Epikloorihydriini

Epikloorihydriini (kloorimetyylioksiraani) on orgaaninen aine , propyleenioksidin kloorijohdannainen, jonka kaava on CH 2 (O) CH-CH 2 Cl. Käytetään laajasti orgaanisessa synteesissä, käytetään epoksihartsien ja glyseriinin valmistuksessa [2] . Erittäin myrkyllinen, ärsyttävä .

Synteesi

Epikloorihydriiniä saadaan propeenista , joka kloorataan 500 °C:n lämpötilassa ja 18 ilmakehän paineessa allyylikloridiksi:

{\mathsf {CH_{3}CH{=}CH_{2}+Cl_{2}\rightarrow ClCH_{2}CH{=}CH_{2}+HCl))

Sitten allyylikloridi altistetaan hypokloorihapolle ja saadaan glyserolin isomeerisiä dikloorihydriinejä:

Lisäksi glyserolidikloorihydriinejä käsitellään alkalilla ( NaOH ), jolloin muodostuu epikloorihydriiniä: [3]

Syntynyt epikloorihydriini erotetaan höyrytislauksella ja tislaamalla . Sitä voidaan saada myös pelkistämällä kloorattu akroleiini [4] .

Fysikaaliset ominaisuudet

Se on väritön liikkuva läpinäkyvä neste, jolla on ärsyttävä kloroformin haju , liukenee huonosti veteen , hyvä useimpiin orgaanisiin liuottimiin. Se muodostaa atseotrooppisen seoksen veden kanssa, jonka kiehumispiste on +88 °C ja sisältää 75 % epikloorihydriiniä. Muodostaa atseotrooppisia seoksia suuren määrän orgaanisten nesteiden kanssa. Epäsymmetrisen hiiliatomin läsnäolon ansiosta epikloorihydriini on optisesti aktiivinen [4] .

Kemialliset ominaisuudet

Epikloorihydriini on kemiallisesti erittäin reaktiivinen yhdiste, jossa on aktiivinen epoksiryhmä ja liikkuva klooriatomi [5] .

halogenointireaktio

Kun kloori reagoi epikloorihydriinin kanssa normaaleissa olosuhteissa, muodostuu 3,3-diklooripropyleenioksidia (3,3-diklooriepoksipropeenia) [5] :

{\mathsf {CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+Cl_{2}\rightarrow CH_{2}CH{-}O{-}CHCl_{2}+HCl} }

Hydrokloorausreaktio

Lisää helposti kloorivetyä tavallisessa lämpötilassa sekä liuoksessa että vedettömässä väliaineessa, jolloin muodostuu 1,3-dikloorihydriiniä [5] :

{\mathsf {CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+HCl\rightarrow CH_{2}Cl{-}CHOH{-}CH_{2}Cl))

Dehydrokloorausreaktio

Pienten alkalimäärien läsnä ollessa epikloorihydriini lisää helposti yhdisteitä, jotka sisältävät yhden tai useamman liikkuvan vetyatomin, jolloin muodostuu kloorihydriinejä [5] :

{\mathsf {RH+CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl{\xrightarrow[{}]{[NaOH]}}RCH_{2}{-}CHOH{-} CH_{2}Cl}}

Alkalipitoisuuden kasvaessa reaktio etenee poistamalla vetykloridia ja palauttamalla epoksiryhmä, mutta eri asennossa [5] :

{\mathsf {RCH_{2}{-}CHOH{-}CH_{2}Cl{\xrightarrow[{}]{[NaOH]}}RCH_{2}{-}CH{-}O{- }CH_{2}}}

hydrolyysireaktio

Ylimäärällä alkalia (useimmiten natriumkarbonaattia käytetään ) ja 100 ° C: n lämpötilassa epikloorihydriini muuttuu hitaasti glyseroliksi [5] :

{\mathsf {2CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+NaCO_{3}+3H_{2}O{\xrightarrow {100{^{o}C))}2CH_ {2}OH{-}CHOH{-}CH_{2}OH+2NaCl+CO_{2}}}

Nesteytysreaktio

laimeiden epäorgaanisten happojen ( rikki- tai ortofosforihappo ) läsnä ollessa epikloorihydriini muodostaa glyseroli-α-monokloorihydriiniä [5] :

{\mathsf {CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+H_{2}O{\xrightarrow[{}][H_{2}SO_{4}]}} CH_{2}OH{-}CHOH{-}CH_{2}Cl}}

Lämpötilan noustessa epikloorihydriinin hydraatio lisääntyy.

esteröintireaktio

Kun epikloorihydriini on vuorovaikutuksessa alkoholien kanssa , epoksirengas avautuu, jolloin muodostuu hydroksyyliryhmä asemassa 2 ja muodostuu eetteri [5] :

{\mathsf {CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+HOR\rightarrow ClCH_{2}{-}CHOH{-}CH_{2}OR))

Karboksyylihappojen kanssa epikloorihydriini muodostaa kloorihydriinin estereitä, esimerkiksi jääetikkahapon kanssa , kun se kuumennetaan 180 °C:seen, muodostuu pääasiassa 1-kloori-2-hydroksi-3-propyyliasetaattia [5] :

{\mathsf {CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+CH_{3}COOH\rightarrow ClCH_{2}{-}CHOH{-}CH_{2}COOCH_{3 }}}

Aminointireaktio

Epikloorihydriini lisää ammoniakkia tai amiineja jo normaalilämpötilassa renkaan avautuessa [5] :

{\mathsf {CH_{2}CH{-}O{-}CH_{2}Cl+NH_{3}\rightarrow NH_{2}{-}CH_{2}{-}CHOH{-}CH_ {2}Cl}}

Kondensaatioreaktio

Epikloorihydriini reagoi difenyyliolipropaanin kanssa muodostaen polymeerisen diglysidiesterin [5] :

Tämä reaktio on esimerkki epoksihartsien valmistuksesta , jotka ovat viime aikoina yleistyneet poikkeuksellisten ominaisuuksiensa vuoksi [5] .

polymerointireaktio

Epikloorihydriini pystyy polymeroitumaan. Käytetystä katalyytistä riippuen saadaan liikkuvia nesteitä, korkeaviskoosisia öljyjä tai hartsimaisia tuotteita [5] .

