ブロモホルム

ブロモホルム：性質、用途、安全性に関する詳細

ブロモホルム (CHBr₃、トリブロモメタン) は、無色の液体状の臭素化有機溶媒です。その特徴として、高い屈折率と非常に高い密度が挙げられ、クロロホルムに似た甘い香りがします。トリハロメタンの一種であり、水道水の消毒過程で生成される消毒副生成物としても知られています。

分子構造と合成法

ブロモホルムの分子構造は、C₃v対称性を持つ四面体構造をしています。

1832年、レーヴィッヒによってブロマールと水酸化カリウムの混合物を蒸留することで初めて合成されました。これは、クロラールからクロロホルムを合成する方法と類似しています。現在では、アセトンと次亜臭素酸ナトリウムを用いたハロホルム反応、エタノール中での臭化カリウムの電気分解、またはクロロホルムを臭化アルミニウムで処理する方法など、様々な合成法が知られています。

用途

現在、工業的に大量生産されているわけではありませんが、様々な用途で利用されています。かつては溶媒、鎮静剤、難燃剤として使用されていましたが、現在では主に実験用試薬、特に抽出溶媒として用いられています。

医療分野においては、重症の喘息治療に、エピネフリンの代替として使用されるケースもあるようです。また、ブロモホルムの高い密度を利用して、鉱物の比重分離にも用いられています。異なる密度の鉱物をブロモホルムに混合し、沈降させることで、密度差に基づいて鉱物を分離することができます。密度調整のために、ブロモホルムに低密度で混和性の溶媒を少量添加することも可能です。

近年注目されているのは、メタン生成阻害剤としての役割です。海藻、特にAsparagopsis属の海藻に含まれるブロモホルムが、反芻動物のメタン排出量削減に効果を示すことが研究で明らかになっており、家畜飼料添加物としての利用が期待されています。

環境と毒性

環境中におけるブロモホルムの主な発生源は、海洋中の植物プランクトンや海藻による自然生成と考えられています。しかし、飲料水の消毒のために塩素が添加されると、トリハロメタンの一種としてブロモホルムが生成され、局所的に高濃度で環境中に放出される可能性があります。ブロモホルムは水にいくぶん溶解し、空気中へも容易に揮発します。海水プールでは、1.2ppm (100万分の1)にも達する高濃度が観測されており、淡水プールではその1/10程度の濃度です。職業上の皮膚暴露限度は0.5ppmに設定されています。

ブロモホルムは、水生生物に有害な可能性があり、環境への影響には十分な配慮が必要です。揮発性と環境残留性を考慮すると、液体または蒸気として放出することは避けるべきです。

人体への影響としては、吸入や皮膚からの吸収によって、気道、目、皮膚の刺激、中枢神経系や肝臓への影響、機能障害を引き起こす可能性があります。マウスにおけるLD50（半数致死量）は7.2mmol/kg、または1.8g/kgです。国際がん研究機関 (IARC) は、ブロモホルムの発がん性については分類不能と結論付けていますが、米国環境保護庁 (EPA) はヒト発がん性物質の可能性があると分類しています。

まとめ

ブロモホルムは、特有の性質と多様な用途を持つ一方で、環境と人体への影響も考慮すべき重要な物質です。その利用にあたっては、安全な取り扱いと環境への配慮が不可欠です。今後の研究により、メタン排出削減への応用がより発展し、安全性の高い利用方法が確立されることが期待されます。

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