1,1,2-Трихлорэтан ( винилтрихлорид, β-трихлорэтан, симм-трихлорэтан ) — хлорорганическое соединение , производное этана . Представляет собой бесцветную летучую жидкость со сладковатым запахом.

Получение

Основной лабораторный способ получения заключается в жидкофазном хлорировании винилхлорида . В колбу, снабжённую мешалкой, обратным холодильником и барботерами для подачи винилхлорида и хлора , вносят 150—200 мл 1,2-дихлорэтана и несколько грамм фенола , который используется в роли ингибитора заместительного хлорирования. В течение нескольких часов в колбу подают газообразный винилхлорид и хлор при температуре 30—40 °C. Газы, которые выходят после обратного холодильника, поглощаются водным раствором щёлочи . Через несколько часов получается реакционная масса, которая содержит примерно 60% необходимого продукта. Через неё продувают азот , после чего промывают и разгоняют на ректификационной колонне . При соблюдении данной методики выход 1,1,2-трихлорэтана составляет 75—80%. В ходе синтеза протекает следующая реакция :

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}=CHCl+Cl_{2}\ {\xrightarrow {kat}}\ CH_{2}Cl-CHCl_{2}}}}$

Основных промышленных метода получения имеется два :

• Жидкофазное хлорирование 1,2-дихлорэтана . На 1 тонну продукта в среднем требуется 741 кг 1,2-дихлорэтана и 532 кг хлора. Процесс включает три стадии:

1. Синтез 1,1,2-трихлорэтана по реакции. При этом хлор в реакционную смесь, также содержащую 1,2-дихлорэтан, подаётся в количестве, равном примерно 40—50% от стехиометрического, чтобы избежать образования высших хлоридов. Температура на этой стадии составляет 80—90 °C.
2. Ректификация 1,1,2-трихлорэтана-сырца.
3. Абсорбционная очистка хлороводорода .

• Жидкофазное хлорирование винилхлорида . На 1 тонну продукта в среднем требуется 532 кг хлора и 468 кг винилхлорида. Процесс также включает три стадии:

1. Собственно хлорирование винилхлорида. В данном случае хлор в реакционную смесь поступает с избытком в несколько процентов относительно стехиометрического количества. Температура на этой стадии составляет 20—30 °C.
2. Щелочная промывка 1,1,2-трихлорэтана. Используется 2—3% раствор щёлочи, который поглощает присутствующие в образовавшейся на первой стадии смеси хлор и соляную кислоту .
3. Ректификация продукта, перед которой также проводится его сушка.

Помимо этого, существует ещё несколько способов получения 1,1,2-трихлорэтана :

• Окисление 1,1-дихлорэтана пентахлоридом сурьмы при нагревании:

${\displaystyle {\mathsf {CHCl_{2}-CH_{3}+SbCl_{5}\ {\xrightarrow {t}}\ CHCl_{2}-CH_{2}Cl+SbCl_{3}+HCl}}}$

• Гидрохлорирование 1,2-дихлорэтена в присутствии катализатора, в роли которого может выступать хлорид алюминия :

${\displaystyle {\mathsf {CHCl=CHCl+HCl\ {\xrightarrow {AlCl_{3}}}\ CHCl_{2}-CH_{2}Cl}}}$

• Хлорирование этилена в присутствии инициаторов реакции замещения:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}=CH_{2}+2Cl_{2}\ {\xrightarrow {kat}}\ CHCl_{2}-CH_{2}Cl+HCl}}}$

• Хлорирование ацетилена с помощью смеси хлороводорода и хлора :

${\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{2}+HCl+Cl_{2}\ {\xrightarrow {kat}}\ CHCl_{2}-CH_{2}Cl}}}$

• Реакция монохлорацетальдегида или дихлорэтанола с пентахлоридом фосфора :

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}Cl-COH+PCl_{5}\ {\xrightarrow {}}\ CHCl_{2}-CH_{2}Cl+POCl_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CHCl_{2}-CH_{2}OH+PCl_{5}\ {\xrightarrow {}}\ CHCl_{2}-CH_{2}Cl+POCl_{3}}}}$

Физические свойства

1,1,2-Трихлорэтан при нормальных условиях представляет собой бесцветную (желтоватый оттенок в техническом продукте) летучую жидкость со сладковатым запахом . Не растворяется в воде (растворимость составляет 0,45% при 20 °C и 0,5% при 80 °C ), хорошо растворяется в углеводородах , в любых соотношениях смешивается с этанолом и эфирами . Плотность составляет 1,44 г/см ³ при 20 °C и 1,424 г/см ³ при 30 °C .

Перечень физических констант :

Зависимость давления паров от температуры

Температура, °C	-24,0	-2,0	8,3	21,6	30,4	35,2	44,0	55,7	73,2	93,0	113,9
Давление паров, кПа	0,13	0,67	1,33	2,67	4,00	5,33	8,00	13,33	26,66	53,32	101,31

Азеотропные смеси 1,1,2-трихлорэтана

Второй компонент	Температура кипения, °C	Содержание 1,1,2-трихлорэтана, %
Вода	86	83,6
Метиловый спирт	64,5	3,0
Этиловый спирт	112,0	43,0
Тетрахлорэтилен	77,8	30,0

Энергии связей составляют: 390,8 кДж/моль для C—H (группа CH ₂ Cl), 323,4 кДж/моль для C—Cl (группа CHCl ₂ ), 335,1 кДж/моль для C—Cl (группа CH ₂ Cl), 363,2 кДж/моль для C—C .

