมีเทน (CHClF2 และเตตระฟลูออโรอีเทน ซึ่งใช้ในการผลิตเทฟลอน^{[ 2 ]}

สารกำจัดศัตรูพืชกลุ่มออร์กาโนคลอรีนหลักๆ มีสองกลุ่มได้แก่ สารประกอบประเภท DDTและสารประกอบอะลิไซคลิก ที่มีคลอรีนเป็น องค์ประกอบ กลไกการออกฤทธิ์ของสารทั้งสามกลุ่มนี้แตกต่างกันเล็กน้อย

• สารประกอบคล้าย DDT ออกฤทธิ์ต่อระบบประสาทส่วนปลาย ที่ ช่องโซเดียมของแอกซอนพวกมันจะป้องกันการปิดประตูหลังจากการกระตุ้นและการลดศักย์ ไฟฟ้าของเยื่อ หุ้มเซลล์ ไอออนโซเดียมรั่วไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทและสร้าง "ศักย์ไฟฟ้าหลังการกระตุ้น" ที่เป็นลบซึ่งทำให้ไม่เสถียรและทำให้เซลล์ประสาทไวต่อการกระตุ้นมากเกินไป การรั่วไหลนี้ทำให้เกิดการปล่อยกระแสไฟฟ้าซ้ำๆ ในเซลล์ประสาทไม่ว่าจะเกิดขึ้นเองหรือหลังจากได้รับการกระตุ้นเพียงครั้งเดียว^{[ 13 ] : 255}
• คลอริเนตไซโคลไดอีน ได้แก่อัลดรินไดเอลดริน เอนด ริน เฮปตาคลอร์คลอร์เดนและเอนโดซัล แฟน การสัมผัสเป็นเวลา 2 ถึง 8 ชั่วโมงจะทำให้ การทำงานของ ระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) ลดลง ตามด้วยภาวะตื่นตัวมากเกินไป อาการสั่น และจากนั้นก็เกิดอาการชัก กลไกการออกฤทธิ์คือการจับกับสารฆ่าแมลงที่ ตำแหน่ง GABA ในช่องคลอไรด์ที่ควบคุมโดย GABA (IRACกลุ่ม 2A) ซึ่งยับยั้งการไหลของคลอไรด์เข้าสู่เส้นประสาท^{[ 13 ] : 257}
• ตัวอย่างอื่นๆ ได้แก่ไดโคฟอลไมเร็กซ์คีโพนและเพนตาคลอโรฟีนอล ซึ่งอาจมีคุณสมบัติชอบน้ำหรือไม่ชอบน้ำก็ได้ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุล^{[ 14 ]}

สารโพลีคลอริเนเต็ดไบฟีนิล (PCBs) เคยถูกใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าและสารนำความร้อนอย่างแพร่หลาย แต่ปัจจุบันได้เลิกใช้ไปแล้วเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับสุขภาพ สาร PCBs ถูกแทนที่ด้วยสารโพลีโบรมีเนเต็ดไดฟีนิลอีเทอร์ (PBDEs) ซึ่งมีความเป็นพิษและ การ สะสม ในสิ่งมีชีวิต คล้ายคลึงกัน

สารประกอบออร์กาโนคลอไรด์บางชนิดมีความเป็นพิษสูงต่อพืชหรือสัตว์ รวมถึงมนุษย์ ไดออกซินซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสารอินทรีย์ถูกเผาไหม้ในที่ที่มีคลอรีน เป็นสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ยาวนานและก่อให้เกิดอันตรายเมื่อถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม เช่นเดียวกับยาฆ่าแมลงบางชนิด (เช่นDDT ) ตัวอย่างเช่น DDT ซึ่งถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมแมลงในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ยังสะสมอยู่ในห่วงโซ่อาหาร เช่นเดียวกับสารเมตาบอไลต์DDEและDDDและก่อให้เกิดปัญหาด้านการสืบพันธุ์ (เช่น เปลือกไข่บางลง) ในนกบางชนิด^{[ 15 ]} DDT ยังก่อให้เกิดปัญหาเพิ่มเติมต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากมีความเคลื่อนที่สูงมาก พบร่องรอยแม้กระทั่งในทวีปแอนตาร์กติกา แม้ว่าจะไม่เคยมีการใช้สารเคมีนี้ที่นั่นก็ตาม สารประกอบออร์กาโนคลอรีนบางชนิด เช่นซัลเฟอร์มัสตาร์ดไนโตรเจนมัสตาร์ดและลูอิไซต์ยังถูกใช้เป็นอาวุธเคมีเนื่องจากความเป็นพิษของมัน

However, the presence of a chlorine-carbon bond in an organic compound does not ensure toxicity. Some organochlorides are considered safe enough for consumption in foods and medicines. For example, peas and broad beans contain the natural chlorinated plant hormone 4-chloroindole-3-acetic acid (4-Cl-IAA);^[16][17] and the artificial sweetener sucralose (Splenda) is a common food additive. As of 2004, at least 165 organochlorides had been approved worldwide for use as pharmaceutical drugs, including the natural antibiotic vancomycin, the antihistamine loratadine (Claritin), the antidepressant sertraline (Zoloft), the anti-epileptic lamotrigine (Lamictal), and the inhalation anesthetic isoflurane.^[18]

• Organic halide
• Octachlorocyclobutane

• บทความเรื่อง "การก่อตัวของไฮโดรคาร์บอนคลอริเนตในวัสดุพืชที่ผุพัง" บนเว็บไซต์ SLAC
• บทความเรื่อง "การออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนที่มีคลอรีน" จากเว็บไซต์ของสถาบันเคมีออกซิเดชันสีเขียว มหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน