Этиленхлоргидрин

Этиленхлоргидрин (2-хлорэтанол, в просторечии - хлоргидрин этиленгликоля) — хлорорганическое соединение с формулой HOСН2—CH2Cl. Принадлежит к бифункциональным соединениям. Широко используется в органическом синтезе. Весьма токсичен. Относится ко II классу опасности.

Этиленхлоргидрин
Общие
Систематическое
наименование
2-хлорэтанол
Традиционные названия этиленхлоргидрин,
β-хлорэтиловый спирт,
хлоргидрин этиленгликоля
Хим. формула C2H5OCl
Физические свойства
Состояние бесцветная вязкая жидкость, с приятным запахом
Молярная масса 80,52 г/моль
Плотность 1,205[1]
Энергия ионизации 10,9 ± 0,1 эВ[2]
Термические свойства
Температура
  плавления -69[3]
  кипения 128,7[1] °C
  вспышки 140 ± 1 ℉[2]
Пределы взрываемости 4,9 ± 0,1 об.%[2]
Давление пара 11 мм. рт ст. (20 °С)
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты 14,31 ± 0,01[4]
Оптические свойства
Показатель преломления 1,4420
Классификация
Рег. номер CAS 107-07-3
PubChem
Рег. номер EINECS 203-459-7
SMILES
InChI
RTECS KK0875000
ChEBI 28200
Номер ООН 1135
ChemSpider
Безопасность
Предельная концентрация 1 мг/м3
ЛД50 84 мг/кг (мыши, накожно)
Токсичность высокотоксичное вещество, смертельно опасно при ингаляционном воздействии.
Пиктограммы ECB
NFPA 704
2
4
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
 Медиафайлы на Викискладе

История

Этиленхлоргидрин впервые был получен французским химиком А. Вюрцем в 1859 году нагреванием в запаянной трубке этиленгликоля, насыщенного хлористым водородом[5]. Он же описал примеры, показывающие его замечательную реакционную способность.

Физические свойства

Этиленхлоргидрин представляет собой бесцветную летучую вязкую жидкость, с приятным эфирным запахом, хорошо растворимую в воде, этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, 1,2-дихлорэтане и хлороформе, мало растворим в четырёххлористом углероде и углеводородах. Является прекрасным растворителем для самых различных соединений: от неорганических солей до эфиров целлюлозы[1]. С водой этиленхлоргидрин образует азеотропную смесь (42,3% по массе этиленхлоргидрина), кипящую при 97,85 °С[6][3]. Важнейшие физические показатели

  • Температура кипения: 128,7 °С,
  • температура плавления: —69 ° С
  • плотность при 10° С: 1,202 г/см3, при 20° С - 1,205 г/см3
  • давление паров: 11 мм рт. ст. (20° С).

Химические свойства

Этиленхлоргидрин обладает высокой реакционной способностью, которую следует приписать главным образом подвижности его галоидного атома[5].

Этиленхлоргидрин вступает в реакции, характерные как для спиртов, так и для галогензамещенных углеводородов[1].

Реакция дегидрохлорирования

Так в присутствии щелочей раствор этиленхлоргидрина легко гидролизуется до этиленгликоля[1]:

Реакция хлорирования

проходит при умеренных температурах (70—90 °С) в жидкой фазе, как и в случае с этанолом образуется хлораль и хлороводород, выход хлораля заметно увеличивается в присутствии воды[1].

Реакция окисления

Этиленхлоргидрин хорошо окисляется сильными окислителями такими, как азотная кислота или хромовый ангидрид[1]:

При этом образуется монохлоруксусная кислота.

Реакция гидрирования

При гидрировании этиленхлоргидрина в присутствии катализаторов (палладий на углекислом кальции, никель) или использование системы амальгама натрия + вода образуется этиловый спирт:

Реакция дегидратации

Кипячение этиленхлоргидрина с небольшим количеством концентрированной серной кислоты приводит к образованию бис(β-хлорэтилового) эфира[1]:

Реакция гидролиза

Этиленхлоргидрин при нагревании с водой в присутствии щелочных агентов легко гидролизуется до этиленгликоля[1]:

С алкоголятами этиленхлоргидрин образует моноэфир этиленгликоля[1]:

Реакция аминирования

При взаимодействии водного раствора аммиака с этиленхлоргидрином образуется смесь моно-, ди-, триэтаноламина[1]:

Реакция этерификации

Этиленхлоргидрин взаимодействует с карбоновыми кислотами и их хлорангидридами с образованием β-хлорэтиловых эфиров:

Аналогично с этиленхлоргидрином взаимодействуют хлорангидриды минеральных кислот:

Реакция обмена

Происходит с участием солей щелочных металлов:

где Ме — Na, K, X — F, Br, CN.

При этом реакция обмена хлора на фтор и бром протекает в растворе этиленгликоля при повышенной температуре; реакция обмена атома хлора на нитрильную группу идёт в присутствии катализатора — цианистой меди (CuCN).

