Acetyl

История

Хлороформ был впервые получен в 1831 году независимо в качестве растворителя каучука Самуэлем Гутри (Samuel Guthrie), затем Либихом (Justus von Liebig) и Суберейном (Eugène Soubeiran).

Формулу хлороформа установил французский химик Дюма (Dumas). Он же и придумал в  г. название «хлороформ», благодаря свойству этого соединения образовывать муравьиную кислоту при гидролизе (лат. formica переводится как «муравей»).

В клинической практике в качестве общего анестетика хлороформ первым применил Холмс Кут (Holmes Coote) в 1847 г., в широкую практику он был внедрён акушером Джеймсом Симпсоном, который использовал хлороформ для уменьшения боли при родах.

В России метод производства медицинского хлороформа предложил учёный Борис Збарский в 1916 году, когда проживал на Урале в селе Всеволодо-Вильва в Пермском крае.

Свойства

Растворимость в воде 2 % по массе (20 г/л), смешивается с большинством органических растворителей. Легколетуч (40 °C), образует азеотропную смесь с водой (т.кип. 38,1 °C, 98,5 % дихлорметана). Метиленхлорид (дихлорметан) реагирует с хлором с образованием хлороформа и четырёххлористого углерода. С йодом при 200 °C дает СН2l2, с бромом при 25-30 °C в присутствии алюминия — бромхлорметан. При нагревании с водой гидролизуется до СН2О и НСl. При нагревании со спиртовым раствором NH3 до 100—125 °C образует гексаметилентетрамин. Реакция с водным раствором NH3 при 200 °C приводит к метиламину, муравьиной кислоте и НСl. С ароматическими соединениями в присутствии АlCl3 метиленхлорид вступает в реакцию Фриделя — Крафтса, например с бензолом образует дифенилметан.

Получение

В промышленности хлороформ производят хлорированием метана или хлорметана. Реакционную смесь нагревают до температуры 400—500 °C. При этом происходит серия химических реакций. Подобное происходит также при освещении смеси ультрафиолетом.

 CH4+Cl2⟶ CH3Cl+HCl{\displaystyle ~{\mathsf {CH_{4}+Cl_{2}\longrightarrow \ CH_{3}Cl+HCl}}}
 CH3Cl+Cl2⟶ CH2Cl2+HCl{\displaystyle ~{\mathsf {CH_{3}Cl+Cl_{2}\longrightarrow \ CH_{2}Cl_{2}+HCl}}}
 CH2Cl2+Cl2⟶ CHCl3+HCl{\displaystyle ~{\mathsf {CH_{2}Cl_{2}+Cl_{2}\longrightarrow \ CHCl_{3}+HCl}}}
 CHCl3+Cl2⟶ CCl4+HCl{\displaystyle ~{\mathsf {CHCl_{3}+Cl_{2}\longrightarrow \ CCl_{4}+HCl}}}

Результатом процесса является смесь, состоящая из метилхлорида, дихлорметана, хлороформа и тетрахлорметана. Разделение веществ осуществляется дистилляцией.

В лаборатории хлороформ можно получить при помощи галоформной реакции или по реакции между ацетоном или этанолом и хлорной известью.

Поступающий в продажу хлороформ содержит этиловый спирт (1—2 %) в качестве стабилизатора, который связывает образующийся при длительном хранении на свету и в присутствии кислорода фосген. Хлороформ применяют в пробе Бейльштейна, в этой реакции наблюдается окрашивание пламени в голубовато-зелёный цвет ионами меди.

 5CuO+2CHCl3⟶ 3CuCl2+2CO2+H2O+2Cu{\displaystyle ~{\mathsf {5CuO+2CHCl_{3}\longrightarrow \ 3CuCl_{2}+2CO_{2}+H_{2}O+2Cu}}}

Хлорметил

Метил ( хлорметил) дихлорсилан применяют для получения кремнийорганических жидкостей, эластомеров и полимеров для лаков, а также для получения мономеров с различными карбо-функциональными группами у атома кремния.

Бис ( хлорметил) оксациклобутан ( ОЦБ) является мономером для получения пентапласта. Определения примесей в ОЦБ проводят на хроматографе с детектором ионизации в пламени.

Бис ( хлорметил) оксациклобутан ( БХМО) является циклической Р — ОКИСЬЮ.

Ди ( хлорметил) бензол может реагировать с бензолом или хлористым бензилом до образования п-хлорметилдифенил-метана и я п — ди.

Три — ( хлорметил) бензол был получен с превосходным выходом фотохимическим хлорированием раствора мезитилена в четыреххло-ристом углероде при 80 С.