Химические свойства

• Способен дегидролхлорироваться под действием водных растворов щелочей , цианида натрия , жидкого аммиака , третичных аминов при температуре 30—150 °C с образованием винилиденхлорида , что используется для промышленного синтеза данного соединения:

${\displaystyle {\mathsf {2CH_{2}Cl-CHCl_{2}+Ca(OH)_{2}\ {\xrightarrow {30-150^{o}C}}\ 2CH_{2}=CCl_{2}+CaCl_{2}+2H_{2}O}}}$

• При определённых условиях (в паровой фазе, на катализаторе, в роли которого может выступать хлорид бария на активированном угле , и при температуре 200 °C, к примеру) дегидрохлорируется с образованием смеси винилиденхлорида и 1,2-дихлорэтилена, причём образуется как цис-изомер крайнего вещества, так и его транс-изомер . В присутствии основных катализаторов (высококипящие амины, фторид калия на пемзе ) преимущественно образуется винилиденхлорид .

• В присутствии инициаторов реакций замещения (к примеру, порофора) или под действием света подвержен хлорированию с помощью молекулярного хлора . В результате реакций образуется смесь, состоящая из 1,1,2,2-тетрахлорэтана и 1,1,1,2-тетрахлорэтана .

• Способен замещать атомы хлора на атомы фтора под действием безводного фтороводорода при температуре 50—150 °C в присутствии хлорида олова(II) . При этом образуется смесь хлорфторпроизводных этана. К примеру, протекает следующая реакция :

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}Cl-CHCl_{2}+HF\ {\xrightarrow {50-150^{o}C}}\ CH_{2}Cl-CHClF+HCl}}}$

• Гидролиз приводит к хлорацетальдегиду :

${\displaystyle {\mathsf {CH_{2}Cl-CHCl_{2}+H_{2}O\ {\xrightarrow {t}}\ CH_{2}Cl-COH+2HCl}}}$

Применение

Реакция дегидрохлорирования 1,1,2-трихлорэтана используется для синтеза винилиденхлорида . Также винилтрихлорид широко используется в качестве растворителя , найдя своё применение в лакокрасочной промышленности и промышленности пластических масс . Так, он служит растворителем для хлорированного каучука и полупродукта, являющегося сырьём для получения более глубокохлорированных веществ, в которых большинство атомов водорода заменены на атомы хлора (к примеру, гексахлорэтан или 1,1,2,2-Тетрахлорэтан ) .

Взрыво- и пожароопасность

1,1,2-трихлорэтан является трудногорючей жидкостью. Температура вспышки равна 29 °C, область воспламенения паров в воздухе составляет 8,7—17,4 % по объёму .

Биологическое действие

1,1,2-трихлорэтан относится к малоопасным веществам (4-й класс опасности в соответствии с ГОСТом 12.1.007-76) . Обладает общетоксическим действием, является наркотиком . Способен проникать через неповреждённую кожу. Присутствие 1,1,2-трихлорэтана во вдыхаемом человеком воздухе (в высокой концентрации) способно вызывать головокружение , кашель , головную боль . При длительном и частом контакте с данным соединением наблюдаются нарушения сердечно-сосудистой системы, к примеру, аритмия . Также данное вещество в высоких дозах негативно влияет на нервную систему и печень.

Меры профилактики включают эффективную вентиляцию помещения, соблюдение личной гигиены, герметизацию оборудования и коммуникации. В качестве средства индивидуальной защиты используется фильтрующий промышленный противогаз марки А, а при высокой концентрации 1,1,2-трихлорэтана в воздухе применяется шланговый изолирующий противогаз. Защита глаз осуществляется с помощью масок, защита кожи — при помощи защитных перчаток и специальной одежды.

При интоксикации большими количествами данного вещества следует немедленно удалить пострадавшего из зоны высокой концентрации 1,1,2-трихлорэтана на . Промыть кожу водой с мылом , одежду, если она загрязнена, требуется снять. При попадании соединения на кожу или в глаза необходимо промыть их большим количеством воды, а также обратиться к врачу и провести госпитализацию .

Рекомендуемая ПДК в воздухе рабочей зоны производственных помещений для винилтрихлорида составляет 45 мг/м ³ , в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования — 0,005 мг/л . ЛД50 на крысах — 1259 мг/кг (перорально) .

Транспортирование и хранение

1,1,2-трихлорэтан перевозят в стальных железнодорожных цистернах с верхним сливом либо в стальных бочках. Данные бочки транспортируют в крытых железнодорожных вагонах или автомашинах. Хранят рассматриваемое вещество в специальных ёмкостях либо бочках в неотапливаемых складских помещениях .

Примечания

Литература

• 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 .
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л. : Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• С.С. Наметкин. Химия нефти / А.В. Топчиев. — М. : Издательство академии наук СССР, 1955.