Этиленхлоргидрин

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Этиленхлоргидрин
2-chloroethanol-skeletal-nu.png
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]
Термические свойства
Т. плав. -69[2]
Т. кип. 128,7[1] °C
Давление пара 11 мм. рт ст. (20 °С)
Оптические свойства
Показатель преломления 1,4420
Классификация
Рег. номер CAS 107-07-3
PubChem 34
Рег. номер EINECS 203-459-7
SMILES
RTECS KK0875000
ChEBI 28200
ChemSpider 21106015
Безопасность
ПДК 1 мг/м3
ЛД50 84 мг/кг (мыши, накожно)
Токсичность высокотоксичное вещество, смертельно опасно при ингаляционном воздействии.


Hazard TT.svg Hazard X.svg Hazard F.svg

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Этиленхлоргидрин (2-хлорэтанол) — хлорорганическое соединение с формулой HOСН2—CH2Cl. Относится к бифункциональным соединениям.

История[править | править вики-текст]

Этиленхлоргидрин впервые был получен французским химиком А. Вюрцем в 1859 году нагреванием в запаянной трубке этиленгликоля, насыщенного хлористым водородом[3]. Он же описал примеры, показывающие его замечательную реакционную способность.

Физические свойства[править | править вики-текст]

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[4][2]. 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[править | править вики-текст]

Этиленхлоргидрин обладает высокой реакционной способностью, которую следует приписать главным образом подвижности его галоидного атома[3].

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]:

\mathsf{ClCH_2CH_2OH + NaOH \rightarrow HOCH_2CH_2OH + NaCl}

Реакция хлорирования

\mathsf{ClCH_2CH_2OH + 3Cl_2 \xrightarrow[]{[t]} CCl_3CHO + 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]:

\mathsf{ClCH_2CH_2OH \xrightarrow[]{[O]} CH_2ClCOOH}

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:

\mathsf{ClCH_2CH_2OH \xrightarrow[]{[H]} CH_3CH_2OH + HCl}

Реакция гидратации

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

\mathsf{2ClCH_2CH_2OH \rightarrow (ClCH_2CH_2)_2O + H_2O}

Реакция гидролиза

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

\mathsf{ClCH_2CH_2OH + H_2O \rightarrow HOCH_2CH_2OH + HCl}

С алкоголятами этиленхлоргидрин образует моноэфир этиленгликоля[1]:

\mathsf{ClCH_2CH_2OH + C_2H_5ONa \rightarrow C_2H_5OCH_2CH_2OH + NaCl}

Реакция аминирования

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

\mathsf{ClCH_2CH_2OH + 3NH_3 \rightarrow HOCH_2CH_2NH_2 + (HOCH_2CH_2)_2NH + (HOCH_2CH_2)_3N}

Получение[править | править вики-текст]

В лабораториях этиленхлоргидрин получают нагреванием этиленгликоля с хлористым водородом:

\mathsf{HOCH_2CH_2OH + HCl \rightarrow ClCH_2CH_2OH + H_2O}

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

\mathsf{H_2C\text{=}CH_2 + HOCl \rightarrow ClCH_2CH_2OH}[5].

Этот способ получения этиленхлоргидрина применяется в промышленности.

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

\mathsf{C_2H_4O + HCl \rightarrow ClCH_2CH_2OH + \Delta Q}

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

\mathsf{2HOCH_2CH_2OH + 2S_2Cl_2 \rightarrow 2ClCH_2CH_2OH + 4S + 2HCl}

Применение[править | править вики-текст]

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

Synthesis Ethylene oxide.svg

тиодигликоля

\mathsf{2HOCH_2CH_2Cl + Na_2S \rightarrow (HOCH_2CH_2)_2S + 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][2].

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[править | править вики-текст]

Общий характер действия.

Сильный яд, действующий на нервную систему, обмен веществ, вызывает поражение паренхиматозных органов, раздражает слизистые оболочки, легко проникает через кожу[2]. Особую опасность представляют пары этиленхлоргидрина.

Токсическое действие[править | править вики-текст]

Животные. Для белых мышей ЛК50 = 0,74 мг/л. Отмечаются дрожание, атаксия, паралич конечностей, боковое положение. Смерть от паралича дыхания через несколько часов. Остающиеся в живых особи не оправляются в течение недель. Белые крысы по одним данным погибают после 1-часовой экспозиции при 0,025 мг/л, а по другим — ЛК50 = 0,51 мг/л 2 часа). 0,007 мг/л не вызывает гибели, но при повторных отравлениях ведёт к параличам и смерти. Кумуляция мало выражена. При отравлении по 4 часа в день 0,00125 мг/л. с первого же месяца обнаруживались увеличение количества SH-группы в крови, изменение активности ферментов и фазные изменения функций центральной нервной системы. Даже при 0,001 мг/л найдено мутагенное действие этиленхлоргидрина. Для морских свинок ЛК50 = 0,87 мг/л. Концентрация 0,07 мг/л. (20 минут) изменяет у кролика безусловно-рефлекторную деятельность. При вдыхании по 7 часов 0,5 мг/л. у кошек возникает рвота и понос, вялость зрачковой реакции, нистагм, судороги. При вскрытии и гистологическом исследовании погибших животных — раздражение глубоких дыхательных путей, жировое перерождение сердечной мышцы, печени и особенно почек. У крыс, которых 220 дней поили 0,01—0,08% раствором этиленхлоргидрина не найдено изменений; в случае 0,12% раствора отмечено исхудание животных с ростом содержания этиленхлоргидрина[2].

Человек. 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[2].

Действие на кожу[править | править вики-текст]

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[2].

Безопасность[править | править вики-текст]

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[2].

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[2].

Определение в воздухе[править | править вики-текст]

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[2].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Ошин Л.А. Промышленные хлорорганические продукты. — М.: Химия, 1978. — 656 с.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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.
  3. 1 2 Динцес А.И. Основы технологии нефтехимического синтеза. — 1960. — 852 с.
  4. Бродович А.И. Этилен коксового газа как сырьё для органического синтеза. — М: Металлургиздат, 1963. — 326 с.
  5. Зыков Д,Д. Общая химическая технология органических веществ. — второе издание. — М., 1966. — 608 с.