Trikloroasetik Asit

Kimyasal formülü CCl₃COOH veya C₂HCl₃O₂ olan trikloroasetik asit (TCA), keskin ve yakıcı bir kokuya sahip, renksiz ila beyaz renkte kristal bir katı ve güçlü bir organik asittir. 163.38 g/mol molekül ağırlığına sahiptir, 57.5°C’de erir, 195.5°C’de kaynar ve suda (25°C’de 1.000 g/100 mL’nin üzerinde), etanolde ve eterde yüksek çözünürlük gösterirken, ısıtıldığında fosgen ve hidrojen klorür gazları açığa çıkararak ayrışır.^[1]

Tıbbi uygulamalarda TCA, genital siğiller, aktinik keratoz ve diğer dermatolojik lezyonlar gibi durumları tedavi etmek amacıyla kimyasal peeling için yakıcı bir ajan olarak görev yapar ve kontrollü doku yıkımı ile rejenerasyonu indüklemek için keratolitik özelliklerinden yararlanır.^[2] Endüstriyel olarak, metal yüzey işlemleri için bir aşındırma ve dekapaj maddesi, plastik endüstrisinde bir şişirme maddesi ve çözücü, biyokimyasal analizlerde ise protein çökeltme reaktifi olarak işlev görür.^[3] Ek olarak, sodyum tuzu bir herbisit olarak kullanılmıştır ve organik sentezde bir ara madde olarak görev yapar.^[1]

TCA, temas halinde ciltte, gözlerde ve mukoza zarlarında ciddi yanıklara neden olabilen aşındırıcı bir madde olarak önemli güvenlik tehlikeleri oluşturur; solunması veya yutulması solunum sıkıntısına veya gastrointestinal hasara yol açar.^[1] Uzun süreli etkilerle sucul yaşam için toksiktir ve hayvan çalışmalarında karaciğer tümörlerine dair kanıtlar göstererek, insanlar için olası bir kanserojen (IARC Grup 2B) olarak sınıflandırılmıştır; sıçanlarda oral LD50 değeri 3.32 g/kg’dır.^[4]^[1]^[2]

Özellikler

Fiziksel özellikler

C₂HCl₃O₂ moleküler formülüne sahip trikloroasetik asit, bir karboksilik asit kısmına (-COOH) bağlı bir triklorometil grubundan (Cl₃C-) oluşan bir yapıya sahiptir. Molar kütlesi 163.38 g/mol’dür.^[1]

Bileşik, keskin, yakıcı bir kokuya sahip renksiz ila beyaz kristal bir katı olarak görünür ve belirgin şekilde higroskopik ve delikesandır (nem çekerek sıvılaşan); atmosferik nemi kolayca emerek bir sıvı oluşturur.^[1]^[5]

Trikloroasetik asidin temel fiziksel sabitleri aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:

Özellik	Değer
Erime noktası	57–58 °C
Kaynama noktası	196–197 °C (197 °C’nin üzerinde ayrışır)
Yoğunluk (katı)	20 °C’de 1.62 g/cm³

Bu değerler, bir organik asit için nispeten düşük bir erime noktasına işaret eder; bu durum asidin oda sıcaklığında katı halde bulunmasına rağmen ılımlı ısıtmada kolayca erimesine olanak tanır.^[1]^[5]

Trikloroasetik asit, polar çözücülerde yüksek çözünürlük gösterir; 25 °C’de suda 1.000 g/100 mL’nin üzerinde çözünür, ayrıca etanol ve dietil eterde de serbestçe çözünür. Buna karşılık, hidrokarbonlar gibi polar olmayan çözücülerde düşük çözünürlük gösterir, bu da onun polar doğasıyla uyumludur.^[1]^[6]

Güçlü bir asit olan trikloroasetik asit, 25 °C’de 0.66’lık bir pKₐ değerine sahiptir ve bu da sulu çözeltilerde neredeyse tam ayrışmaya yol açar. Kararlılık açısından bileşik kuru koşullar altında stabildir ancak kaynama noktasının üzerinde ısıtıldığında veya alkali ortamlara maruz kaldığında kloroform (CHCl₃), karbondioksit (CO₂), hidrojen klorür (HCl) ve muhtemelen fosgene (COCl₂) ayrışır.^[1]^[7]

