Uglevodorodlarni xlorli birikmalarini ishlab chiqarish

UGLEVODORODLARNI XLORLI BIRIKMALARINI ISHLAB CHIQARISH

Reja:

1. 
   Xlorlash jarayonlari nazariy asoslari.
   
2. 
   Benzolni xlorlash usullari.
   
3. 
   Xloratorlar.
   
4. 
   Vinilxlorid olish usullari.
   
5. 
   Epixlorgidrin ishlab chiqarish.
   

1. 
   Galogenlashdan, asosan xlorlash sanoatda keng qo‘llaniladi.
   

Xlorlash vositalari orasida eng ko‘p qo‘llaniladigani gazsimon xlor hisoblanadi. Baʼzida reaksiya vaqtida xlor ajraladigan birikmalar, masalan natriy gipoxlorit – NaOCl, xlorid kislota, natriy xlorat, sulforilxlorit - SO₂Cl₂ va boshqalardan foydalaniladi.
Elementar xlor sovuq sharoitda, qorong‘ilikda, katalizatorsiz benzol uning gomologlari va boshqa aromatik birikmalar bilan reaksiyaga kirishmaydi. Yorug‘lik taʼsirida katalizatorsiz benzol xlor bilan o‘zaro taʼsirlashadi. Bunda vodorod atomini o‘rin almashinishi emas, xlorni birikishi sodir bo‘ladi (vodorod xlorid ajralib chiqmaydi). Katalizator ishtirokida aromatik halqadagi vodorod atomini o‘rin almashinishi va vodorod xloridni ajralishi sodir bo‘ladi; xlor benzol gomologlariga taʼsir etganda, masalan toluolga, bunda aromatik halqadagi va yon zanjirdagi vodorod atomi o‘rin almashinish mumkin:


ArH + Cl₂ ArCl + HCl (1)
Cl-C₆H₄-CH₃ C₆H₅CH₃ C₆H₅CH₂Cl (2)
F.F. Beylshteyn tomonidan aniqlanishicha, yuqoridagi ikkala reaksiyada benzol gomologlari molekulasiga xlorni kiritish turli xil sharoitni taqoza qiladi.
Vodorod atomini xlorga almashinishi katalizator ishtirokida ro‘y beradi, katalizator ishtirok etmaganda tegishli sharoitda (ancha yuqori temperatura, yorug‘lik nuri taʼsiri, initsiator ishtiroki) almashinish yon zanjirda ro‘y beradi.
Xlorlash katalizatori sifatida FeCl₃, J₂, AlCl₃, Al₂O_3, TiCl_4, TiCl₃, H₂SO₄ va boshqalardan foydaniladi. Eng ko‘p qo‘llaniladigani bu - FeCl₃ va AlCl₃.
Yuqorida aytib o‘tilganidek, benzol gomologlarini yon zanjirida xlorlash jarayoni katalizatorsiz, yadroda xlorlashga nisbatan ancha yuqori temperaturada olib boriladi. Ushbu reaksiyaning tezligi reaksiya massasini yoritish va oz miqdorda (~ 0,1%) initsiator qo‘shish hisobiga tezlashadi. Initsiatorlardan organik peroksidlar (benzoil peroksid (S₆N₅OO)₂), azobirikmalar (azobisdiizobutironitril) qo‘llaniladi.
Benzol gomologlarini yon zanjirda xlorlash jarayoni radikal zanjirli mexanizm asosida ro‘y beradi, reaksiyaga kirishuvchi zarracha vazifasini galogen- radikal bajaradi.
Galogen radikal xlor molekulasini termik dissotsiatsiyalanishi hisobiga; xlor molekulasini kvant energiyani yutishi va boshqa omillar taʼsirida hosil bo‘ladi:

Cl₂ + ∙C₆H₅ ∙Cl + C₆H₅ Cl

Cl₂ + M∙ 2Cl^∙ + M
U yoki bu usul bilan hosil bo‘lgan xlor radikali benzol gomologi bilan reaksiyaga kirishadi va radikal zanjirli reaksiyani chaqiradi. Reaksiya massasida kislorod ishtirok etayotgan bo‘lsa, u zanjirni uzilishi hisobiga reaksiyani sekinlashtiradi:

Shuni eʼtiborga olish lozimki, xlor-radikali aromatik yadroga birikishi mumkin. Masalan, benzol katalizatorsiz yorug‘lik taʼsirida yoki insiator ishtirokida xlor bilan birikib geksaxlorsiklogeksan hosil qiladi. Bunda barqaror aromatik sistemani buzilishi bilan bog‘liq bo‘lgan birinchi bosqich eng qiyin sodir bo‘ladi. Zanjirning davom etishi aromatik halqadagi π-bog‘larga radikal birikishi hisobiga sodir bo‘ladi. Hosil bo‘lgan 1,2,3,4,5,6- geksaxlorsiklogeksan (geksaxloran) eng keng tarqalagan insektitsid hisoblanadi.

Shunga o‘xshab, past xaroratda toluol ham xlorni yadroga biriktirish va turli xil metilxlorsiklogeksanlarni hosil qilishi mumkin. Toluolni yon zanjirda xlorlash uchun jarayonni 90-150 ⁰S temperaturada olib borish lozim.
Bunday jarayonda yon zanjirda o‘rin almashinish tezligi, yadroga xlor birikishiga nisbatan ancha yuqori bo‘ladi.
Bunda, katalizator ishtirokida yadroda xlorlash tezligi yon zanjirni xlorlashga nisbatan ancha yuqori ekanligini eʼtiborga olish lozim (xlorni qutblangan molukulasi atomar xlornikiga nisbatan eng ko‘p elektrofil markazga ega bo‘ladi). Shuning uchun yon zanjirda xlorlash olib borilganda katalizator ishtirok etmasligi kerak.

2.