Изофталоилхлорид

Изофталоилхлорид
Общие
Систематическое наименование	1,3-​бензолдикарбонилхлорид
Традиционные названия	Изофталоилхлорид, изофталоил хлористый
Хим. формула	C6H4(COCl)2
Рац. формула	C8H4Cl2O2
Физические свойства
Состояние	белые кристаллы
Молярная масса	203,02 г/моль
Плотность	1,372
Термические свойства
Температура
• плавления	43—44 °C
• кипения	276 °C
• вспышки	149 °C
• воспламенения	260 °C
Мол. теплоёмк.	6,64 Дж/(моль·К)
Уд. теплоёмк.	1047 Дж/(кг·К)
Энтальпия
• образования	-365,36 кДж/моль
Оптические свойства
Показатель преломления	1,57
Классификация
Рег. номер CAS	99-63-8
PubChem	7451
Рег. номер EINECS	202-774-7
SMILES	C1=CC(=CC(=C1)C(=O)Cl)C(=O)Cl
InChI	1S/C8H4Cl2O2/c9-7(11)5-2-1-3-6(4-5)8(10)12/h1-4H FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	7171
Безопасность
Предельная концентрация	0,02 мг/м3
ЛД50	135 — 140 мг/кг
Токсичность	токсичен, ирритант
Краткие характер. опасности (H)	H302, H312, H314, H331
Меры предостор. (P)	P261, P280, P305+P351+P338, P310
Сигнальное слово	Опасно
Пиктограммы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Изофталоилхлорид (1,3-бензолдикарбонилхлорид, изофталоил хлористый) — ароматическое органическое соединение, дихлорангидрид изофталевой кислоты. Кристаллическое вещество белого цвета.

Получение

Основным лабораторным способом получения является взаимодействие гексахлор-м-ксилола и изофталевой кислоты в присутствии хлорида железа(III). Смесь 77 г гексахлор-м-ксилола, 40,4 г изофталевой кислоты и 0,32 г хлорида железа(III) нагревают до температуры 85—90 °C, оставляя в этих условиях на один час до прекращения выделения хлороводорода. Затем из продуктов реакции перегонкой в вакууме выделяют изофталоилхлорид массой 85—90 г. При соблюдении данной методики выход составляет ~90 %. При этом протекает следующая реакция:

${\ce {C6H4(CCl3)2 + C6H4(COOH)2 -> 2C6H4(COCl)2 + 2HCl}}$

Ещё одним лабораторным способом получения является реакция изофталевой кислоты с тионилхлоридом или фосгеном в присутствии вторичных аминов или ацетилхлорида при температуре 130 °C:

${\ce {C6H4(COOH)2 + 2SOCl2 -> C6H4(COCl)2 + 2SO2 ^ + 2HCl}}$

Основным промышленным способом получения является гидролиз гексахлор-м-ксилола водой в присутствии хлорида железа(III) в качестве катализатора. Процесс включает в себя 2 стадии:

1. Гидролиз гексахлор-м-ксилола. Проводится при обычном давлении в эмалированном реакторе с мешалкой. К расплавленному гексахлор-м-ксилолу в присутствии 0,2% безводного хлорида железа(III) добавляют воду в течение 5 часов при постоянном перемешивании. Температура протекания процесса составляет 95—100 °C. После этого смесь оставляют на 3—4 часа, увеличивая температуру до 120 °C.
2. Изофталоилхлорид-сырец продувают азотом от ангидридов кислот и перегоняют в вакууме при давлении в 1,33 кПа.

В среднем на 1 т изофталоилхлорида уходит 1,54 т гексахлор-м-ксилола. Основными побочными продуктами являются хлороводород, изофталевая кислота и хлорангидрид м-трихлорметилбензойной кислоты. При этом способе протекает следующая реакция:

${\ce {C6H4(CCl3)2 + 2H2O -> C6H4(COCl)2 + 4HCl}}$

Физические свойства

Представляет собой белое кристаллическое вещество с резким неприятным запахом. Плотность при 60 °C составляет 1,372 г/см³. Легко растворим в большинстве органических растворителей, к примеру в эфире, бензоле, бензине. Разлагается в воде и этаноле.