Kimyasal özellikler

Trikloroasetik asit (Cl₃CCOOH), asetik asit iskeletinin alfa karbonuna bağlı üç klor atomunun bulunduğu ve indüktif elektron çekme yoluyla kimyasal davranışını önemli ölçüde etkileyen bir moleküler yapıya sahiptir. Elektronegatif klor sübstitüentleri, negatif yükü karboksilat grubu üzerine dağıtarak eşlenik bazı stabilize eder ve böylece bileşiğin asiditesini artırır. Bu etki, asetik asidin (pKₐ 4.76) değerinden belirgin şekilde düşük olan 0.66’lık pKₐ değerinde açıkça görülmektedir ve bu durum trikloroasetik asidi çok daha güçlü bir asit yapar.^[8]^[9]

Sulu çözeltilerde, trikloroasetik asit kolayca ayrılarak trikloroasetat iyonu (Cl₃CCOO⁻) ve bir proton oluşturur, bu da onun güçlü asidik doğasını yansıtır. Bu iyon, oksijen atomları üzerindeki elektron yoğunluğunu azaltan elektron çekici klorlar sayesinde kararlılık gösterir. Önemli bir reaktivite yolu, asidin genellikle ısıtıldığında veya baz katalizi altında kloroform (CHCl₃) ve karbondioksit (CO₂) oluşturmak üzere ayrıştığı dekarboksilasyondur. Reaksiyon şu şekilde ilerler:

$$ \mathrm{Cl_3CCOOH \rightarrow CHCl_3 + CO_2} $$

Bu süreç, geminal triklorometil grubu tarafından sağlanan beta-eliminasyon benzeri bir mekanizma ile kolaylaştırılır.^[10]

Spektroskopik karakterizasyon, bağ özelliklerini daha da vurgulamaktadır. Kızılötesi (IR) spektroskopisi, yaklaşık 1710 cm⁻¹’de konjuge karboksilik asit grubunu gösteren karakteristik bir karbonil (C=O) gerilme titreşimi ve alifatik klorlar nedeniyle 700–850 cm⁻¹ bölgesinde C-Cl gerilme bantları ortaya koyar. Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisinde, ¹³C NMR spektrumu, klorlu karbon (CCl₃) için 93–95 ppm civarında, klorların perdeleme (deshielding) etkisini yansıtan bir aşağı alan kayması gösterirken, karboksil karbonu 170 ppm civarında görünür.^[11]

Üretim

Laboratuvar sentezi

Trikloroasetik asit hazırlamak için standart bir laboratuvar prosedürü, kloralin (trikloroasetaldehit) genellikle dumanlı nitrik asit kullanılarak oksidasyonunu içerir. Bu süreçte, kloral hidrat eritilir ve bir damıtma balonunda dumanlı nitrik asit (yoğunluk 1.5 g/mL) ile muamele edilir, oksidasyonu kolaylaştırmak için hafifçe ısıtılır ve ardından ürün damıtılır.^[12] Reaksiyon şu şekilde gösterilebilir:

$$ \mathrm{Cl_3CCHO + [O] \rightarrow Cl_3CCOOH} $$

Burada [O], oksitleyici ajanı ifade eder. Alternatif olarak, potasyum permanganat kloral için oksidan olarak kullanılabilir ve daha ılıman koşullar altında karboksilik asite kontrollü bir oksidasyon sağlar.^[13] Bu oksidasyon yöntemlerinden elde edilen verimler, reaksiyon ölçeğine ve saflaştırma verimliliğine bağlı olarak tipik olarak %70 ile %90 arasında değişir.^[14]

Alternatif bir laboratuvar yolu, asit klorürün reaktivitesi nedeniyle hızla ilerleyen trikloroasetil klorürün su ile hidrolizidir. Trikloroasetil klorür, soğuk suya veya sulu baza damla damla eklenir, trikloroasetik asit ve hidroklorik asit gazı verir; bu işlem genellikle yan ürünün nötralizasyonunu gerektirir.^[15] Bu yöntem, klorür öncüsünün mevcut olduğu küçük ölçekli hazırlıklar için uygundur.