Sovellus

Sitä käytetään välituotteena glyserolijohdannaisten , väriaineiden ja pinta -aktiivisten aineiden synteesissä ; synteettisten materiaalien (pääasiassa epoksihartsien ) saamiseksi .

Toksikologia ja turvallisuus

Toiminnan yleinen luonne

Sillä on ärsyttävä ja allerginen vaikutus. Eläinkokeissa se vaikuttaa selektiivisesti munuaisiin. Tunkeutuu ihon läpi [2] .

Epikloorihydriini on erittäin myrkyllinen ja syttyvä yhdiste [4] . Epikloorihydriinihöyryt hengitettäessä jopa pieninä pitoisuuksina aiheuttavat pahoinvointia , huimausta ja kyynelvuotoa , ja pitkäaikainen altistuminen johtavat vakavampiin seurauksiin (usein esiintyy vakavaa keuhkopöhöä ) [2] . Epikloorihydriini joutuessaan kosketuksiin ihon kanssa ja pitkäaikaisessa kosketuksessa aiheuttaa ihotulehduksen pinnalliseen nekroosiin asti. Kaikki epikloorihydriinin kanssa tehtävät työt on suoritettava kumihansikkaissa, kumiesiliinassa ja, jos sen höyryt ovat voimakkaasti saastuneet kaasuun, A-merkin kaasunaamarissa [6] .

Turvallisuus

Epikloorihydriini on syttyvää. Tulipalon sattuessa sammuta hiilidioksidilla, vaahdolla tai vedellä ja levitä se tasaisesti pinnalle.
MPC teollisuustilojen työskentelyalueen ilmassa ei saa ylittää 1 mg / m³, MPC asuttujen alueiden ilmakehän ilmassa 0,2 mg / m³ (suositus) [5] .

Muistiinpanot

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0254.html
↑ 1 2 3 Haitalliset aineet teollisuudessa. Käsikirja kemisteille, insinööreille ja lääkäreille. Ed. 7., per. ja ylimääräistä Kolmessa osassa. Osa I. Orgaaniset aineet. Ed. kunnioitettu toiminta tiede prof. N.V. Lazareva ja Dr. hunaja. Tieteet E. N. Levina. L., "Chemistry", 1976. 592 sivua, 27 taulukkoa, bibliografia - 1850 nimikettä.
↑ Grigoriev A. P., Fedotova O. Ya. Muovitekniikan laboratoriotyöpaja. Kahdessa osassa. Osa 2. Polykondensaatio ja kemiallisesti muunnetut muovit. - Oppikirja. kemiallis-teknologinen korvaus. yliopistot. - 2. painos, tarkistettu. ja muita .. - M . : Higher School, 1977. - T. 2. - 264 s.
↑ 1 2 3 Goldberg M. M., Ermolaeva T. A., Livshits M. L., Lubman A. M., Rassudova N. S., Sergeeva Z. I., Fartunin V. I. Maali- ja lakkamateriaalien raaka-aineet ja välituotteet / Toim. M. M. Goldberg .. - M. : Chemistry, 1978. - 512 s.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Oshin L.A. Teolliset orgaaniset kloorituotteet. - M .: Chemistry, 1978. - 656 s.
↑ Bratsykhin E. A., Shulgina E. S. Muovitekniikka . — Oppikirja teknisille oppilaitoksille. - 3. painos, tarkistettu. ja muita .. - L . : Chemistry, 1982. - 328 s.

Katso myös

Orgaaniset klooriyhdisteet
Alkaanit ja sykloalkaanit	Kloorimetaani dikloorimetaani Kloroformi Hiilitetrakloridi 1,1-dikloorietaani 1,2-dikloorietaani 1,1,1-trikloorietaani 1,1,2-trikloorietaani 1,1,2,2-tetrakloorietaani Pentakloorietaani Heksakloorietaani Kloorifluorihiilivedyt Trikloorifluorimetaani Difluoridikloorimetaani Kloorifluorimetaani Sykloheksyylikloridi Heksakloraani Kloorietaani
Alkeenit ja alkyynit	Vinyylikloridi Vinylideenikloridi Trikloorietyleeni Tetrakloorietyleeni allyylikloridi Klooriasetyleeni diklooriasetyleeni Kloropreeni Metallyylikloridi
Alkoholit , ketonit , aldehydit	Etyleenikloorihydriini Kloraali Kloorihydraatti Heksaklooriasetoni epikloorihydriini
Hapot ja anhydridit	Monokloorietikkahappo Dikloorietikkahappo Trikloorietikkahappo Asetyylikloridi diklooriasetyylikloridi Karboksyylihappokloridit
aromaattiset yhdisteet	Bentsyylikloridi bentseenisulfonyylikloridi Klooribentseeni Polyklooratut bifenyylit Heksaklooribentseeni Klooriasetofenoni Bentsoyylikloridi Isoftaloyylikloridi bentsotrikloridi 1-kloorinaftaleeni DDT (hyönteismyrkky) Dioksiinit TCDD
Orgaaniset alkuaineyhdisteet ( N , P , As , S )	Kloropikriini Sinappikaasu Klorofossi Lewisite
Makromolekulaariset yhdisteet	PVC Polyvinylideenikloridi Kloropreeni kumi