Esaclorobenzene

L’esaclorobenzene è un composto organico aromatico costituito dall’anello benzenico in cui tutti e sei gli atomi di idrogeno sono sostituiti dal cloro ed è pertanto un composto organoclorurato che ha formula C₆Cl₆.

Appartiene ai composti organoclorurati del benzene: i vari gradi di sostituzione dell’idrogeno con il cloro di una molecola di benzene portano a 12 possibili composti. Questi includono monoclorobenzene, tre isomeri di diclorobenzene, tre isomeri di triclorobenzene, tre isomeri di tetraclorobenzene, pentaclorobenzene ed esaclorobenzene.

L’esaclorobenzene fa parte degli inquinanti organici persistenti (POP) acronimo di Persistent Organic Pollutants, composti organici dannosi per animali ed esseri umani che persistono in natura perché non sono degradabili e si accumulano negli organismi viventi rappresentando un rischio per la nostra salute e per l’ambiente. A seconda dei terreni, può permanere inalterato oltre 20 anni prima di dimezzarsi.

A causa dell’elevato rischio e del periodo di tempo eccezionalmente lungo i cui rimangono inalterati nel 2001 è stata firmata la Convenzione di Stoccolma in cui venivano individuate dodici sostanze chimiche distinte e pertanto denominate “sporca dozzina” di inquinanti organici persistenti tra cui l’esaclorobenzene a cui potevano, nel corso del tempo esserne aggiunti altri.

Proprietà dell’esaclorobenzene

Si presenta come un solido bianco sensibile all’umidità, scarsamente  solubile in acqua, poco solubile in etanolo a temperatura ambiente, solubile in solventi organici come benzene, etere etilico, solfuro di carbonio e etanolo caldo. Mostra elevata solubilità in solventi alogenati come cloroformio, esteri, alcoli a catena corta e idrocarburi.

Una volta disciolto, è moderatamente volatile e viene fortemente adsorbito alla materia organica. Quando è presente nel terreno, si volatilizza e si dissolve molto lentamente. Può quindi raggiungere la falda freatica o defluire in un corso d’acqua, dove verrà diluito, prima di volatilizzarsi parzialmente.

Ha un punto di fusione di 230°C e un punto di ebollizione di 332°C. È combustibile ad alte temperature.

L’esaclorobenzene ha una reattività chimica e biochimica molto bassa, e ciò si riflette nella sua lunga persistenza nell’ambiente. Reagisce con forti ossidanti e può essere assorbito nell’organismo per inalazione del suo aerosol, attraverso la cute e per ingestione.

Sintesi

La sintesi industriale dell’esaclorobenzene prevede la clorurazione del benzene alla temperatura di 150–200 °C in presenza di un acido di Lewis come cloruro di ferro (III) o cloruro di alluminio quale catalizzatore. La reazione è generalmente eseguita in un reattore di ferro in cui è introdotto il benzene in cui è fatto fluire il cloro gassoso.

Questo metodo che è quello abitualmente utilizzato richiede, tuttavia, tempi lunghi ed inoltre l’esaclorobenzene risulta contaminato da ferro o da altri catalizzatori che possono essere utilizzati e che devono essere rimossi prima che il composto possa essere utilizzato per scopi quali la produzione di pentaclorofenolo, che è uno dei suoi usi principali.

Un metodo sintetico relativamente breve prevede l’uso, quale catalizzatore, del carbone attivo che presenta il vantaggio anche di ottenere un prodotto ad elevato grado di purezza. La clorurazione del benzene in presenza di carbone attivo può essere effettuata a basse temperature.

Tuttavia, poiché l’esaclorobenzene sublima a una temperatura di circa 230 °C, si preferisce effettuare la reazione di clorurazione a temperature leggermente superiori a 230 °C in modo che esso possa essere rimosso dalla camera di clorurazione sotto forma di vapore.

Può essere ottenuto dalla distillazione dei residui dalla produzione di tetracloroetilene. Sebbene la sua produzione sia cessata nella maggior parte dei paesi, può essere ottenuto come sottoprodotto involontario nella fabbricazione di solventi clorurati, aromatici clorurati e pesticidi clorurati.

L’esaclorobenzene può entrare nell’ambiente come sottoprodotto di reazione nella produzione di tetracloruro di carbonio, dicloroetilene, esaclorobutadiene, tricloroetilene, tetracloroetilene, pentacloronitrobenzene e cloruro di vinile monomero.

Reazioni

A una temperatura di una temperatura da – 78 °C e – 60 °C in presenza etere etilico dà una reazione di litiazione reagendo con l’ n-butillitio per dare il tetraclorobenzino. Quest’ultimo a seguito di reazione con il benzene dà luogo alla formazione di  tetraclorobenzobarrelene.

Si decompone per riscaldamento, producendo fumi tossici. Reagisce violentemente con dimetilformammide sopra i 65°C.

Usi

Si è introdotto per la prima volta nel 1945 per trattare le sementi e uccidere i funghi che colpiscono le colture alimentari. In passato, l’esaclorobenzene aveva molti usi sia nell’industria che nell’agricoltura. La principale applicazione agricola era come pesticida per proteggere i semi di colture come grano, orzo, avena e segale e prevenire la crescita di funghi.

Il suo uso in tali applicazioni si è interrotto in molti paesi a causa di preoccupazioni per gli effetti negativi sull’ambiente e sulla salute umana ma è utilizzato per questo scopo in alcuni paesi. Nell’industria, si è utilizzato l’esaclorobenzene  direttamente nella fabbricazione di fuochi pirotecnici, proiettili traccianti e come agente fondente nella fabbricazione dell’alluminio.

Si è anche utilizzato come materiale di partenza nella produzione di pentaclorofenolo, un agente di controllo della porosità nella fabbricazione di anodi di grafite e come agente peptizzante nella produzione di gomma nitrosa e stirenica per pneumatici.

Regolamentazione dell’esaclorobenzene

L’esaclorobenzene è un fungicida utilizzato per la prima volta per il trattamento di sementi nel 1945. È tuttavia anche un sottoprodotto della fabbricazione di altre sostanze chimiche e dei processi di combustione. Tra il 1954 e il 1959 molte persone mangiarono, in Turchia, cereali trattati con esaclorobenzene. Di questi, tra i 3000 e 4000 soffrirono in seguito di disturbi nella sintesi dell’eme e il 14% dei pazienti morì.

È stato classificato dall’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) come cancerogeno di Gruppo 2B ovvero possibilmente cancerogeno per l’uomo ed è stato vietato negli Stati Uniti nel 1966. Nell’U.E. al momento dell’inserimento nel regolamento degli inquinanti organici persistenti nel 2004 si è ritenuto superfluo stabilire un valore limite, in quanto non si prevedeva di reperire l’esaclorobenzene come costituente o impurità presente in alcune sostanze.

Tuttavia, a causa della sua presenza in inchiostri, rivestimenti, vernici e toner, applicazioni per legno e tessuti, nonché nelle materie plastiche si è  ritenuto opportuno fissare un valore limite per la presenza di esaclorobenzene presente come sottoprodotto della fabbricazione di altre sostanze chimiche, principalmente solventi clorurati e pesticidi, nonché nei flussi di rifiuti di stabilimenti di cloruri alcalini e nei processi di conservazione del legno.

Pertanto il 13 dicembre 2022 è entrato in vigore il nuovo valore limite alla presenza dell’esaclorobenzene  che è stato stabilito in  10 mg/kg  corrispondente allo 0,001 % in peso.