Ham trikloroasetik asidin saflaştırılması, kuru benzenden yeniden kristalleştirme yoluyla (sıcak benzende çözünme ve ardından saf kristaller oluşturmak için soğutma) veya yüksek sıcaklıklarda ayrışmayı önlemek için düşük basınç altında damıtma yoluyla elde edilir.^[16] Düşük basınçlı damıtma, bileşiğin atmosferik basınçta yaklaşık 196°C olan kaynama noktasını dikkate alarak termal bozunmayı en aza indirir.

Laboratuvar sentezi, hidroliz veya klorlama sırasında oluşan aşındırıcı dumanlara ve hidroklorik asit buharlarına karşı korunmak için tüm adımların bir kimyasal çeker ocakta gerçekleştirilmesi dahil olmak üzere sıkı güvenlik önlemleri gerektirir. Asidin şiddetli tahriş edici özellikleri nedeniyle eldiven, gözlük ve laboratuvar önlüğü gibi kişisel koruyucu ekipmanlar esastır.^[17]

Endüstriyel üretim

Trikloroasetik asit, endüstriyel ölçekte öncelikli olarak asetik asidin veya kloroasetik asit üretiminden elde edilen ana çözeltilerin 140–160 °C sıcaklıklarda klor gazı kullanılarak termal klorlanması yoluyla üretilir.^[18]^[3] Bu süreçte, reaksiyon verimliliğini artırmak ve ayrışmayı en aza indirmek için kükürt veya demir ve bakır gibi metal bileşikleri gibi katalizörler kullanılır.^[19]^[18]

Klorlama aşamalı olarak ilerler; asetik asit (CH₃COOH) önce monokloroasetik asidi, ardından dikloroasetik asidi ve son olarak CH₃COOH + 3Cl₂ → Cl₃CCOOH + 3HCl genel reaksiyonu yoluyla trikloroasetik asidi (Cl₃CCOOH) oluşturur.^[20] Birincil yan ürün olan hidrojen klorür (HCl), proses ekonomisini ve çevresel uyumluluğu optimize etmek için absorpsiyon veya havalandırma sistemleri yoluyla geri kazanılır.^[21] Ham ürünün saflaştırılması, endüstriyel uygulamalara uygun yüksek saflık derecelerine ulaşmak için tipik olarak düşük basınç altında damıtma veya solvent ekstraksiyonunu içerir.^[20]

Kimya ve ilaç sektörlerindeki talep ile yönlendirilen üretimin başlıca üreticileri Çin (örneğin, Shandong Chuangying Chemical) ve Avrupa’da (örneğin, CABB GmbH) bulunmaktadır.^[22] Hammadde olan asetik asit, metanol karbonilasyonu gibi petrokimyasal kaynaklardan elde edilir ve üretim maliyetlerine katkıda bulunur. Trikloroasetik asit için piyasa fiyatları, hammadde dalgalanmaları ve küresel arz dinamiklerinden etkilenerek tipik olarak kg başına 1 ila 2 dolar arasında değişmektedir.^[23]^[24]

Son gelişmeler arasında, daha yüksek seçicilik ve daha az yan ürün oluşumu için metal oksitler gibi geliştirilmiş katalizörlerin benimsenmesi ve kararlı durum reaksiyon koşullarını koruyarak verimi ve ölçeklenebilirliği artıran enerji verimli sürekli akış prosesleri yer almaktadır.

