1,2-дихло́рэта́н ( преж. хлористый этилен ) — хлорорганическое вещество; бесцветная жидкость со сладковатым запахом, имеющая формулу ClCH ₂ −СН ₂ Cl. Является сильным наркотическим средством , оказывающим на человека канцерогенное действие. Токсичен, недопустимо попадание на кожу и в глаза, при работе с веществом использовать фильтрующий противогаз , а также перчатки .

Впервые синтезирован в 1795 году голландскими химиками, из-за чего получил своё название «жидкость голландских химиков» . Широко применяется как полупродукт органического синтеза (наиболее часто — в производстве винилхлорида ), а также в качестве растворителя .

История создания

В 1781 году голландские химики _de и _de впервые в чистом виде синтезировали этилен (сырьё для получения 1,2-дихлорэтана) воздействием серной кислоты на винный спирт при нагревании. В 1795 году другие голландские химики _de и Ловеренбург изучили состав газа, вследствие чего он был признан углеводородом . Затем эти же четверо голландских учёных впервые провели реакцию соединения этилена с хлором , продуктом которой стало маслянистое вещество, названное «маслом голландских химиков» (ныне по номенклатуре — 1,2-дихлорэтан). Отсюда пошло название «маслородного газа» для этилена и название класса « олефины » (от лат. oleum — масло) .

Физические свойства

1,2-дихлорэтан представляет собой бесцветную летучую жидкость со сладковатым запахом, напоминающим хлороформ . Хорошо растворяется в спирте , эфире , нефтяных углеводородах, плохо растворим в воде . Плотность при +20 °C составляет 1,253 г/см ³ . Температура кипения составляет 83,47 °C, а плавления — −35,36 °C. Легко испаряется, образует азеотропную смесь с водой (71,6 °C, 91,8 масс. % дихлорэтана) . Является хорошим растворителем многих органических соединений и полимеров , при этом твердые углеводороды при температуре ниже +25 °C растворяются в дихлорэтане плохо, на этом основано его применение для депарафинизации масел .

Химические свойства

1,2-дихлорэтан способен вступать в реакцию галогенирования , взаимодействуя с хлором в жидкой или паровой фазе в присутствии радикальных инициаторов. Продукт реакции — 1,1,2-трихлорэтан :

${\displaystyle {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {Cl_{2}}}\rightarrow {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CHCl_{2}}}+{\mathsf {HCl}}}$

Также 1,2-дихлорэтан способен дегидрохлорироваться при действии спиртовых или водных растворов щелочей или при нагревании выше 250 °C (образуется винилхлорид ) :

${\displaystyle {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {NaOH}}\rightarrow {\mathsf {H_{2}C\!\!=\!\!CH\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {NaCl}}+{\mathsf {H_{2}O}}}$

Вступает в реакцию гидролиза с образованием этиленгликоля . Реакция протекает в присутствии кислот или щелочей при 140—250 °C и давлении до 4 МПа :

${\displaystyle {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {2H_{2}O}}\rightarrow {\mathsf {HO\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!OH}}+{\mathsf {2HCl}}}$

При нагревании до 120 °C дихлорэтана с аммиаком в водных или спиртовых средах в присутствии солей аммония получают этилендиамин :

${\displaystyle {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {4NH_{3}}}\rightarrow {\mathsf {H_{2}N\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!NH_{2}}}+{\mathsf {2NH_{4}Cl}}}$

С цианистым натрием дихлорэтан образует :

${\displaystyle {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {2NaCN}}\rightarrow {\mathsf {NC\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CN}}+{\mathsf {2NaCl}}}$

Вступает в реакцию алкилирования в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса , взаимодействия с бензолом и его аналогами :

${\displaystyle {\mathsf {Cl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {2C_{6}H_{6}}}\rightarrow {\mathsf {C_{6}H_{5}\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!C_{6}H_{5}}}+{\mathsf {2HCl}}}$

При нагревании с растворами полисульфидов натрия дихлорэтан образует каучукоподобное вещество тиокол :

${\displaystyle {\mathsf {nCl\!\!-\!\!H_{2}C\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {Na_{2}S_{n}}}\rightarrow }$ ${\displaystyle {\mathsf {(\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!S(=S)\!\!-\!\!S(=S)\!\!-\!\!)_{n}}}+{\mathsf {2nNaCl}}}$

Получение

Каждый год в США , Западной Европе и Японии вместе взятых производится более 17,5 млн тонн дихлорэтана .