Получение

В лабораториях этиленхлоргидрин получают нагреванием этиленгликоля с хлористым водородом:

2-хлорэтанол может быть получен реакцией этилена с хлорноватистой кислотой в водной среде:

[7].

Этот способ получения этиленхлоргидрина применяется в промышленности.

Взаимодействие этиленоксида с хлористым водородом приводит к образованию этиленхлоргидрина, реакция сопровождается выделением тепла:

Также существует способ синтеза путём кипячения этиленгликоля с однохлористой серой, последующей фильтрацией смеси и ректификацией[1]:

Применение

Применяется как растворитель в органическом синтезе (растворяет ацетилцеллюлозу). Также применяется при синтезе оксирана

тиодигликоля

некоторых красителей, эпоксидных смол, пестицидов и лекарств, в том числе производных холина. Он же применяется в получении этиленгликоля и его производных, в частности динитрогликоля. Этиленхлоргидрин является также сырьём для получения иприта по реакции Мейера[1][3].

Этиленхлоргидрин является сырьём для получения этаноламинов, которые широко применяются при очистке технических газов от кислых примесей и в производстве моющих средств. Впервые промышленное применение этиленхлоргидрина было осуществлено для получения синтетического индиго[1].

Токсикология и безопасность

Общий характер действия.

Сильный яд, действующий на нервную систему, обмен веществ, вызывает поражение паренхиматозных органов, раздражает слизистые оболочки, легко проникает через кожу[3]. Особую опасность представляют пары этиленхлоргидрина.

Токсическое действие

Известно, что смертельно вдыхание концентрации 1—1,2 мг/л. при 2-часовой экспозиции. Головокружение и рвота, через несколько часов жжение в глазах, слабость, понос, сильная жажда, боль в области сердца, смерть в первые же сутки. Описано внезапное тяжёлое отравление после длительной работы в контакте с этиленхлоргидрином. Возникли рвота, коматозное состояние, цианоз, нарушение дыхания и понижение сухожильных рефлексов. Состояние улучшилось после введения раствора глюкозы и левулёзы, гидрокортизона, бикарбоната натрия, глюконата кальция. Выздоровление через неделю[3].

Действие на кожу

Обладает слабым раздражающим эффектом. Хорошо впитывается через кожу. Известны лёгкие и тяжёлые отравления человека через кожу. При попадании этиленхлоргидрина на 1/4 поверхности кожного покрова через 1 час тяжёлая рвота, чувство опьянения, через 5 часов нарушение сознания, исчезнувшее лишь после 6 суток лечения[3].

Безопасность

Взрыво- и пожароопасный продукт, т. всп. 55 °С, т. воспл. (в закрытом приборе) 58,9 °С, т. самовоспл. 425 °С; КПВ 4,9-15,9% (по объёму)[1]. Предельно допустимая концентрация 1 мг/м3[3].

Индивидуальная защита. Меры предупреждения.
Фильтрующий противогаз марки А, в случае высоких концентраций — изолирующий шланговый противогаз с принудительной подачей свежего воздуха. Самая тщательная защита кожи — перчатки (из полиэтилена, полихлорвинила, наиритного латекса и т.п.), нарукавники, передники, защитная обувь. Обязательное мытьё после работы. Не применять этиленхлоргидрин в качестве растворителя и во всех случаях, когда не обеспечена возможность полной герметизации производственных процессов. Постоянный контроль за концентрациями этиленхлоргидрина в рабочей зоне. Медицинское наблюдение за состоянием здоровья работающих[3].

Определение в воздухе

Основано на гидролизе этиленхлоргидрина до этиленгликоля и окислении последнего до формальдегида. Метод не специфичен в присутствии формальдегида, окиси этилена и этиленгликоля. Определению не мешают хлор, НСl, дихлорэтан, хлорекс. Чувствительность 0,5 мкг в анализируемом объёме[3].

Примечания

  1. Ошин Л.А. Промышленные хлорорганические продукты. М.: Химия, 1978. — 656 с.
  2. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0268.html
  3. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. / Под ред. засл. деят. науки проф. Н. В. Лазарева и докт. мед. наук Э. Н. Левиной. — Изд. 7-е, пер. и доп. Л.: «Химия», 1976. — Т. I. — С. 395-396. — 592 с. 49 000 экз.
  4. Ballinger P., Long F. A. Acid Ionization Constants of Alcohols. II. Acidities of Some Substituted Methanols and Related Compounds 1,2 (англ.) // J. Am. Chem. Soc. / P. J. StangAmerican Chemical Society, 1960. — Vol. 82, Iss. 4. — P. 795—798. — ISSN 0002-7863; 1520-5126; 1943-2984doi:10.1021/JA01489A008
  5. Динцес А.И. Основы технологии нефтехимического синтеза. — 1960. — 852 с.
  6. Бродович А.И. Этилен коксового газа как сырьё для органического синтеза. М.: Металлургиздат, 1963. — 326 с.
  7. Зыков Д,Д. Общая химическая технология органических веществ. — второе издание. М., 1966. — 608 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.