Uygulamalar

Biyokimyasal ve analitik kullanımlar

Trikloroasetik asit (TCA), biyokimyasal laboratuvarlarda protein çökeltme işleminde yaygın olarak kullanılır; burada proteinleri sulu çözeltilerden denatüre ederek ve bir araya toplayarak konsantrasyonlarını ve saflaştırılmalarını kolaylaştırır. Tipik olarak TCA, %5-20’lik bir nihai konsantrasyona ulaşmak için eklenir; bu, tuzlar ve deterjanlar gibi kirleticileri etkili bir şekilde uzaklaştırırken proteinleri enzim analizleri ve proteomik gibi sonraki analizler için korur.^[25]^[26] Bu yöntem, karmaşık biyolojik matrislerden protein geri kazanımını artırmak için TCA ile aseton yıkamalarını birleştiren protokollerde gösterildiği gibi, kütle spektrometrisi için numune hazırlamada özellikle değerlidir.^[27] Altta yatan mekanizma, TCA tarafından protein yan zincirlerinin protonasyonunu içerir; bu durum elektrostatik etkileşimleri ve hidrojen bağlarını bozarak polipeptit zincirlerinin kısmen açılmasına ve hidrofobik agregasyonuna yol açar.^[28]^[29] Bu süreç, protein yüzeyine bağlı su moleküllerini izole ederek, bazı optimize edilmiş protokollerde yüksek hızlı santrifüjleme gerektirmeden çözünmezliği ve çökeltmeyi teşvik eder.^[30]

Nükleik asit izolasyonunda TCA, DNA ve RNA için seçici bir çöktürücü olarak görev yapar ve genellikle sekanslama ve hibridizasyon çalışmaları için yüksek saflıkta numuneler elde etmek amacıyla organik ekstraksiyonları takiben iş akışlarına entegre edilir. pH ve iyonik şiddeti ayarlayarak, %10 civarındaki konsantrasyonlarda TCA, nükleik asitlerin proteinler ve lipidler üzerinde diferansiyel çökeltilmesini sağlar ve son saflaştırma adımlarına yardımcı olduğu fenol-kloroform bazlı yöntemlerde standart bir yardımcı madde haline gelir.^[31]^[29] Bu uygulama, dokulardan veya hücrelerden elde edilen düşük miktardaki numunelerin işlenmesinde özellikle yararlıdır, çünkü TCA’nın güçlü asiditesi, safsızlıkların birlikte çökmesini en aza indirirken kantitatif geri kazanım sağlar.^[25]

TCA ayrıca, özellikle katı faz fosforamidit kimyasında olmak üzere oligonükleotid sentezinde kritik bir rol oynar; burada detritilasyon aşamasında bir koruyucu grubu uzaklaştırma ajanı olarak görev yapar. Diklorometan içindeki %3’lük bir TCA çözeltisi, 5′-dimetoksitritil (DMT) grubunu nükleositlerden hızla ayırarak zincir uzaması için hidroksili açığa çıkarır ve daha güçlü asitlere kıyasla depurinasyon yan reaksiyonlarını en aza indirir.^[32]^[33] Bu adım kantitatiftir ve turuncu bir DMT karbokatyonunun salınımı ile izlenir, bu da otomatik sentezleyicilerde birleşme verimliliğinin gerçek zamanlı olarak değerlendirilmesine olanak tanır.^[34]

Sentez dışında TCA, çöktürme sonrası Lowry yöntemiyle protein miktar tayini dahil olmak üzere biyokimyasal analizlerde ve haloasetik asitlerin kondüktometrik asit-baz tayinlerinde bir titrant olarak analitik uygulamalar bulur. Trikarboksilik asit (TCA) döngüsü çalışmalarında, hücre lizatlarından proteinleri çökeltmek için rutin olarak kullanılır ve sitrat ve α-ketoglutarat gibi döngü ara maddelerinin gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi yoluyla doğru ölçümünü sağlar.^[35]^[36] Biyokimyasal uygulamalarda TCA reaktifleri için küresel pazarın, omik araştırmalarındaki talebin etkisiyle 2024’te 1,2 milyar ABD dolarından 2033’e kadar 1,8 milyar ABD dolarına çıkması öngörülmektedir.^[37]

Tıbbi ve kozmetik kullanımlar

Trikloroasetik asit (TCA), dermatolojide kimyasal peeling için yaygın olarak kullanılır; burada %10-50 konsantrasyonları kontrollü cilt yenileme sağlamak için uygulanır. Bu peelingler, epidermis ve üst dermiste protein pıhtılaşması yoluyla kontrollü doku nekrozunu indükleyerek akne izleri, ince kırışıklıklar ve fotoyaşlanma gibi durumları hedefler, kollajen yeniden yapılanmasını ve epidermal yenilenmeyi teşvik eder.^[38]^[39]^[40]

