Epichlorhydrin

Epichlorhydrin (chlormethyloxiran) je organická látka , chlorový derivát propylenoxidu, se vzorcem CH 2 (O) CH-CH 2 Cl. Široce se používá v organické syntéze, používá se při výrobě epoxidových pryskyřic a glycerinu [2] . Vysoce toxický, dráždivý .

Syntéza

Epichlorhydrin se získává z propylenu , který se chloruje při teplotě 500 °C a tlaku 18 atmosfér na allylchlorid:

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

Poté se allylchlorid vystaví působení kyseliny chlorné a získají se izomerní dichlorhydriny glycerolu:

Dále jsou glyceroldichlorhydriny ošetřeny alkálií ( NaOH ), což vede ke vzniku epichlorhydrinu: [3]

Výsledný epichlorhydrin se oddělí parní destilací a destilací . Lze jej také získat redukcí chlorovaného akroleinu [4] .

Fyzikální vlastnosti

Je to bezbarvá pohyblivá průhledná kapalina s dráždivým zápachem po chloroformu , špatně rozpustná ve vodě , dobrá ve většině organických rozpouštědel. S vodou tvoří azeotropní směs s bodem varu +88 °C a obsahuje 75 % epichlorhydrinu. Tvoří azeotropní směsi s velkým množstvím organických kapalin. Díky přítomnosti asymetrického atomu uhlíku je epichlorhydrin opticky aktivní [4] .

Chemické vlastnosti

Epichlorhydrin je chemicky vysoce reaktivní sloučenina s aktivní epoxidovou skupinou a mobilním atomem chloru [5] .

halogenační reakce

Když chlor reaguje za normálních podmínek s epichlorhydrinem, vzniká 3,3-dichlorpropylenoxid (3,3-dichlorepoxypropylen) [5] :

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

Hydrochlorační reakce

Snadno přidává chlorovodík za běžné teploty jak v roztoku, tak v bezvodém prostředí za vzniku 1,3-dichlorhydrinu [5] :

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

Dehydrochlorační reakce

V přítomnosti malého množství alkálie epichlorhydrin snadno přidává sloučeniny obsahující jeden nebo více mobilních atomů vodíku za vzniku chlorhydrinů [5] :

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

Se zvýšením koncentrace alkálie probíhá reakce s eliminací chlorovodíku a s obnovením epoxidové skupiny, ale v jiné poloze [5] :

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

hydrolytická reakce

Při přebytku alkálie (nejčastěji se používá uhličitan sodný ) a při teplotě 100 °C se epichlorhydrin pomalu mění na 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}}}

Hydratační reakce

v přítomnosti zředěných anorganických kyselin ( sírové nebo ortofosforečné ) tvoří epichlorhydrin glycerol α-monochlorhydrin [5] :

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

Se stoupající teplotou se zvyšuje hydratace epichlorhydrinu.

esterifikační reakce

Při interakci epichlorhydrinu s alkoholy se epoxidový kruh otevře vytvořením hydroxylové skupiny v poloze 2 a vytvořením etheru [5] :

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

S karboxylovými kyselinami tvoří epichlorhydrin estery chlorhydrinu, např. s ledovou kyselinou octovou vzniká při zahřátí na 180 °C převážně 1-chlor-2-hydroxy-3-propylacetát [5] :

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

Aminační reakce

Epichlorhydrin přidává amoniak nebo aminy již při běžné teplotě s otevřením kruhu [5] :

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

Kondenzační reakce

Epichlorhydrin reaguje s difenylolpropanem za vzniku polymerního diglycidesteru [5] :

Tato reakce je příkladem výroby epoxidových pryskyřic , které se v poslední době velmi rozšířily pro své výjimečné vlastnosti [5] .

polymerační reakce

Epichlorhydrin je schopen polymerovat. V závislosti na použitém katalyzátoru se získávají pohyblivé kapaliny, vysoce viskózní oleje nebo pryskyřičné produkty [5] .

Aplikace

Používá se jako meziprodukt pro syntézu derivátů glycerolu , barviv a povrchově aktivních látek ; k získání syntetických materiálů (hlavně epoxidových pryskyřic ).

Toxikologie a bezpečnost

Obecná povaha akce

Má dráždivé a alergické účinky. Při pokusech na zvířatech selektivně ovlivňuje ledviny. Proniká kůží [2] .

Epichlorhydrin je vysoce toxická a hořlavá sloučenina [4] . Páry epichlorhydrinu při vdechování i v nízkých koncentracích způsobují nevolnost , závratě a slzení a při delší expozici vedou k závažnějším následkům (často dochází k těžkému plicnímu edému ) [2] . Epichlorhydrin při kontaktu s kůží a delším kontaktu způsobuje dermatitidu, až povrchovou nekrózu. Veškeré práce s epichlorhydrinem je nutné provádět v gumových rukavicích, gumové zástěře a v případě silné kontaminace plynu jeho parami v plynové masce značky A [6] .

Zabezpečení

Epichlorhydrin je hořlavý. V případě požáru haste oxidem uhličitým, pěnou nebo vodou a rovnoměrně je rozprostřete po povrchu.
MPC ve vzduchu pracovního prostoru průmyslových prostor by neměl překročit 1 mg/m³, MPC v atmosférickém vzduchu obydlených oblastí 0,2 mg/m³ (doporučeno) [5] .

Poznámky

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0254.html
↑ 1 2 3 Škodlivé látky v průmyslu. Příručka pro chemiky, inženýry a lékaře. Ed. 7., per. a doplňkové Ve třech svazcích. Svazek I. Organické látky. Ed. poctěn aktivita věda prof. N. V. Lazareva a Dr. Miláček. vědy E. N. Levina. L., "Chemie", 1976. 592 stran, 27 tabulek, bibliografie - 1850 titulů.
↑ Grigoriev A. P., Fedotova O. Ya. Laboratorní workshop o technologii plastů. Ve dvou částech. Část 2. Polykondenzace a chemicky modifikované plasty. - Učebnice. příspěvek na chemicko-technologický. vysoké školy. - 2. vyd., přepracováno. a další .. - M . : Vyšší škola, 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. Suroviny a meziprodukty pro barvy a laky / Ed. M. M. Goldberg .. - M . : Chemie, 1978. - 512 s.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Oshin L.A. Průmyslové organochlorové produkty. - M .: Chemie, 1978. - 656 s.
↑ Bratsykhin E. A., Shulgina E. S. Technologie plastů. — Učebnice pro školy technické. - 3. vyd., revidováno. a další .. - L. : Chemistry, 1982. - 328 s.

Viz také

Organické sloučeniny chloru
Alkany a cykloalkany	Chlormethan dichlormethan Chloroform Tetrachlormethan 1,1-dichlorethan 1,2-dichlorethan 1,1,1-trichlorethan 1,1,2-trichlorethan 1,1,2,2-Tetrachlorethan pentachlorethan Hexachlorethan Chlorfluoruhlovodíky trichlorfluormethan Difluordichlormethan Chlordifluormethan Cyklohexylchlorid Hexachloran Chlorethan
Alkeny a alkyny	Vinylchlorid vinylidenchlorid trichlorethylen tetrachlorethylen allylchlorid Chloracetylen dichloracetylen Chloropren Metallylchlorid
Alkoholy , ketony , aldehydy	Ethylenchlorhydrin Chloral Chloralhydrát Hexachloraceton epichlorhydrin
Kyseliny a anhydridy	Kyselina monochloroctová Kyselina dichloroctová Kyselina trichloroctová Acetylchlorid dichloracetylchlorid Chloridy karboxylových kyselin
aromatické sloučeniny	Benzylchlorid benzensulfonylchlorid Chlorbenzen Polychlorované bifenyly Hexachlorbenzen chloracetofenon Benzoylchlorid Isoftaloylchlorid benzotrichlorid 1-chlornaftalen DDT (insekticid) Dioxiny TCDD
Organoprvkové sloučeniny ( N , P , As , S )	Chloropicrin Hořčičný plyn Chlorophos Lewisit
Makromolekulární sloučeniny	PVC Polyvinylidenchlorid Chloroprenový kaučuk