Epichlorhydrin

Epichlorhydrin (chlormethyloxiran) er et organisk stof , et chlorderivat af propylenoxid, med formlen CH 2 (O) CH-CH 2 Cl. Udbredt i organisk syntese, brugt til fremstilling af epoxyharpikser og glycerin [2] . Meget giftig, irriterende .

Syntese

Epichlorhydrin opnås fra propylen , som kloreres ved en temperatur på 500 °C og et tryk på 18 atmosfærer til allylchlorid:

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

Derefter udsættes allylchlorid for underklorsyre, og der opnås isomere dichlorhydriner af glycerol:

Ydermere behandles glyceroldichlorhydriner med alkali ( NaOH ), hvilket resulterer i dannelsen af epichlorhydrin: [3]

Den resulterende epichlorhydrin adskilles ved dampdestillation og destillation . Det kan også opnås ved reduktion af chloreret acrolein [4] .

Fysiske egenskaber

Det er en farveløs mobil gennemsigtig væske med en irriterende lugt af chloroform , dårligt opløselig i vand , god i de fleste organiske opløsningsmidler. Den danner en azeotrop blanding med vand med et kogepunkt på +88 °C og indeholder 75 % epichlorhydrin. Danner azeotrope blandinger med et stort antal organiske væsker. På grund af tilstedeværelsen af et asymmetrisk carbonatom er epichlorhydrin optisk aktiv [4] .

Kemiske egenskaber

Epichlorhydrin er en kemisk meget reaktiv forbindelse med en aktiv epoxygruppe og et mobilt kloratom [5] .

halogeneringsreaktion

Når klor reagerer med epichlorhydrin under normale forhold, dannes 3,3-dichlorpropylenoxid (3,3-dichloropoxypropylen) [5] :

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

Hydrochloreringsreaktion

Tilsætter nemt hydrogenchlorid ved almindelig temperatur både i opløsning og i vandfrit medium med dannelse af 1,3-dichlorhydrin [5] :

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

Dehydrochloreringsreaktion

I nærvær af små mængder alkali tilsætter epichlorhydrin let forbindelser, der indeholder et eller flere mobile hydrogenatomer, med dannelse af chlorhydriner [5] :

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

Med en stigning i koncentrationen af alkali fortsætter reaktionen med eliminering af hydrogenchlorid og med genoprettelse af epoxygruppen, men i en anden position [5] :

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

hydrolysereaktion

Med et overskud af alkali (oftest anvendes natriumcarbonat ) og ved en temperatur på 100°C bliver epichlorhydrin langsomt til glycerol [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}}}

Hydreringsreaktion

i nærvær af fortyndede uorganiske syrer ( svovlsyre eller orthophosphorsyre ) danner epichlorhydrin glycerol-a-monochlorhydrin [5] :

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

Når temperaturen stiger, øges hydreringen af epichlorhydrin.

esterificeringsreaktion

Når epichlorhydrin interagerer med alkoholer , åbner epoxyringen sig med dannelsen af en hydroxylgruppe i position 2 og med dannelsen af en ether [5] :

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

Med carboxylsyrer danner epichlorhydrin estere af chlorhydrin, for eksempel med iseddikesyre , når opvarmet til 180 °C dannes overvejende 1-chlor-2-hydroxy-3-propylacetat [5] :

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

Amineringsreaktion

Epichlorhydrin tilsætter ammoniak eller aminer allerede ved almindelig temperatur med ringåbning [5] :

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

Kondensationsreaktion

Epichlorhydrin reagerer med diphenylolpropan og danner en polymer diglycidester [5] :

Denne reaktion er et eksempel på fremstilling af epoxyharpikser , som for nylig er blevet meget udbredt på grund af deres exceptionelle egenskaber [5] .

polymerisationsreaktion

Epichlorhydrin er i stand til at polymerisere. Afhængigt af den anvendte katalysator opnås mobile væsker, højviskose olier eller harpiksholdige produkter [5] .

Ansøgning

Det bruges som mellemprodukt til syntese af glycerolderivater , farvestoffer og overfladeaktive stoffer ; for at opnå syntetiske materialer (hovedsageligt epoxyharpikser ).