Siğillerin ve kanser öncesi lezyonların tedavisinde, kemoablasyon için %50-100 gibi daha yüksek TCA konsantrasyonları kullanılır; özellikle insan papilloma virüsünün neden olduğu genital siğillere, yaygın siğillere ve aktinik keratoza karşı etkilidir. Asit, lezyonlara hassas bir şekilde uygulanır ve çevreleyen dokuyu korurken etkilenen dokuyu yok etmek için lokalize pıhtılaşma nekrozuna neden olur. Genital siğiller için, %80-100 TCA çözeltileri, çoklu uygulamalardan sonra %70-90 oranında temizlenme oranları göstermiştir.^[41]^[42]^[43]^[44]

TCA ayrıca dövme silme işleminde de hizmet verir; burada yüksek konsantrasyonlu uygulamalar (tipik olarak %50-100), tekrarlanan epidermal ve dermal pıhtılaşma döngüleri yoluyla mürekkep pigmentlerini parçalamak için kullanılır, ancak bu yöntem genellikle birkaç seans gerektirir ve yara izi riski taşır. Ek olarak TCA, dermatolojik biyopsi prosedürlerinde bir pıhtılaştırıcı olarak işlev görür; eskar oluşumu ve doku nekrozu yoluyla hemostaz sağlamak için %35’lik çözeltiler uygulanır ve dikişsiz kanamayı en aza indirir. Ayrıca molluskum kontagiozum tedavisinde, viral temizlenme için bireysel lezyonlara topikal olarak %35-50 TCA uygulanarak kullanılır.^[3]^[45]^[46]^[47]

Uygulama, bir sağlık uzmanı tarafından topikal uygulamayı ve ardından penetrasyonu durdurmak için su, sodyum bikarbonat veya sabunla nötralizasyonu içerir; tedaviler genellikle haftalık veya iki haftalık aralıklarla yapılır ve optimal sonuçlar için birden fazla seans gerekir. Eritem, kabuklanma ve potansiyel yara izi gibi yan etkiler, uygun seyreltme ve tedavi sonrası bakım yoluyla yönetilir; daha düşük konsantrasyonlar hassas bölgeler için riskleri azaltır.^[39]^[40]

Son gelişmeler, kozmetik sektöründe artan talep ile birlikte lentijinler için glikolik asit ile olduğu gibi, gelişmiş dermatolojik sonuçlar için kombinasyon tedavilerinde TCA’nın entegrasyonunu içermektedir; TCA bazlı ürünler de dahil olmak üzere küresel kimyasal peeling pazarının, invazif olmayan cilt gençleştirmeye olan ilginin artması nedeniyle 2030’a kadar önemli ölçüde genişlemesi öngörülmektedir. Temmuz 2024’te FDA, kimyasal yanıklar, yara izi ve diğer ciddi yaralanma riskleri nedeniyle profesyonel gözetim olmaksızın TCA içeren bazı kimyasal peeling ürünlerinin kullanımına karşı uyarıda bulunmuştur.^[48]^[49]^[50] TCA, molluskum kontagiozum için kantaridin çözeltilerinin yanı sıra (2023’te FDA onaylı) viral cilt durumları için onaylanmış tedavilerde rol oynamaya devam etmektedir.^[51]

Güvenlik ve çevresel etki

İnsan sağlığı üzerindeki etkiler

Trikloroasetik asit (TCA), maruz kalındığında insanlar için önemli akut sağlık riskleri oluşturan güçlü bir aşındırıcı ajandır. Konsantre çözeltilerle cilt teması, ülserasyon, nekroz ve kalıcı yara izine yol açabilen, Kategori 1 olarak sınıflandırılan ciddi cilt yanıklarına neden olur.^[52] Oküler maruziyet, kornea yanıkları ve olası görme kaybı dahil olmak üzere ani ve derin göz hasarına yol açar.^[53] TCA buharlarının veya sislerinin solunması solunum yollarını tahriş ederek öksürük, nefes darlığı ve ciddi vakalarda gecikmiş akciğer ödemi gibi semptomlara neden olur.^[53] Yutulması, ağız, yemek borusu ve midede yanıklara neden olarak ciddi aşındırıcı yaralanmalara, potansiyel olarak gastrointestinal perforasyon, kanama ve şoka yol açar.^[54]

