Этиленхлоргидрин

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} 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. 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. С водой этиленхлоргидрин образует азеотропную смесь (42,3% по массе этиленхлоргидрина), кипящую при 97,85 °С. 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.

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

Реакция дегидрохлорирования

Так в присутствии щелочей раствор этиленхлоргидрина легко гидролизуется до этиленгликоля:

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{\to }𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖭𝖺𝖢𝗅$

Реакция хлорирования

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\underset{}{\overset{[t<90^{o}C]}{\to }}𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}𝖢𝖧𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖢𝗅$

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.

Реакция окисления

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

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟥}/\mathrm{𝟤}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\underset{-H_{2}O}{\overset{Cr{O}_3/HN{O}_3}{\to }}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅𝖢𝖮𝖮𝖧$

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:

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\underset{}{\overset{[H_2;kat:Pd+CaC{O}_3;Na/Hg+H_{2}O]}{\to }}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅$

Реакция дегидратации

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

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\underset{}{\overset{[H_{2}S{O}_4]}{\to }}\mathsf{(}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Реакция гидролиза

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

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\underset{}{\overset{[NaHC{O}_3,NaOH]}{\to }}𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅$

С алкоголятами этиленхлоргидрин образует моноэфир этиленгликоля:

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖭𝖺\mathsf{\to }{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟧}}𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖭𝖺𝖢𝗅$

Реакция аминирования

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

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathsf{(}𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖭𝖧\mathsf{+}\mathsf{(}𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}𝖭$

Реакция этерификации

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

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖱𝖢𝖮𝖮𝖧\mathsf{\to }𝖱𝖮𝖢𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅$

Аналогично с этиленхлоргидрином взаимодействуют хлорангидриды минеральных кислот:

$\mathrm{𝟤}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathsf{(}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟥}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖯𝖮𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }\mathsf{(}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}𝖯𝖮$

Реакция обмена

Происходит с участием солей щелочных металлов:

$𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖬𝖾𝖷\mathsf{\to }𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖷𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖬𝖾𝖢𝗅$

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).

Получение

В лабораториях этиленхлоргидрин получают нагреванием этиленгликоля с хлористым водородом:

$𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\to }𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

${𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢\text{=}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{\to }𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧$.

Этот способ получения этиленхлоргидрина применяется в промышленности.

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

${𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖮\mathsf{+}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\to }𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{\Delta }𝖰$

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

$\mathrm{𝟤}𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖲}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}𝖢𝗅𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅$

Применение

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

тиодигликоля

$\mathrm{𝟤}𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{\to }\mathsf{(}𝖧𝖮𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅$

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.

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.

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. 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.

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.

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). Предельно допустимая концентрация 1 мг/м³.

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.

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.