Русская Википедия:Этиленхлоргидрин
Шаблон:Вещество 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.
История
Этиленхлоргидрин впервые был получен французским химиком А. Вюрцем в 1859 году нагреванием в запаянной трубке этиленгликоля, насыщенного хлористым водородом[1]. 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[2]. С водой этиленхлоргидрин образует азеотропную смесь (42,3% по массе этиленхлоргидрина), кипящую при 97,85 °С[3][4]. 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[1].
Этиленхлоргидрин вступает в реакции, характерные как для спиртов, так и для галогензамещенных углеводородов[2].
Реакция дегидрохлорирования
Так в присутствии щелочей раствор этиленхлоргидрина легко гидролизуется до этиленгликоля[2]:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + NaOH \rightarrow HOCH_2CH_2OH + NaCl}</math>
Реакция хлорирования
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + 3Cl_2 \xrightarrow[]{[t < 90 ^oC]} CCl_3CHO + 4HCl}</math>
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[2].
Реакция окисления
Этиленхлоргидрин хорошо окисляется сильными окислителями такими, как азотная кислота или хромовый ангидрид[2]:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + 3/2O_2\xrightarrow[-H_2O]{CrO_3/HNO_3} CH_2ClCOOH}</math>
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:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH \xrightarrow[]{[H_2; kat: Pd+CaCO_3; Na/Hg+H_2O]} CH_3CH_2OH + HCl}</math>
Реакция дегидратации
Кипячение этиленхлоргидрина с небольшим количеством концентрированной серной кислоты приводит к образованию бис(β-хлорэтилового) эфира[2]:
- <math>\mathsf{2ClCH_2CH_2OH \xrightarrow[]{[H_2SO_4]}(ClCH_2CH_2)_2O + H_2O}</math>
Реакция гидролиза
Этиленхлоргидрин при нагревании с водой в присутствии щелочных агентов легко гидролизуется до этиленгликоля[2]:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + H_2O \xrightarrow[]{[NaHCO_3, NaOH]} HOCH_2CH_2OH + HCl}</math>
С алкоголятами этиленхлоргидрин образует моноэфир этиленгликоля[2]:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + C_2H_5ONa \rightarrow C_2H_5OCH_2CH_2OH + NaCl}</math>
Реакция аминирования
При взаимодействии водного раствора аммиака с этиленхлоргидрином образуется смесь моно-, ди-, триэтаноламина[2]:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + 3NH_3 \rightarrow HOCH_2CH_2NH_2 + (HOCH_2CH_2)_2NH + (HOCH_2CH_2)_3N}</math>
Реакция этерификации
Этиленхлоргидрин взаимодействует с карбоновыми кислотами и их хлорангидридами с образованием β-хлорэтиловых эфиров:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + RCOOH \rightarrow ROCOCH_2CH_2Cl}</math>
Аналогично с этиленхлоргидрином взаимодействуют хлорангидриды минеральных кислот:
- <math>\mathsf{2ClCH_2CH_2OH + SO_2Cl_2 \rightarrow (ClCH_2CH_2O)_2SO_2}</math>
- <math>\mathsf{3ClCH_2CH_2OH + POCl_3 \rightarrow (ClCH_2CH_2O)_3PO}</math>
Реакция обмена
Происходит с участием солей щелочных металлов:
- <math>\mathsf{ClCH_2CH_2OH + MeX \rightarrow CH_2XCH_2OH + MeCl}</math>
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:
- <math>\mathsf{HOCH_2CH_2OH + HCl \rightarrow ClCH_2CH_2OH + H_2O}</math>
2-хлорэтанол может быть получен реакцией этилена с хлорноватистой кислотой в водной среде:
- <math>\mathsf{H_2C\text{=}CH_2 + HOCl \rightarrow ClCH_2CH_2OH}</math>[5].
Этот способ получения этиленхлоргидрина применяется в промышленности.
Взаимодействие этиленоксида с хлористым водородом приводит к образованию этиленхлоргидрина, реакция сопровождается выделением тепла:
- <math>\mathsf{C_2H_4O + HCl \rightarrow ClCH_2CH_2OH + \Delta Q}</math>
Также существует способ синтеза путём кипячения этиленгликоля с однохлористой серой, последующей фильтрацией смеси и ректификацией[2]:
- <math>\mathsf{2HOCH_2CH_2OH + 2S_2Cl_2 \rightarrow 2ClCH_2CH_2OH + 4S + 2HCl}</math>
Применение
Применяется как растворитель в органическом синтезе (растворяет ацетилцеллюлозу). Также применяется при синтезе оксирана
Файл:Synthesis Ethylene oxide.svg
- <math>\mathsf{2HOCH_2CH_2Cl + Na_2S \rightarrow (HOCH_2CH_2)_2S + 2NaCl}</math>
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[2][4].
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[2].
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[4]. 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[4].
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[4].
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)[2]. Предельно допустимая концентрация 1 мг/м3[4].
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[4].
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[4].
Примечания
Шаблон:Хлорорганические соединения