Производство хлорметанов ( хлорметил, метиленхлорид, хлороформ, четыреххлористый углерод) ориентируется на использование в качестве основного сырья метана, оно относится к неэнергоемким производствам, при этом в качестве используемого отхода получается соляная кислота, которая после очистки и стриппинга может быть использована для процессов гидрохлорирования.

Полученный метил ( хлорметил) диэтоксисилан потоком азота передают в мерник 5, откуда он поступает на аминирование в. Сначала из мерника 5 в реактор загружают необходимое количество метил ( хлорме-тил) диэтоксисилана, затем дают воду в холодильник 9, включают мешалку и из мерника 8 начинают вводить анилин.

Получают-взаимодействием бис ( хлорметил) диметиламинометана с солями ро-цанистоводородной кислоты с последующей гидратацией полученного дитиоциа-чата в присутствии хлористого водорода.

Взаимодействие бис ( хлорметил) диорганилсиланов и бис ( хлорметил) тетраорганилдисилоксанов с полисульфидами натрия приводит к образованию полимерных кремнеорганических нодисульфидов.

К расчету дипольного момента тетра ( хлор-метил метана.

Молекула тетра ( хлорметил) метана содержит четыре одинаковых полярных заместителя, групповой момент которых л 87 D. Учтем теперь, что когда два диполя в составе общей цепи направлены в противоположные стороны, если цепь вытянуть, как на рис. 17 6, то одному из них при составлении парных произведений, нужно приписывать знак минус.

Например, действием хлорметила на кремний в указанных условиях получают диметилдихлорсилан — исходный продукт для изготовления кремнийорганиче-ского каучука, смол и жидкостей.

Изучено взаимодействие бис ( хлорметил) амидов с солями первичных алифатических нитраминов и осуществлен синтез линейных и циклических соединений, содержащих фрагмент 1, 3 — динитро — 1, 3, 5 — триазапентана.

Скорость окисления моно ( хлорметил) — л — ксилола увеличивается также с ростом концентрации азотной кислоты ( см. рис. 30), но поскольку это сопровождается повышением содержания хлора в ядре, для окисления целесообразно применять 25 — 35 % — ную азотную кислоту.

Схема производства метил ( фениламинометил диэтоксисилана.

Применение

Дешевизна, высокая способность растворять многие органические вещества, лёгкость удаления, относительно малая токсичность привела к широкому применению его как растворителя для проведения реакций, экстракций в том числе и в лабораториях. Используют в смесях для снятия лака, обезжиривания поверхностей. В пищевой промышленности используют для приготовления быстрорастворимого кофе, экстракта хмеля и других пищевых препаратов. Также нашел применение для растворения смол, жиров, битума. Его высокая летучесть используется для вспенивания полиуретанов.

Также используется в хроматографии.

В промышленности в смеси с полимерами используют для создания формы, которая быстро застывает за счёт испарения дихлорметана. Он также используется для склеивания пластмасс: полистирола, поликарбонатов, полиэтилентерефталата, АБС-пластиков, но не для полиэтилена и полипропилена.

Очистка в лаборатории

  • Промывают концентрированной серной кислотой, нейтрализуют щелочью и промывают водой. Сушат над поташом или безводным сульфатом магния и перегоняют. Для дополнительного обезвоживания используют молекулярные сита 4А.
  • Кипятят с фосфорным ангидридом с последующей перегонкой. Хранят над молекулярными ситами 3А.

Специализированные применения

Дихлорметан используется в составах для склеивания пластиков. В смеси с метанолом используют как пропеллент, в качестве хладагента.

Технологические и технико-экономические показатели

Пропускная способность установки:

m (CH4) + m (Cl2) + m (прим Cl2) + (прим CH4) = 7726,45 кг/ч

Конверсия или степень превращения метана:

444

Теоретические расходные коэффициенты:

по СН4:

СН4 = Mr (CH4) / Mr (CH3Cl) = 16/50,45 = 0,317 кг/кг;

СН4 = Mr (CH4) / Mr (CH2Cl2) = 16/84,9 = 0,188 кг/кг;

СН4 = Mr (CH4) / Mr (CHCl3) = 16/119,35 = 0,134 кг/кг;

СН4 = Mr (CH4) / Mr (CCl4) = 16/153,8 = 0,104 кг/кг;

по Cl2:

sт Cl2 = Mr (Cl2) / Mr (CH3Cl) = 70,9/50,45 = 1,405 кг/кг.

sт Cl2 = Mr (Cl2) / Mr (CH2Cl2) = 70,9/84,9 = 0,835 кг/кг.

sт Cl2 = Mr (Cl2) / Mr (CHCl3) = 70,9/119,35 = 0,594 кг/кг.

sт Cl2 = Mr (Cl2) / Mr (CCl4) = 70,9/153,8 = 0,461 кг/кг.