Toksikologi og sikkerhed

Handlingens generelle karakter

Det virker irriterende og allergisk. I dyreforsøg påvirker det selektivt nyrerne. Trænger gennem huden [2] .

Epichlorhydrin er en meget giftig og brandfarlig forbindelse [4] . Dampe af epichlorhydrin, når de indåndes selv ved lave koncentrationer, forårsager kvalme , svimmelhed og tåreflåd , og med langvarig eksponering fører det til mere alvorlige konsekvenser (ofte er der alvorligt lungeødem ) [2] . Epichlorhydrin i kontakt med huden og langvarig kontakt forårsager dermatitis, op til overfladisk nekrose. Alt arbejde med epichlorhydrin skal udføres i gummihandsker, et gummiforklæde og i tilfælde af kraftig gasforurening med dets dampe i en brand A gasmaske [6] .

Sikkerhed

Epichlorhydrin er brandfarligt. I tilfælde af brand, sluk med kuldioxid, skum eller vand, og fordel det jævnt over overfladen.
MPC i luften i arbejdsområdet i industrilokaler bør ikke overstige 1 mg / m³, MPC i den atmosfæriske luft i befolkede områder 0,2 mg / m³ (anbefalet) [5] .

Noter

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0254.html
↑ 1 2 3 Skadelige stoffer i industrien. Håndbog for kemikere, ingeniører og læger. Ed. 7., pr. og yderligere I tre bind. Bind I. Organiske stoffer. Ed. hædret aktivitet naturvidenskab prof. N.V. Lazareva og Dr. honning. Videnskaber E. N. Levina. L., "Kemi", 1976. 592 sider, 27 tabeller, bibliografi - 1850 titler.
↑ Grigoriev A. P., Fedotova O. Ya. Laboratorieværksted om plastteknologi. I to dele. Del 2. Polykondensering og kemisk modificeret plast. - Lærebog. godtgørelse for kemisk-teknologisk. universiteter. - 2. udg., revideret. og yderligere .. - M . : Højere skole, 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. Råmaterialer og mellemprodukter til maling- og lakmaterialer / Udg. M. M. Goldberg .. - M . : Kemi, 1978. - 512 s.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Oshin L.A. Industrielle klororganiske produkter. - M .: Kemi, 1978. - 656 s.
↑ Bratsykhin E. A., Shulgina E. S. Teknologi af plast. — Lærebog for tekniske Skoler. - 3. udg., revideret. og yderligere .. - L . : Chemistry, 1982. - 328 s.

Se også

Organiske chlorforbindelser
Alkaner og cycloalkaner	Kloromethan dichlormethan Chloroform Carbontetrachlorid 1,1-dichlorethan 1,2-dichlorethan 1,1,1-trichlorethan 1,1,2-trichlorethan 1,1,2,2-tetrachlorethan Pentachlorethan Hexachlorethan Chlorfluorcarboner Trichlorfluormethan Difluordichlormethan Chlordifluormethan Cyclohexylchlorid Hexachloran Klorethan
Alkener og alkyner	Vinylchlorid Vinylidenchlorid Trichlorethylen Tetrachlorethylen allylchlorid Chloracetylen dichloracetylen Kloropren Metallylchlorid
Alkoholer , ketoner , aldehyder	Ethylenchlorhydrin Kloral Klorhydrat Hexachloracetone epichlorhydrin
Syrer og anhydrider	Monochloreddikesyre Dichloreddikesyre Trichloreddikesyre Acetylchlorid dichloracetylchlorid Carboxylsyrechlorider
aromatiske forbindelser	Benzylchlorid benzensulfonylchlorid Klorbenzen Polychlorerede biphenyler Hexachlorbenzen Chloracetophenon Benzoylchlorid Isophthaloylchlorid benzotrichlorid 1-chlornaphthalen DDT (insekticid) Dioxiner TCDD
Organiske grundstoffer ( N , P , As , S )	Chloropicrin Sennepsgas Chlorophos Lewisit
Makromolekylære forbindelser	PVC Polyvinylidenchlorid Kloroprengummi