Этиленхлоргидрин

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.

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).

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]:

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+NaOH\rightarrow HOCH_{2}CH_{2}OH+NaCl}}}$

Реакция хлорирования

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+3Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{[t<90^{o}C]}}CCl_{3}CHO+4HCl}}}$

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]:

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+3/2O_{2}{\xrightarrow[{-H_{2}O}]{CrO_{3}/HNO_{3}}}CH_{2}ClCOOH}}}$

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:

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH{\xrightarrow[{}]{[H_{2};kat:Pd+CaCO_{3};Na/Hg+H_{2}O]}}CH_{3}CH_{2}OH+HCl}}}$

Реакция дегидратации

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

${\displaystyle {\mathsf {2ClCH_{2}CH_{2}OH{\xrightarrow[{}]{[H_{2}SO_{4}]}}(ClCH_{2}CH_{2})_{2}O+H_{2}O}}}$

Реакция гидролиза

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

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+H_{2}O{\xrightarrow[{}]{[NaHCO_{3},NaOH]}}HOCH_{2}CH_{2}OH+HCl}}}$

С алкоголятами этиленхлоргидрин образует моноэфир этиленгликоля[1]:

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+C_{2}H_{5}ONa\rightarrow C_{2}H_{5}OCH_{2}CH_{2}OH+NaCl}}}$

Реакция аминирования

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

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+3NH_{3}\rightarrow HOCH_{2}CH_{2}NH_{2}+(HOCH_{2}CH_{2})_{2}NH+(HOCH_{2}CH_{2})_{3}N}}}$

Реакция этерификации

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

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+RCOOH\rightarrow ROCOCH_{2}CH_{2}Cl}}}$

Аналогично с этиленхлоргидрином взаимодействуют хлорангидриды минеральных кислот:

${\displaystyle {\mathsf {2ClCH_{2}CH_{2}OH+SO_{2}Cl_{2}\rightarrow (ClCH_{2}CH_{2}O)_{2}SO_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {3ClCH_{2}CH_{2}OH+POCl_{3}\rightarrow (ClCH_{2}CH_{2}O)_{3}PO}}}$

Реакция обмена

Происходит с участием солей щелочных металлов:

${\displaystyle {\mathsf {ClCH_{2}CH_{2}OH+MeX\rightarrow CH_{2}XCH_{2}OH+MeCl}}}$

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).

В лабораториях этиленхлоргидрин получают нагреванием этиленгликоля с хлористым водородом:

${\displaystyle {\mathsf {HOCH_{2}CH_{2}OH+HCl\rightarrow ClCH_{2}CH_{2}OH+H_{2}O}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}C{\text{=}}CH_{2}+HOCl\rightarrow ClCH_{2}CH_{2}OH}}}$[7].

Этот способ получения этиленхлоргидрина применяется в промышленности.

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

${\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{4}O+HCl\rightarrow ClCH_{2}CH_{2}OH+\Delta Q}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {2HOCH_{2}CH_{2}OH+2S_{2}Cl_{2}\rightarrow 2ClCH_{2}CH_{2}OH+4S+2HCl}}}$

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

тиодигликоля

${\displaystyle {\mathsf {2HOCH_{2}CH_{2}Cl+Na_{2}S\rightarrow (HOCH_{2}CH_{2})_{2}S+2NaCl}}}$

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].

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.