Перечень некоторых физических констант:

• Теплоёмкость жидкости: 1,885 кДж/(кг·К);
• Теплоёмкость твёрдого вещества: 1,047 кДж/(кг·К);
• Теплота плавления: 16,76 кДж/моль;
• Теплота испарения: 61,46 кДж/моль;
• Теплота сгорания: 3404,37 кДж/моль;
• Стандартная энтальпия образования (тв.): -365,36 кДж/моль;
• Стандартная энтальпия образования (газ): -239,66 кДж/моль;
• Стандартная энтальпия образования (ж.): -284,45 кДж/моль;
• Стандартная энтропия образования: 494,83 Дж/(моль·К)
• Энергия Гиббса: -217,88 кДж/моль;

Зависимость давления паров (кПа) от температуры (К) в интервале 138—250 °C может быть выражена уравнением:

$\lg(P)=-3211/T+6,74$

Химические свойства

• Гидролизуется водой, водными растворами оснований и кислот, образуя при этом изофталевую кислоту:

${\ce {C6H4(COCl)2 + 2H2O -> C6H4(COOH)2 + 2HCl}}$

• Со спиртами и аминами образует соответствующие сложные эфиры и амиды изофталевой кислоты:

${\ce {C6H4(COCl)2 + C2H5OH -> C6H4(COOC2H5)2 + 2HCl}}$

• Поликонденсацией с м-фенилендиамином можно получить поли-м-фениленизофталамид:

${\ce {nC6H4(COCl)2 + nC6H4(NH2)2 -> [-OC-C6H4-CONH-C6H4-NH-]n + 2nHCl}}$

• Довольно инертен при электрофильном хлорировании, однако при длительной обработке газообразным хлором в присутствии кислот Льюиса при температуре 100—150 °C даёт хлорпроизводные изофталоилхлорида с атомами хлора в ароматическом ядре.

Применение

Применяется для получения пластиков (полиарилаты, получаемые конденсацией изофталоилхлорида с бисфенолом А; полидиаллилфталаты), термостойких полиамидных волокон (типа фенилон) для авиационной и радиотехнической отраслей промышленности, полимерных плёнок и пластических масс.

Взрыво-и пожароопасность

Изофталоилхлорид является горючим веществом, не чувствительным к удару и трению. Температура вспышки в открытом тигле равна 149 °C, температура воспламенения составляет 260 °C и выше.

Пылевоздушная смесь пожароопасна, имеет нижний приделе взрываемости 83 г/м³, температуру воспламенения 1010 °C и температуру начала разложения пылевидного продукта 242 °C.

Биологическое воздействие

Изофталоилхлорид по степени воздействия на организм относится к высокоопасным веществам (2-й класс опасности в соответствии с ГОСТом 12.1.007.76).

Токсичен, обладает местным раздражающим действием. При попадании внутрь организма в высокой концентрации может раздражать слизистые оболочки ЖКТ. Поражает нервную систему в результате многократного воздействия.

Рекомендуемая предельно допустимая концентрация (ПДК) паров изофталоилхлорида в воздухе рабочей зоны производственных помещений³ составляет 0,02 мг/м³. ЛД50 на крысах — 135—140 мг/кг. ПДК в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляет 0,08 мг/л. Лимитирующий признак вредности — общетоксический.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 673 с. — ISBN 5-85270-035-5.
• Промышленные хлорорганические продукты / под ред. Л. А. Ошина. — М.: Химия, 1978. — 656 с.
• Новый справочник химика и технолога. Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы / под ред. А. В. Москвина. — СПб.: Профессионал, 2004. — 1142 с. — ISBN 5-98371-025-7.
• Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М. Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок: Справочник.. — СПб.: Химиздат, 2000. — 544 с. — ISBN 5-93808-009-6.

Ссылки

• ИК-спектр изофталоилхлорида  (неопр.). Sigma-Aldrich. Дата обращения: 18 апреля 2020.
• КР-спектр изофталоилхлорида  (неопр.). Sigma-Aldrich. Дата обращения: 18 апреля 2020.