Фактические расходные коэффициенты:

по СН4:

СН4 = m (CH4) / m (CH3Cl) = 604,88/339 = 1,78 кг/кг;

СН4 = m (CH4) / m (CH2Cl2) = 604,88/792,25 = 0,764 кг/кг;

СН4 = m (CH4) / m (CHCl3) = 604,88/890,75 = 0,679 кг/кг;

СН4 = m (CH4) / m (CCl4) = 604,88/287 = 2,108 кг/кг;

по Cl2:

Cl2= m (Cl2) / m (CH3Cl) = 6969,9/339 = 20.56 кг/кг.

Cl2= m (Cl2) / m (CH2Cl2) = 6969,9/792,25 = 8,798 кг/кг.

Cl2= m (Cl2) / m (CHCl3) = 6969,9/890,75 = 7,825 кг/кг.

Cl2= m (Cl2) / m (CCl4) = 6969,9/287 = 24,285 кг/кг.

Выход на поданное сырье:

Фактический выход CCl4:

QФ = m (CCl4) = 287 кг;

Теоретический выход CCl4:

Применение

В конце XIX и начале XX веков хлороформ использовался как анестетик при проведении хирургических операций. Впервые как средство для наркоза хлороформ был применён при хирургических операциях шотландским врачом Симпсоном (1848 г.). В России хлороформ как средство для наркоза впервые применил Н. И. Пирогов. Однако в данной роли хлороформ впоследствии был заменён более безопасными веществами.

Хлороформ используется для производства хлордифторметана — фреона (хладона-22) путём реакции обмена атомов хлора на фтор при обработке хлороформа безводным фтористым водородом в присутствии хлорида сурьмы(V) (по реакции Свартса):

CHCl3+2HF→SbCl5CF2HCl+2HCl{\displaystyle {\mathsf {CHCl_{3}+2HF{\xrightarrow {SbCl_{5}}}CF_{2}HCl+2HCl}}}

Хлороформ также используется в качестве растворителя в фармакологической промышленности, а также для производства красителей и пестицидов.
Хлороформ, содержащий дейтерий (CDCl3) — наиболее общий растворитель, используемый в ядерном магнитном резонансе (ЯМР).

Безопасность

Контакт дихлорметана с щелочными металлами приводит к взрыву. Работы с дихлорметаном следует проводить при работающей вытяжной вентиляции.

Дихлорметан способен вызвать наркоз. Он также воздействует на печень, почки и селезёнку, способен проникать через кожу, гематоэнцефалитический и плацентарный барьеры.

При остром отравлении при вдыхании дихлорметана наблюдаются раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, головокружение, головные боли, помрачнение сознания, рвота и понос. В случае тяжёлого отравления происходит потеря сознания вследствие наркоза вплоть до остановки дыхания. При хронических отравлениях наблюдаются постоянные головные боли, головокружение, потеря аппетита, поражение внутренних органов. Длительный покровный контакт с дихлорметаном может вызвать его накопление в жировых тканях и привести к ожогу. Также при длительной работе с ним возможно поражение печени и возникновение диабетической нейропатии.

В организме дихлорметан метаболизируется до монооксида углерода, что может вызвать интоксикацию данным веществом.

На крысах показано, что дихлорметан может вызывать рак лёгких, печени и поджелудочной железы.

В Евросоюзе запрещены краски с дихлорметаном как для личного пользования, так и для профессионального применения.

Для регулярной работы с дихлорметаном не подходят перчатки из латекса или нитриловые.

ПДК в рабочей зоне 50 мг/м³ (по ГОСТ 12.1.005-76), в воде водоёмов не более 7.5 мг/л. Концентрационный предел воспламенения 12-22 %. Не горюч, но поддерживает горение, от огня дает вспышку, но не горит сам, горит в смеси с другими горящими материалами внося свой вклад при пожаре, однако пролить на стол около спиртовки его не так опасно как горючие растворители, скорее как масло[источник не указан 947 дней].

Применение

Хлорметан был широкоприменяемым хладагентом. Но такое его применение прекратили из-за токсичности и пожароопасности. Хлорметан был использован для производства добавок к бензину на основе свинца (тетраметилсвинец).

