Углеводородларни хлорли бирикмаларини ишлаб чиқариш

УГЛЕВОДОРОДЛАРНИ ХЛОРЛИ БИРИКМАЛАРИНИ ИШЛАБ ЧИҚАРИШ

Режа:

1. 
   Хлорлаш жараёнлари назарий асослари.
   
2. 
   Бензолни хлорлаш усуллари.
   
3. 
   Хлораторлар.
   
4. 
   Винилхлорид олиш усуллари.
   
5. 
   Эпихлоргидрин ишлаб чиқариш.
   

1. 
   Галогенлашдан, асосан хлорлаш саноатда кенг қўлланилади.
   

Хлорлаш воситалари орасида энг кўп қўлланиладигани газсимон хлор ҳисобланади. Баъзида реакция вақтида хлор ажраладиган бирикмалар, масалан натрий гипохлорит – NaOCl, хлорид кислота, натрий хлорат, сулфорилхлорит - SO₂Cl₂ ва бошқалардан фойдаланилади.
Элементар хлор совуқ шароитда, қоронғиликда, катализаторсиз бензол унинг гомологлари ва бошқа ароматик бирикмалар билан реакцияга киришмайди. Ёруғлик таъсирида катализаторсиз бензол хлор билан ўзаро таъсирлашади. Бунда водород атомини ўрин алмашиниши эмас, хлорни бирикиши содир бўлади (водород хлорид ажралиб чиқмайди). Катализатор иштирокида ароматик ҳалқадаги водород атомини ўрин алмашиниши ва водород хлоридни ажралиши содир бўлади; хлор бензол гомологларига таъсир этганда, масалан толуолга, бунда ароматик ҳалқадаги ва ён занжирдаги водород атоми ўрин алмашиниш мумкин:


ArH + Cl₂ ArCl + HCl (1)
Cl-C₆H₄-CH₃ C₆H₅CH₃ C₆H₅CH₂Cl (2)
Ф.Ф. Бейльштейн томонидан аниқланишича, юқоридаги иккала реакцияда бензол гомологлари молекуласига хлорни киритиш турли хил шароитни тақоза қилади.
Водород атомини хлорга алмашиниши катализатор иштирокида рўй беради, катализатор иштирок этмаганда тегишли шароитда (анча юқори температура, ёруғлик нури таъсири, инициатор иштироки) алмашиниш ён занжирда рўй беради.
Хлорлаш катализатори сифатида FeCl₃, J₂, AlCl₃, Al₂O_3, TiCl_4, TiCl₃, H₂SO₄ ва бошқалардан фойданилади. Энг кўп қўлланиладигани бу - FeCl₃ ва AlCl₃.
Юқорида айтиб ўтилганидек, бензол гомологларини ён занжирида хлорлаш жараёни катализаторсиз, ядрода хлорлашга нисбатан анча юқори температурада олиб борилади. Ушбу реакциянинг тезлиги реакция массасини ёритиш ва оз миқдорда (~ 0,1%) инициaтор қўшиш ҳисобига тезлашади. Инициaторлардан органик пероксидлар (бензoил пероксид (С₆Н₅ОО)₂), азобирикмалар (азобисдиизобутиронитрил) қўлланилади.
Бензол гомологларини ён занжирда хлорлаш жараёни радикал занжирли механизм асосида рўй беради, реакцияга киришувчи заррача вазифасини галоген- радикал бажаради.
Галoген радикал хлор молекуласини термик диссоциацияланиши ҳисобига; хлор молекуласини квант энергияни ютиши ва бошқа омиллар таъсирида ҳосил бўлади:

Cl₂ + ∙C₆H₅ ∙Cl + C₆H₅ Cl

Cl₂ + M∙ 2Cl^∙ + M
У ёки бу усул билан ҳосил бўлган хлор радикали бензол гомологи билан реакцияга киришади ва радикал занжирли реакцияни чақиради. Реакция массасида кислород иштирок этаётган бўлса, у занжирни узилиши ҳисобига реакцияни секинлаштиради:

Шуни эътиборга олиш лозимки, хлор-радикали ароматик ядрога бирикиши мумкин. Масалан, бензол катализаторсиз ёруғлик таъсирида ёки инциатор иштирокида хлор билан бирикиб гексахлорциклогексан ҳосил қилади. Бунда барқарор ароматик системани бузилиши билан боғлиқ бўлган биринчи босқич энг қийин содир бўлади. Занжирнинг давом этиши ароматик ҳалқадаги π-боғларга радикал бирикиши ҳисобига содир бўлади. Ҳосил бўлган 1,2,3,4,5,6- гексахлорциклогексан (гексахлоран) энг кенг тарқалаган инсектицид ҳисобланади.

Шунга ўхшаб, паст хароратда толуол ҳам хлорни ядрога бириктириш ва турли хил метилхлорциклогексанларни ҳосил қилиши мумкин. Толуолни ён занжирда хлорлаш учун жараённи 90-150 ⁰С температурада олиб бориш лозим.
Бундай жараёнда ён занжирда ўрин алмашиниш тезлиги, ядрога хлор бирикишига нисбатан анча юқори бўлади.
Бунда, катализатор иштирокида ядрода хлорлаш тезлиги ён занжирни хлорлашга нисбатан анча юқори эканлигини эътиборга олиш лозим (хлорни қутбланган молукуласи атомар хлорникига нисбатан энг кўп электрофил марказга эга бўлади). Шунинг учун ён занжирда хлорлаш олиб борилганда катализатор иштирок этмаслиги керак.

2.