TCA’ya kronik maruziyet, Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC) tarafından insanlar için muhtemelen kanserojen (Grup 2B) olarak sınıflandırılan potansiyel kanserojen etkilerle ilişkilidir, ancak hayvan çalışmaları karaciğer tümörü oluşumunu desteklemektedir.^[55] Kemirgenlerde, tekrarlanan maruziyet hepatomegali, yağlı karaciğer dejenerasyonu ve renal tübüler hasar dahil olmak üzere karaciğer ve böbrek toksisitesine neden olur.^[3] Hayvan modellerinde, içme suyu yoluyla maruz kalan sıçanlarda gelişimsel gecikmeler ve düşük fetal ağırlık gibi üreme etkileri gözlenmiştir.^[56] TCA, Kaliforniya Öneri 65 kapsamında kansere neden olduğu bilinen maddeler listesinde yer almaktadır.^[57]

Birincil insan maruziyet yolları arasında tıbbi veya laboratuvar uygulamaları sırasında dermal emilim, kimyasal taşıma gibi mesleki ortamlarda soluma ve bir dezenfeksiyon yan ürünü olarak kirlenmiş içme suyu yoluyla oral yutma yer alır.^[3] Akut toksisite verileri, sıçanlarda 3.32 g/kg’lık bir oral LD50 ve tavşanlarda 2 g/kg’dan büyük bir dermal LD50 değerini göstererek, orta derecede sistemik toksisiteyi ancak yüksek lokal aşındırıcılığı yansıtmaktadır.^[58]

Mesleki maruziyet sınırları, Ulusal İş Sağlığı ve Güvenliği Enstitüsü (NIOSH) tarafından 10 saate kadar zaman ağırlıklı ortalama (TWA) olarak 1 ppm (7 mg/m³) önerilen maruziyet sınırı (REL) ile belirlenmiştir.^[53] Cilt, göz ve solunum tehlikelerini önlemek için kimyasallara dayanıklı eldivenler, güvenlik gözlükleri ve solunum koruması dahil olmak üzere kişisel koruyucu ekipman gereklidir.^[53]

Son toksikolojik değerlendirmeler arasında, ABD Çevre Koruma Ajansı’nın (EPA) 2011’de tamamlanan ve hayvan verilerine dayanarak karaciğer ve böbreği temel hedef organlar olarak destekleyen Entegre Risk Bilgi Sistemi (IRIS) incelemesi yer almaktadır.^[59] Kaliforniya’nın Öneri 65’i, 2021 yılında kanserojenlik için günde 9.9 µg’lık önemli bir risk düzeyi olmayan (NSRL) bir seviye belirlemiştir.^[60]

Çevresel akıbet ve etkiler

Trikloroasetik asit (TCA), çevreye öncelikle klorun doğal organik madde ile reaksiyona girmesiyle içme suyunun klorlanması sırasında oluşan bir dezenfeksiyon yan ürünü olarak girer.^[61] Ayrıca, atık su arıtma tesislerinden gelen endüstriyel atık sular yoluyla da salınır; burada atık sulardaki ortalama konsantrasyonlar 430 ng/L’ye ulaşır.^[62] Ek olarak, perkloroetilen ve metil kloroform gibi klorlu çözücülerin (kloroflorokarbonlarla ilişkili ozon tabakasını incelten maddeler) bozunması yoluyla atmosferik birikim, aerosollere adsorpsiyonun ardından yağışla ıslak birikime yol açarak katkıda bulunur.^[21]