Основным методом получения является катализируемая хлоридом железа (III) реакция присоединения хлора к этилену . Данная реакция протекает в две стадии при температуре +20-80 °С в среде дихлорэтана. На выходе получают продукт чистотой 99,86 % (масс.), процесса повышают до 98,5 % и выше добавками ингибитора .

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}C\!\!=\!\!CH_{2}}}+{\mathsf {Cl_{2}}}\rightarrow {\mathsf {Cl\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}}$

В 1979 году был предложен другой способ проведения данной реакции, заключающийся в том, что хлорирование ведут при 95-130 °С, под небольшим давлением, применяя избыток этилена 1,01-1,10 против стехиометрии в присутствии хлоридов меди и сурьмы .

Другим распространённым способом получения 1,2-дихлорэтана является окислительное хлорирование этилена в присутствии катализатора на основе хлорида меди (II) . Степень конверсии этилена составляет 20-40 % .

${\displaystyle {\mathsf {2H_{2}C\!\!=\!\!CH_{2}}}+{\mathsf {4HCl}}+{\mathsf {O_{2}}}\rightarrow {\mathsf {2Cl\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!CH_{2}\!\!-\!\!Cl}}+{\mathsf {2H_{2}O}}}$

Применение

Наиболее широко 1,2-дихлорэтан применяют в качестве полупродукта для получения винилхлорида (реакция описана ), а также этиленгликоля , тиокола и других веществ .

Как растворитель 1,2-дихлорэтан обладает многими положительными свойствами, такими как дешевизна, большой растворяющей способностью, слабой воспламеняемостью и лёгкостью получения в больших количествах. Однако из-за того, что данное вещество склонно к гидролизу при кипячении с водой, и образуется агрессивная солянокислая среда, чаще применяют более дорогой трихлорэтилен . Также хлористый этилен не растворяет нитро- и ацетилцеллюлозу (только в смеси с метанолом или этанолом). К тому же ограниченность применения связана с токсичностью данного вещества .

1,2-дихлорэтан применяют в качестве экстрагирующего агента в производстве растительных масел , средства сухой чистки и и ингредиента для получения лаков . Иногда применяется в сельском хозяйстве для обеззараживания помещения или зерна от насекомых и возбудителей грибковых заболеваний .

Зачастую применяется как клей для склеивания изделий из оргстекла и поликарбоната и приготовления жидких клеевых составов на их основе.

Применяется для повышения активности катализатора риформинга бензинов .

Безопасность

Дихлорэтан — сильное наркотическое средство , канцероген . Вызывает дистрофические изменения в печени , почках и других органах, может вызвать помутнение роговицы глаз . В организм может попадать при вдыхании и через кожу . При приёме внутрь или вдыхании паров вызывает отравление, характеризующееся слабостью, головокружением , сонливостью , головными болями , сладким вкусом во рту, тошноту , рвоту , раздражение слизистых оболочек , покраснение кожи , при сильных отравлениях возможны потеря сознания , судороги и летальный исход . Первая помощь пострадавшему — вдыхание свежего воздуха, ингаляция кислородом , искусственное дыхание ; подкожное введение камфоры, кофеина, кордиамина . Смертельная доза для человека при приёме внутрь может составлять 10 мл .

Допустимая концентрация паров в воздухе рабочей зоны равна 10 мг/м ³ (среднесменная за 8 часов) и 30 мг/м ³ (максимально разовая) . Порог восприятия запаха может достигать 450—750 мг/м ³ и 1500 мг/м ^{3 [ нет в источнике ]} .

Максимальная из разовых массовых концентраций примеси в атмосферном воздухе — 3 мг/м ³ , среднесуточная массовая концентрация примеси — 1 мг/м ³ . ПДК в воде водоемов — 2 мг/дм ³ . Относится к легковоспламеняющимся жидкостям, пределы взрывчатости в воздухе составляют 6,2-16 об. % .

Примечания

Литература

• Дебу К. // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1891. — Т. IIa. — С. 912—913.