Наиболее важное использование хлорметана сейчас в качестве химического полупродукта в производстве силиконовых полимеров. Меньшие количества используют в качестве растворителя при производстве бутилкаучука и очистке бензина.. Хлорметан используют как метилирующий или хлорирующий агент в органической химии

Он находит также множество различных применений: удаления жирных загрязнений, следов смол, как ракетное топливо, для получения пенополистирола. Как локальное обезболивающее, как промежуточный продукт при синтезе лекарств, как носитель в низкотемпературной полимеризации, как жидкость для термометрического и термостатического оборудования, в качестве гербицида.

Хлорметан используют как метилирующий или хлорирующий агент в органической химии. Он находит также множество различных применений: удаления жирных загрязнений, следов смол, как ракетное топливо, для получения пенополистирола. Как локальное обезболивающее, как промежуточный продукт при синтезе лекарств, как носитель в низкотемпературной полимеризации, как жидкость для термометрического и термостатического оборудования, в качестве гербицида.

Обнаружение хлороформа

В пробирку вносят 1-2 мл исследуемого раствора и 1 мл 10%-го спиртового раствора гидроксида натрия

Пробирку осторожно нагревают на пламени газовой горелки в течение 3-5 мин. После охлаждения раствора его подкисляют 10%-раствором азотной кислоты до кислой реакции на лакмус и прибавляют 0,5 мл 1%-го раствора нитрата серебра

Появление белого растворимого в аммиаке осадка указывает на наличие хлороформа в исследуемом растворе. Это реакция не специфична. Её дают и другие хлорорганические соединения (хлоральгидрат, четырёххлористый углерод, дихлорэтан и др.)

CHCl3+4NaOH→3NaCl+HCOONa+2H2O{\displaystyle {\mathsf {CHCl_{3}+4NaOH\rightarrow 3NaCl+HCOONa+2H_{2}O}}}
NaCl+AgNO3→AgCl↓+NaNO3{\displaystyle {\mathsf {NaCl+AgNO_{3}\rightarrow AgCl\downarrow +NaNO_{3}}}}

Сферы применения

Применение дихлорметана обусловлено его способностью растворять различные органические вещества. Его также вводят в составы пинополиуретанов в качестве пенообразующего вещества. Дихлорметан в качестве растворителя используют в:

  • •    производстве различных полимеров,
  • •    строительной сфере,
  • •    текстильной промышленности,
  • •    производстве красок и лаков,
  • •    пищевой промышленности.

Метиленхлорид является незаменимым химическим веществом, которое помогает в процессе экстрагирования. Дихлорметан применяют в процессе изготовления чая и кофе, в пивоварении. Также это химическое соединение принимает участие в процессе производства различных ароматизаторов, которые используют для мороженого, напитков, конфет, различных фруктовых джемов и наполнителей. Дихлорметан применяют в качестве растворителя жировых соединений в процессе обработки экзотических фруктов.

Метиленхлорид или дихлорметан используют в процессе отбора проб воды. С его помощью проводят анализ воды на наличие токсических веществ, нитритов и нитратов, кислот, тяжелых металлов и т.д.

В строительной сфере дихлорметан помогает удалить жировую пленку с бетона, керамики, битума. Он растворяет смолы и обезжиривает металлические конструкции. Также свойства дихлорметана нашли свое применение в процессе производства поролоновых материалов. Это хиическое вещество применяют в процессе вспенивания низкоплотных поролонов.

Метилен хлористый не только растворяет жиросодержащие вещества, но и способен к склеиванию различных пластиков:

  • •    полистирола,
  • •    оргстекла,
  • •    поликарбонатов,
  • •    АБС-полимеров.

Дихлорметан начали применять в фармацевтической сфере. С его помощью производят синтез аскорбиновой кислоты.

Это вещество используют в процессе производства кинопленок. Дихлорметан способствует моментальному застыванию различных пластмассовых смесей. С недавнего времени это вещество стали использовать в процессе производства духов.

В сельском хозяйстве дихлорметан входит в составы некоторых пестицидов и фумигантов.  Его добавляют в некоторые пленки.

Широкое применение дихлорметана обусловлено его доступной ценой и простотой производства. Его ценят в различных сферах производства за способность к растворению различных жиров и кислот, простое применение и удаление с обрабатываемых поверхностей.

Применение

Применяется как растворитель (жиров, смол, каучука и др.), для получения фреонов, как экстрагент, в медицине.

Тетрахлорметан квалификации «эвс» используется для анализа водных сред на нефтепродукты методом инфракрасной спектроскопии.

