Монохлоруксусная кислота

Монохлоруксусная кислота
Общие
Систематическое наименование	Хлорэтановая кислота
Традиционные названия	Монохлоруксусная кислота
Хим. формула	${\displaystyle {\ce {CH2ClCOOH}}}$
Физические свойства
Молярная масса	94,50 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 ${\displaystyle pK_{a}}$	2,87
Классификация
Рег. номер CAS	79-11-8
PubChem	300
Рег. номер EINECS	201-178-4
SMILES	C(C(=O)O)Cl
InChI	InChI=1S/C2H3ClO2/c3-1-2(4)5/h1H2,(H,4,5) FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N
RTECS	AF8575000
ChEBI	27869
ChemSpider	10772140
Безопасность
Предельная концентрация	1 мг/м^3
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	1 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Монохлору́ксусная кислота́ ${\displaystyle {\ce {CH2ClCOOH}}}$ — 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:

${\displaystyle {\ce {2 ClCH2COOH + 2 Na -> 2 ClCH2COONa + H2,}}}$

${\displaystyle {\ce {2 ClCH2COOH + NaHCO3 ->}}}$

${\displaystyle {\ce {-> ClCH2COONa + H2O + CO2}}}$.

В обеих приведённых реакциях образуется хлорэтаноат натрия — натриевая соль монохлоруксусной кислоты.

Реакция со щелочами приводит к образованию гликолятов, например, гликолята натрия:

${\displaystyle {\ce {ClCH2COOH + 2NaOH ->}}}$

${\displaystyle {\ce {-> HOCH2COONa + NaCl + H2O}}}$.

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 бензофуран [2].

Большинство реакций используют высокую реакционную способность связи ${\displaystyle {\ce {C-Cl}}}$. 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:

${\displaystyle {\ce {CH3COOH + Cl2 -> CH2ClCOOH + HCl ^}}}$.

Другой промышленный метод — гидролиз трихлорэтилена:

${\displaystyle {\ce {CCl2CHCl + 2 H2O -> CH2ClCOOH + 2 HCl ^}}}$.

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

1. David R. Lide, Jr. Basic laboratory and industrial chemicals (англ.): A CRC quick reference handbook — CRC Press, 1993. — ISBN 978-0-8493-4498-5
2. Burgstahler, A. W.; Worden, L. R. (1966). «Coumarone Архивная копия от 14 июня 2012 на Wayback Machine.» Org. Synth. 46: 28.
3. 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.