Dimetilmercurio

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El dimetilmercurio ((CH3)2Hg) es un compuesto organomercurico. Un líquido altamente volátil, reactivo, inflamable e incoloro, el dimetilmercurio es una de las más fuertes neurotoxinas conocidas, con una cantidad inferior a 0,1 mL capaz de inducir un severo envenenamiento por mercurio, y se absorbe fácilmente a través de la piel. El dimetilmercurio es capaz de permear muchos materiales, incluyendo los compuestos de plástico y caucho. Tiene un olor ligeramente dulce, aunque inhalar lo suficiente del producto químico para darse cuenta de ello sería peligroso.

Estructura del dimetilmercurio
Estructura del dimetilmercurio

La toxicidad aguda del compuesto fue demostrada por la muerte en 1997 de la química Karen Wetterhahn, que murió 10 meses después de una sola exposición de sólo unas pocas gotas que penetraron a través de sus guantes de látex desechables.

Una historia toxica

Los lectores de la parodia histórica «1066 and All That » sabrán que los antiguos romanos eran la nación superior, debido a su educación clásica. Parte de su ciencia también era precisa; sabían lo tóxico que era el mercurio. El mercurio y algunos de sus compuestos se conocen desde hace más de 2000 años; los romanos extraían cinabrio, sulfuro de mercurio, en Almadén, España. Enviaron criminales a trabajar en las minas de mercurio, y esto fue considerado como una sentencia de muerte.

Los romanos usaban el cinabrio como pigmento naranja-rojo, pero también tostaban el cinabrio para obtener el mercurio metalico. Tanto si inhalas polvo de cinabrio como vapor de mercurio, el resultado es el mismo: envenenamiento por mercurio. En el mundo antiguo, el mercurio se usaba para hacer la amalgama con el oro o la plata que se usaba para los espejos de plata y para dorar el vidrio o las letras iluminadas en los manuscritos. Después de aplicar la amalgama, el mercurio simplemente se dejaba evaporar. Los compuestos de mercurio se utilizaban en medicina, para tratar la sífilis (ineficazmente) y el metal se utilizaba en termómetros y barómetros.

El mercurio, un asesino eficaz

Muchos científicos fueron víctimas del envenenamiento por mercurio, incluyendo a Sir Isaac Newton, Michael Faraday y Blaise Pascal. Los alquimistas estaban muy interesados en convertir el mercurio en oro; el Rey Carlos II de Inglaterra era un químico entusiasta, y su repentina muerte en 1685 se atribuye a que inhaló mercurio en el curso de sus experimentos.


Modelo 3D del dimetilmercurio
Modelo 3D del dimetilmercurio

El nitrato de mercurio se usaba para preservar el fieltro usado en la fabricación de sombreros, y también para suavizar los pelos. Cuando el fieltro se secaba, se formaba un polvo tóxico. Los trabajadores absorbieron el mercurio y desarrollaron síntomas como los temblores del sombrerero. La idea del Sombrerero Loco en Alicia en el País de las Maravillas no era una exageración de la mente de Lewis Carroll, aunque el personaje descrito no exhibe ninguno de los síntomas clásicos.

Los compuestos de mercurio más tóxicos son organometálicos, que contienen enlaces de mercurio y carbono. El primero de ellos fue hecho en 1852; Sir Edward Frankland descubrió que, si se dejaba una mezcla de yoduro de metilo con mercurio metálico a la luz del sol, se formaban cristales de yoduro de metilmercurio. Siguieron muchos compuestos similares.

A principios del siglo XX, la gente comenzó a usarlos como fungicidas en los granos de semillas. Mataron a los hongos, y a la gente también. Algunas personas hacían el pan directamente del grano, en lugar de plantarlo; se produjeron epidemias de envenenamiento por mercurio. En Irak en 1971-2, la gente ignoró las advertencias en los sacos de granos tratados porque estaban en español. Cientos de personas murieron.  Y cuando una compañía química japonesa vertió desechos de mercurio en el mar, las bacterias anaeróbicas lo convirtieron en metilmercurio, el cual fue absorbido por el plancton y pasó a la cadena alimenticia a través de los peces a los humanos. El resultado fue el envenenamiento de miles de personas en Minamata.


El arma más poderosa, dimetilmercurio

Pero el dimetilmercurio les gana a todos por su toxicidad. Fue sintetizado por primera vez en 1858 por George Buckton, que trabajaba en el Colegio Real de Química (ahora Colegio Imperial). El grupo de investigación de Frankland comenzó a fabricar dimetilmercurio en 1863.

Su colega Carl Ulrich inhaló un poco después de un derrame, y pronto mostró los clásicos síntomas de envenenamiento por mercurio, encías doloridas y entumecimiento de sus manos, sordera y mala visión. Se volvió inquieto y ruidoso antes de caer en coma. Ocasionalmente se levantó del coma para emitir ruidos aulladores, pero murió quince días después de que se reconocieran los síntomas por primera vez. Un joven técnico que ayudó en la limpieza tardó más tiempo en desarrollar síntomas similares, pero a los pocos meses estaba demente, inquieto, violento e incontinente. Murió de neumonía un año después.

Aún así, nadie estaba preparado para la muerte de Karen Wetterhahn del Dartmouth College, EEUU. Era una química organometálica muy experimentada que tomó todas las precauciones para medir una pequeña cantidad de dimetilmercurio en agosto de 1996. Trabajaba en una vitrina, con una bata de laboratorio, guantes de látex y gafas de seguridad. Un colega abrió la fría ampolla de dimetilmercurio y Wetterhahn la pipeteó rápidamente en el tubo de RMN, puso el resto en un recipiente de almacenamiento, limpió y se deshizo de los guantes.


