Einzelne wichtige Verbindungen

Vinylchlorid CH2=CH-Cl oder Chlor-ethylen (Siedepunkt -14 °C) ist ein organisches Großprodukt und wird auf zwei Wegen hergestellt:

a) aus Acetylen durch HCl-Anlagerung (Dtschld.):

 

 

 

b) aus Ethylen über 1,2-Dichlorethan (USA):

 

 

Vinylchlorid ist äußerst reaktionsfähig und polymerisiert leicht zum Polyvinylchlorid, das in verschiedenen Formen als PVC - Kunststoff bekannt ist.

1,1-Dichlorethylen CH2=CCl2 oder Vinylidenchlorid (Siedepunkt 37 °C, Dichte 1,213 g/ml [20°C], schwer brennbar) wird aus 1,1,2-Trichlorethan durch  HCl - Abspaltung hergestellt:

 

 

Vinylchlorid wird zusammen mit anderen Vinylverbindungen polymerisiert (Co-polymerisation) und liefert wertvolle Kunststoffe.

1,2-Dichlorethylen CHCl=CHCl tritt gewöhnlich als Gemisch der beiden cis-trans-Isomere auf:

 

 

cis

Sdp.: 60,2 °C

Dichte: 1,282 g/ml (20°C)

trans

Sdp.: 48,5 °C

Dichte: 1,257 g/ml (20°C)

Das Gemisch hat als Lösungsmittel gewisse Bedeutung, weil es schwer brennbar ist. Keines der beiden Isomere ist polymerisierbar.

Trichlorethylen CHCl=CCl2, abgekürzt "Tri" genannt, ist eines der verbreitesten Lösungs- und Entfettungsmittel (Siedepunkt 86,7 °C, Dichte 1,465 g/ml bei 20 °C). Es ist nicht brennbar und hat wegen seiner ausgezeichneten Löseeigenschaften anderer Lösungsmittel verdrängt, z. B. das Benzin bei der chemischen Reinigung. Metalle, z. B. Autokarosserien, werden in Tri-Dampf gehängt und dabei entfettet. Als Extraktionsmittel für Ölfrüchte, Wachse, Knochen, Leim usw. hat Trichlorethylen besondere Bedeutung gewonnen, weil es leicht zurückzugewinnen ist und neu eingesetzt werden kann.

Allylchlorid CH2=CH-CH2-Cl oder 3-Chlor-propen-(1) ist leicht herstellbar aus Propylen durch Chlorierung bei 550 °C:

 

 

Es findet also eine Chlorierung (Substitution) der CH3-Gruppe, aber kein Angriff der Doppelbindung (Addition) statt. Nebenprodukte entstehen nur mit kleinen Anteilen. Allylchlorid (Siedepunkt 45,7 °C, Dichte 0,9379 g/ml bei 20 °C) wird im Laboratorium als reaktionsfähiger Partner bei der Übertragung der Allylgruppe auf andere Verbindungen eingesetzt und dient in der Technik als Zwischenprodukt für die Gewinnung von Glycerin.

 

Fluoralkene

Zwei Verbindungen haben technische Bedeutung erlangt, weil sie polymerisieren und zu besonders temperaturbeständigen Kunststoffen verarbeitet werden können. Fluoralkene werden durch HCl-Abspaltung aus entsprechenden Fluorchloralkanen hergestellt.

 

Tetrafluorethylen C2F4

Ausgangsprodukt ist Difluorchlormethan CHClF2 F22, das bei 700 °C durch Rohre aus Platin geleitet wird, wobei 2 Moleküle HCl abgespalten werden:

 

 

Tetrafluorethylen wird mittels Katalysator und Druck zu einem Kunststoff polymerisiert.

Betrachtet man die Reihe der Zwischenprodukte, die zur Herstellung des C2F4 durchlaufen werden müssen, stellt man fest, daß der daraus herstellbare Kunststoff auf der Rohstoffbasis Methan (Erdgas) beruht:

 

 

 

Trifluorchlorethylen C2ClF3

Ausgangsstoff ist 1,1,2-Trifluor-trichlor-ethan F 113, das in eine Aufschlämmung von Zink-Pulver in Methanol eingeleitet wird, wobei eine Cl2-Abspaltung stattfindet:

 

 

Durch Polymerisation entsteht daraus ein Kunststoff.

 

Ethylenoxid

 

 

Dieses Epoxid des Ethylens ist ein farbloses Gas (oder Flüssigkeit, Sdp. 11 °C) mit süßlichem Geruch. Es ist giftig und explosiv infolge Selbstzersetzung zu CH4 + CO, die mit starker Wärmeentwicklung und Drucksteigerung verbunden ist.

Ethylenoxid ist äußerst reaktionsfähig. Es neigt zur Selbstpolymerisation, wobei eine klebrige, fadenziehende Masse entsteht. Mit Verbindungen, die reaktionsfähigen Wasserstoff enthalten, z. B. H2O, -OH, -COOH, -NH2 u. a., reagiert es sehr heftig, wobei der Dreiring geöffnet wird. Besonders wichtig ist die Reaktion mit Wasser, die zum Glykol führt.

Technische Herstellung

1. Katalytische Direktoxydation von Ethylen mit Luft

 

 

Der Silber-Katalysator ist auf inertem Träger, z. B. Al2O3 verteilt.

2. Chlorhydrin-Verfahren : Addition von HOCl an Ethylen

 

 

Nebenprodukt der ersten Reaktionsstufe ist mit 10% 1,2-Dichlorethan.

Verwendung. Ethylenoxid ist ein wichtiges Zwischenprodukt.

 

 

+ H2O Glykol
+ NH3 Ethanolamine
+ HCN Acrylnitril