Doğal ortamlarda TCA, orta derecede kalıcılık gösterir ve toprakta tür, sıcaklık ve neme bağlı olarak 14-90 günlük ömürlerle hidroliz-oksidasyon yolları yoluyla aerobik koşullar altında biyolojik olarak parçalanabilir.^[63] Suda yarı ömrü yaklaşık 37.5 gün iken, toprakta bu süre 75 güne uzanır; nehirlerde 6.3 yıl ve göllerde 69 yıllık model tahminleri ile buharlaşma yavaştır.^[64] TCA, alkali koşullarda hidrolize uğrayarak kloroform ve karbondioksit veya format üretir, ancak nötr veya asidik su sistemlerinde nispeten kararlı kalır.^[65] Düşük oktanol-su dağılım katsayısı (log Kow = 1.33) nedeniyle biyobirikim minimumdur ve sucul organizmalarla yapılan deneysel çalışmalarda 1.7’nin altında biyobirikim faktörleri elde edilmiştir.^[7]

Ekotoksikolojik değerlendirmeler, TCA’nın sucul ekosistemler, özellikle birincil üreticiler için risk oluşturduğunu göstermektedir; Chlorella pyrenoidosa algi için 14 günlük gözlemlenebilir etki yaratmayan konsantrasyon (NOEC) 0.01 mg/L olup, bu da onu oldukça hassas olarak işaretler.^[7] Balıklar için akut toksisite daha düşüktür; Japon medakası (Oryzias latipes) ve sazan (Cyprinus carpio) gibi türlerde LC50 değerleri 277 mg/L’yi (96 saat) aşmaktadır, ancak kronik maruziyet Daphnia magna (EC50 = 110 mg/L, 48 saat) gibi omurgasızlarda büyüme ve üremeyi etkileyebilir.^[66] Tortulardaki TCA için risk katsayıları genellikle 1’i aşmaktadır, bu da derlenmiş laboratuvar ve saha toksisite verilerine dayanarak kirlenmiş alanlarda potansiyel ekolojik tehlikelere işaret etmektedir.^[67]

AB REACH düzenlemeleri kapsamında TCA, Sucul Akut 1 (H400: sucul yaşam için çok toksik) ve Sucul Kronik 1 (H410: sucul yaşam için çok toksik, uzun süreli etkili) olarak sınıflandırılmış olup, bu da potansiyel çevresel zararını yansıtmaktadır.^[66] Amerika Birleşik Devletleri’nde EPA, TCA’yı içme suyundaki haloasetik asitler (HAA5) grubunun bir parçası olarak izlemekte olup, maksimum kirletici seviyesi (MCL) 0.060 mg/L ve maksimum kirletici seviyesi hedefi (MCLG) sıfırdır, ancak TSCA kapsamında TCA üzerinde belirli bir yasak bulunmamaktadır.^[68]

Son çalışmalar (2023–2025), mevsimsel kış-ilkbahar zirveleri yoluyla orta enlem antropojenik kaynaklara atfedilen, Ny-Ålesund, Svalbard’daki Arktik aerosollerinde tespitlerle (ortalama konsantrasyon 6.0 pg m⁻³) TCA’nın uzun menzilli atmosferik taşınımını vurgulamaktadır.^[69] Biyolojik bozunma araştırmaları, kıyı ortamlarından izole edilenler gibi deniz bakterilerinin TCA’yı bozabildiğini tanımlamış ve okyanus ortamlarında aerobik parçalanmasını desteklemiştir, ancak TCA üzerinde doğrudan bir düzenleyici yasak ortaya çıkmamıştır.^[70] TCA ayrıca Arktik buzul örneklerinde de tespit edilmiş olup, kalıcılığını ve uzak ekosistemlere taşınımını vurgulamaktadır.^[71]

Tarihçe

Keşif ve erken dönem araştırmaları

Trikloroasetik asit ilk olarak 1839’da Fransız kimyager Jean-Baptiste Dumas tarafından asetik asidin güneş ışığı altında klorlanmasıyla sentezlenmiştir.^[72]

Bu sentez, 19. yüzyılın başlarında organik radikaller ve kimyasal değerlik teorisi etrafında devam eden tartışmalarda önemli bir örnek sağlamıştır. Dumas, asetik asidin metil grubundaki üç hidrojen atomunun klor atomları ile tamamen değiştirilmesinin, bileşiğin temel kimyasal davranışını koruduğunu göstererek, asetik radikalin (C₂H₃O₂) temel özelliklerini kaybetmeden bu tür yer değiştirmelere muktedir kararlı bir birim olduğunu örneklemiştir.^[73] Bu gözlem, organik kimyada ortaya çıkan sübstitüsyon teorisini desteklemiş, daha önceki düalist görüşlere meydan okumuş ve daha sonra Dumas tarafından resmileştirilen kimyasal tipler teorisinin geliştirilmesine katkıda bulunmuştur.

