Монохлоруксусная кислота
| Монохлоруксусная кислота | |
|---|---|
| | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Хлорэтановая кислота |
| Традиционные названия | Монохлоруксусная кислота |
| Хим. формула | |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 94,497 г/моль |
| Плотность | 1,58 г/см³ |
| Энергия ионизации | 10,7 эВ[1] |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 63 °C |
| • кипения | 189 °C |
| • вспышки | 132 °C |
| • самовоспламенения | 470 °C |
| Энтальпия | |
| • образования | 298 кДж/моль |
| Удельная теплота испарения | 581,5 кДж/кг |
| Давление пара | 20 мм рт.ст. при 104°С |
| Химические свойства | |
| Константа диссоциации кислоты | 2,87 |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 79-11-8 |
| PubChem | 300 |
| Рег. номер EINECS | 201-178-4 |
| SMILES | |
| InChI | |
| RTECS | AF8575000 |
| ChEBI | 27869 |
| ChemSpider | 10772140 |
| Безопасность | |
| Предельная концентрация | 1 мг/м3 |
| ЛД50 | 76 мг/кг |
| Токсичность | Класс опасности II |
| Краткие характер. опасности (H) |
H301+H311+H331, H314, H335, H400 |
| Меры предостор. (P) |
P280, P301+P330+P331, P304+P340, P305+P351+P338, P308+P311 |
| Сигнальное слово | опасно |
| Пиктограммы СГС | |
| NFPA 704 | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
| Медиафайлы на Викискладе | |
![{\displaystyle {\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {ClCOOH} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1e3918306490ec0c03e99354090addca11b616f2.svg)
Монохлору́ксусная кислота́ — производное уксусной кислоты, с замещением одного атома водорода метильной группы на атом хлора. При нормальных условиях — бесцветные, гигроскопичные кристаллы.
Физические свойства
Чистая монохлоруксусная кислота при нормальных условиях представляет собой бесцветное гигроскопичное кристаллическое вещество с резким запахом уксусной эссенции.
Хорошо растворяется в воде, концентрация кислоты в водном растворе может достигать 80 %. Водный раствор представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом.
Растворима в спирте, ацетоне, эфире.
Горюча.
Температура плавления 61,2 °C; температура кипения 189,3 °C.
Химические свойства
Проявляет кислотные свойства, взаимодействуя с металлами, гидроксидами, кислыми солями:
-
- .
![{\displaystyle {2\,\mathrm {ClCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {COOH} {}+{}2\,\mathrm {Na} {}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {ClCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {COONa} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{,}{\mkern {3mu}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/770fc6657bfec12d9e6c2a5547928399a03ad53c.svg)
![{\displaystyle {2\,\mathrm {ClCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {NaHCO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a6b0ec9af98507f2974adf7528229f921898938b.svg)
![{\displaystyle {{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {ClCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {COONa} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1b55a950f8d1a36cc3f4865cb26abd061d606763.svg)
В обеих приведённых реакциях образуется хлорэтаноат натрия — натриевая соль монохлоруксусной кислоты.
Реакция со щелочами приводит к образованию гликолятов, например, гликолята натрия:
-
- .
![{\displaystyle {\mathrm {ClCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {COOH} {}+{}2\,\mathrm {NaOH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f701ccc46c23adced1987a024f5635e1042f3243.svg)
![{\displaystyle {{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {HOCH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {COONa} {}+{}\mathrm {NaCl} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/fa90eb0dfeccdaaff93bb86042c9188f26a0d572.svg)
При взаимодействии хлора с уксусной кислотой в присутствии небольшого количества красного фосфора образуется смесь моно-, ди- и трихлоруксусной кислот.
Применение
Монохлоруксусная кислота — промежуточный продукт в синтезе индиго и многих других кубовых красителей. Её применяют также для получения карбоксиметилцеллюлозы, снотворного препарата барбитала, гербицидов (например, солей и эфиров 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты), витамина B6.
Примером её полезности в органическом синтезе является O-алкилирование салицилового альдегида хлоруксусной кислотой с последующим декарбоксилированием образовавшегося эфира с образованием бензофурана [2].
Большинство реакций используют высокую реакционную способность связи . Промежуточное вещество при получении гербицида глифосата. Гербицид МХФУК (2-метил-4-хлорофеноксиуксусная кислота) был получен алкилированием хлоруксусной кислотой.
Является прекурсором адреналина (эпинефри́на).
Замещение хлора серой даёт тиогликолевую кислоту, которая используется как стабилизатор ПВХ и иногда как компонент в косметических средствах.
Наибольшее количество хлоруксусной кислоты используется для приготовления загустителя — карбоксиметилцеллюлозы.
Получение
Основной способ получения монохлоруксусной кислоты — хлорирование ледяной уксусной кислоты при катализе уксусным ангидридом:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {ClCOOH} {}+{}\mathrm {HCl} \uparrow {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/9a9f72230c50e40dcaaea096807d00bf2bcea0be.svg)
Другой промышленный метод — гидролиз трихлорэтилена:
- .
![{\displaystyle {\mathrm {CCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CHCl} {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {ClCOOH} {}+{}2\,\mathrm {HCl} \uparrow {}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/af1ac99118093b9098931f30b094d1621632cefa.svg)
Хлорирование даёт чистый продукт, тогда как при гидролизе трихлорэтилена необходимо проводить сложную ректификацию для разделения моно- би- трихлоруксусных кислот[3].
Годовое мировое производство хлоруксусной кислоты составляет ориентировочно 420 тыс. тонн.
Безопасность
Токсична при приеме внутрь, впитывании через кожу и вдыхании пыли. Разъедает металлы и ткани.
Как и другие галогенкислоты и галогеналканы, хлоруксусная кислота — потенциально опасный алкилирующий агент.
ЛД50 для крыс — 76 мг/кг.
Примечания
- ↑ David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
- ↑ Burgstahler, A. W.; Worden, L. R. (1966). «Coumarone Архивная копия от 14 июня 2012 на Wayback Machine.» Org. Synth. 46: 28.
- ↑ Günter Koenig, Elmar Lohmar, Norbert Rupprich «Chloroacetic Acids» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a06_537
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н. С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5 (Три-Ятр). — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.