Fotografía de Karen Wetterhahn, publicada en The Scientist

Wetterhahn recordó más tarde haber derramado unas gotas de dimetilmercurio en el guante ese día de agosto. La vida siguió normal; continuó con su investigación y enseñanza. A principios de enero de 1997, empezó a notar síntomas preocupantes, dificultad para hablar, problemas de equilibrio. Cinco días después fue ingresada en el hospital y se le diagnosticó una intoxicación aguda por mercurio. Su audición y su visión se deterioraron. La quimioterapia para eliminar el mercurio resultó inútil; el 6 de febrero, sólo tres semanas después de los primeros signos de la enfermedad, Karen Wetterhahn entró en coma, muriendo el 8 de junio.

Los científicos y médicos que trataron a Karen Wetterhahn concluyeron: – El dimetilmercurio parece ser tan peligroso que los científicos deberían usar compuestos de mercurio menos tóxicos siempre que sea posible. Dado que el dimetilmercurio es un producto químico «supertóxico» que puede penetrar rápidamente en los guantes de látex comunes y formar un vapor tóxico después de un derrame, su síntesis, transporte y uso por parte de los científicos debe mantenerse al mínimo, y debe ser manejado sólo con extrema precaución y con el uso de rigurosas medidas de protección».

Química del dimetilmercurio

El compuesto fue uno de los primeros organometálicos de que se tiene noticia, lo que refleja su considerable estabilidad. Se forma tratando la amalgama de sodio con haluros de metilo:


También se puede obtener mediante la alquilación del cloruro mercúrico con metileno:

La molécula adopta una estructura lineal con longitudes de enlace de Hg-C de 2.083 Å.

Una característica novedosa de este compuesto es su falta de reacción hacia el agua y el hecho de que reacciona con los ácidos minerales a una velocidad significativa sólo a temperaturas elevadas,[4][5] mientras que los correspondientes compuestos organocadmio y organozinc se hidrolizan rápidamente. La diferencia refleja la baja afinidad del Hg (II) con los ligandos de oxígeno. El compuesto reacciona con el cloruro de mercurio para dar el compuesto mixto cloro-metilo:


Mientras que el dimetilmercurio es un líquido volátil, el cloruro de metilmercurio es un sólido cristalino.

Usos

El dimetilmercurio tiene actualmente pocas aplicaciones debido a los riesgos que conlleva. Al igual que muchos metilorganometálicos, es un agente metilante que puede donar sus grupos metilo a una molécula orgánica; sin embargo, el desarrollo de nucleófilos menos agudamente tóxicos como el dimetilzinc y el trimetilaluminio, y la posterior introducción de los reactivos de Grignard (halogenuros organometálicos), han hecho que este compuesto quede esencialmente obsoleto en la química orgánica.

Anteriormente se estudiaba para reacciones en las que el catión metilmercurio se unía a la molécula objetivo, formando potentes bactericidas; sin embargo, la bioacumulación y la toxicidad final del metilmercurio ha llevado en gran medida a abandonarlo con este fin en favor de los compuestos de dietilmercurio y etilmercurio menos tóxicos, que desempeñan una función similar sin el peligro de la bioacumulación.


En toxicología, antes se utilizaba como toxina de referencia. También se ha utilizado para calibrar los instrumentos de RMN para la detección de mercurio, aunque ahora se prefiere el dietil mercurio y las sales de mercurio menos tóxicas.

Manejo y seguridad

El dimetilmercurio es extremadamente tóxico y peligroso de manejar. La absorción de dosis tan bajas como 0.1 mL puede resultar en una severa intoxicación por mercurio. Los riesgos se incrementan debido a la alta presión de vapor del líquido.

Las pruebas de permeación mostraron que varios tipos de guantes desechables de látex o de cloruro de polivinilo (típicamente, de unos 0,1 mm de grosor), utilizados comúnmente en la mayoría de los laboratorios y entornos clínicos, tenían tasas altas y máximas de permeación por dimetilmercurio en 15 segundos. La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos aconseja manejar el dimetilmercurio con guantes laminados de alta resistencia con un par adicional de guantes resistentes a la abrasión que se usan sobre el par laminado, y también recomienda usar una pantalla facial y trabajar en una campana de humos.


El dimetilmercurio se metaboliza después de varios días para convertirse en metilmercurio. El metilmercurio atraviesa fácilmente la barrera hematoencefálica, probablemente debido a la formación de un complejo con la cisteína. Se elimina del organismo lentamente y, por lo tanto, tiene tendencia a bioacumularse. Los síntomas de la intoxicación pueden retrasarse meses, lo que da lugar a casos en los que finalmente se descubre un diagnóstico, pero sólo en el punto en el que es demasiado tarde para que un régimen de tratamiento eficaz tenga éxito.

La toxicidad del dimetilmercurio se puso de relieve con la muerte de Karen Wetterhahn, profesora de química en el Dartmouth College, en 1997. La profesora Wetterhahn se especializó en el envenenamiento por metales pesados. Después de derramar unas gotas de este compuesto en su guante de látex, la barrera se vio comprometida, y en pocos minutos fue absorbida por su piel. Circuló por su cuerpo y se acumuló en su cerebro, resultando en su muerte diez meses después. Este accidente es un caso de estudio toxicológico común y resultó directamente en la mejora de los procedimientos de seguridad para la ropa de protección química y el uso de campanas de ventilación, que ahora se requieren cuando es posible cualquier exposición a sustancias tan severamente tóxicas y/o altamente penetrantes (por ejemplo, en almacenes de municiones químicas e instalaciones de descontaminación).

Para más información «dimethyl mercury – Compound Summary»


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