Dumas bulgularını, yeni asidin hazırlanmasını ve özelliklerini tanımladığı ve halojenli organik bileşiklerin anlaşılmasını ilerletmedeki rolünü vurguladığı 1839 tarihli Comptes Rendus notunda duyurmuştur.^[72] Sonraki 19. yüzyıl araştırmaları, Hermann Kolbe gibi kimyagerlerin organik sistemlerdeki asitlik eğilimlerini ve değerlik davranışlarını aydınlatmak için trikloroasetik asit gibi klorlu karboksilik asitleri incelemesiyle güçlü asidik özelliklerini araştırmıştır. Kolbe, trikloroasetik asidi potasyum amalgam kullanarak asetik aside indirgemiş ve inorganik öncülerden organik asitlerin erken sentezlerine katkıda bulunmuştur.^[74]

1870’lere gelindiğinde, trikloroasetik asidin dokular üzerindeki aşındırıcı doğası nedeniyle cilt lezyonları ve dermatolojik durumların tedavisi için yakıcı bir ajan olarak kullanılmasıyla erken tıbbi uygulamalar ortaya çıkmıştır. Alman dermatolog Paul G. Unna, 1882’de kimyasal peelinglerde ve lokal tedavilerde kullanımını bildirerek terapötik benimsenmesinde çok önemli bir adıma işaret etmiştir.^[75]

Düzenleyici ve ticari gelişmeler

Trikloroasetik asit (TCA), 1950’lerde ticari kullanıma, öncelikle sodyum trikloroasetat formunda, şeker pancarı gibi mahsullerdeki yabani otları kontrol etmeyi hedefleyen bir herbisit olarak girmiştir.^[21] Tarımsal ortamlarda yabani ot kontrol etkinliğini artırmak için sıklıkla 2,4-D ile kombinasyon halinde formüle edilmiştir.^[76]

TCA’nın herbisit uygulamaları, toksisite endişeleri nedeniyle 1990’ların başında Avrupa Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri’nde aşamalı olarak kaldırılmış, benzer durdurmalar 1980’ler ve 1990’lar boyunca çoğu ülkede gerçekleşmiştir.^[21] Kanada’da, ABD ve Avrupa Topluluğu’ndaki kısıtlamalarla birlikte herbisit olarak kullanımı yasaklanmıştır.^[77] Aşamalı kaldırma sonrası, TCA’nın ticari odağı, protein çökeltme için biyokimya ve kimyasal peeling gibi tıbbi uygulamalar dahil olmak üzere tarım dışı sektörlere kaymıştır.^[78]

ABD Toksik Maddeler Kontrol Yasası (TSCA) kapsamında TCA, üreticilerin ve işleyicilerin yıllık 25.000 poundu aşan üretim hacimlerini bildirmeleri gerekliliği de dahil olmak üzere Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından sürekli denetime tabidir.^[3] Herbisit kullanımları birçok yargı alanında yasaklanmış olsa da, tüketici ürünlerinde TCA üzerinde kesin yasaklar yoktur, ancak endüstriyel kullanım ve emisyonlar çevresel salınımı azaltmak için düzenlenmiştir.^[3]

Son yıllarda, asit peelingleri ile ilişkili güvenlik riskleri nedeniyle kozmetiklerde bir bileşen olarak açıkça yasaklandığı Çin başta olmak üzere Asya’da TCA üzerindeki düzenleyici incelemeler yoğunlaşmıştır; bu durum 2021’den itibaren tüketici uyarılarında yinelenmiştir.^[79] 2023 ile 2025 arasında EPA’dan TCA’ya özgü önemli bir güncelleme gelmemiştir, ancak ilgili klorlu bileşiklere ilişkin daha geniş kurallar, çevresel kalıcılığa ilişkin devam eden TSCA değerlendirmeleriyle uyumludur.^[80]