Тетрахлорметан с 1930-х годов широко использовался в качестве наполнителя ручных и стационарных огнетушителей для военной, авиационной и другой техники («тетрахлорный огнетушитель», в том числе с ручным приводом насоса), особенно до широкого распространения углекислотных, фреоновых и порошковых систем. Пары́ и продукты разложения тетрахлоруглерода не поддерживают горения, как тушащий агент он имеет много достоинств: жидкий при нормальных условиях, легко испаряется, при этом значительно охлаждая зону горения, неэлектропроводен, не требует для хранения сосудов высокого давления, не корродирует медные и лужёные сосуды, относительно инертен к обрабатываемым поверхностям (для использования в холодное время требуется добавка низкозамерзающих растворителей). Однако из-за токсичности продуктов разложения в гражданских системах применения не получил. Ручное тушение пожара в машине требовалось выполнять в противогазах — при попадании тетрахлорида углерода на горячие поверхности происходила химическая реакция частичного замещения хлора атмосферным кислородом с образованием фосгена — сильнодействующего ядовитого вещества удушающего действия.

Воздействие на организм

Вдыхание хлороформа пагубно влияет на работу центральной нервной системы. Вдыхание воздуха с содержанием хлороформа порядка 0,09 % (900 ppm) за короткое время может вызвать головокружение, усталость и головную боль. Постоянное воздействие хлороформа может вызвать заболевания печени и почек. Приблизительно 10 % населения Земли имеют аллергическую реакцию на хлороформ, приводящую к повышению температуры тела (до 40 °C). Часто вызывает рвоту (частота послеоперационной рвоты достигала 75—80 %).

Исследования на животных показали, что у беременных крыс и мышей, которые дышали воздухом с содержанием хлороформа 0,003 % (30 ppm), происходили выкидыши. Также такое наблюдалось у крыс, которым давали хлороформ перорально. Следующие поколения крыс и мышей, которые вдыхали хлороформ, имели больший процент врождённых дефектов по сравнению с неподвергавшимися воздействию.

Влияние хлороформа на размножение у людей недостаточно хорошо изучено. При длительном воздействии на дыхательные пути и слизистые оболочки человека (2—10 минут) возможен летальный исход. Предположительно мутагенен и канцерогенен. Данные свойства проявляются только при превышении концентрации хлороформа в воздухе.

При попадании в организм хлороформ довольно быстро выводится с выдыхаемым воздухом: через 15—20 мин. — 30—50 % хлороформа, в течение часа — до 90 %. Остаток хлороформа в организме в результате биотрансформации превращается в диоксид углерода и хлороводород.

 2CHCl3+2H2O+O2⟶ 2CO2↑+6HCl↑{\displaystyle ~{\mathsf {2CHCl_{3}+2H_{2}O+O_{2}\longrightarrow \ 2CO_{2}\uparrow +6HCl\uparrow }}}

С кислородом воздуха при ненадлежащем хранении образует фосген:

 2CHCl3+O2⟶ 2COCl2↑+2HCl↑{\displaystyle ~{\mathsf {2CHCl_{3}+O_{2}\longrightarrow \ 2COCl_{2}\uparrow +2HCl\uparrow }}}

По данным среднесменная ПДК 0,5 мг/м3, максимально-разовая — 1 мг/м3. В то же время порог восприятия запаха хлороформа может составлять, например, 650 мг/м3; и даже 1350 мг/м3.

Физико-химические особенности

Дихлорметан производится в виде органического вещества, которое способно воспламенятся и взрываться. Это химическое соединение не вступает в реакции с водной средой, но способно растворять множество других органических веществ. Плотность дихлорметана составляет 1,33 г/см³.

Класс органических соединений дихлорметана – алифатические галогеносодержащие вещества. Из-за своей жидкой консистенции он считается весьма летучим и подвижным веществом, в котором полностью отсутствуют любые механические включения или примеси. Характерная черта– это едкий приторно-сладкий запах.

Хлористый метилен или дихлорметан впервые был открыт в 1840 году. В то время его получили в результате выдержки смеси из хлора и метила. Современные производственные химические компании изготовляют дихлорметан путем хлорирования метана хлором. В результате этой реакции химики получают большое количество различных хлорсодержащих веществ, среди которых в чистом виде присутствует и метиленхлорид.

Существует цепочка реакций, которая наглядно демонстрирует превращение метана в хлорметан и дихлорметан.

СH4+Cl2->CH3Cl+HCl

CH3Cl+Cl2->CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2->CHCl3+HCl

Хлорметан считается производной дихлорметана. Это вещество представляет едкий газ, который отличается сильным токсическим действием.

В процессе гидролиза дихлорметан может образовывать формалин и соляную кислоту.

CH2Cl2+H2O -> 2HCl + HCHO

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector