1,2-Дихлорэтан

1,2-​Дихлорэтан
Общие
Систематическое наименование	1,2-​дихлорэтан
Хим. формула	C2H4Cl2
Рац. формула	ClCH2CH2Cl
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	98,96 г/моль
Плотность	1,253 г/см³
Энергия ионизации	11,05 ± 0,01 эВ
Термические свойства
Температура
• плавления	−35,36 °C
• кипения	83,47 °C
• вспышки	56 ± 1 ℉
Пределы взрываемости	6,2 ± 0,1 об.%
Энтальпия
• образования	−166,8 кДж/моль
Удельная теплота испарения	32,024 Дж/кг
Удельная теплота плавления	8,837 Дж/кг
Давление пара	64 ± 1 мм рт.ст.
Химические свойства
Растворимость
• в воде	0,87 г/100 мл
Структура
Дипольный момент	1,80 Д
Классификация
Рег. номер CAS	107-06-2
PubChem	11
Рег. номер EINECS	203-458-1
SMILES	ClCCCl
InChI	InChI=1S/C2H4Cl2/c3-1-2-4/h1-2H2 WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N
RTECS	KI0525000
ChEBI	27789
ChemSpider	13837650
Безопасность
Токсичность	токсично
Фразы риска (R)	R10, R16, R18, R33, R36/37/38, R39/26/28, R44, R45, R46, R48/21, R51/53, R55, R56, R57, R67
Фразы безопасности (S)	S53, S45
Пиктограммы СГС
NFPA 704	3 2 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

1,2-дихло́рэта́н (преж. хлористый этилен) — хлорорганическое вещество; бесцветная жидкость со сладковатым запахом, имеющая формулу ClCH₂−СН₂Cl. Является сильным наркотическим средством, оказывающим на человека канцерогенное действие.

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 Дейманн и ван Троствик 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 Бонд 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/см³. 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:

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

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:

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

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 сукциннитрил:

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

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.), селективность 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 выше), 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 окуривания 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.

Допустимая концентрация паров в воздухе рабочей зоны равна 10 мг/м³ (среднесменная за 8 часов) и 30 мг/м³ (максимально-разовая). Порог восприятия запаха может достигать 450—750 мг/м³ и 1500 мг/м³. Использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с «заменой фильтров по появлении запаха под маской» (как это рекомендуется в РФ поставщиками СИЗОД) приведёт к чрезмерному воздействию дихлорэтана на, по крайней мере, часть работников — из-за запоздалой замены противогазных фильтров. Следует использовать значительно более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.

Максимальная из разовых массовых концентраций примеси в атмосферном воздухе — 3 мг/м³, среднесуточная массовая концентрация примеси — 1 мг/м³. ПДК в воде водоемов — 2 мг/дм³ Относится к легковоспламеняющимся жидкостям, пределы взрывчатости в воздухе составляют 6,2-16 об. %.

Литература

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