1,2-다이클로로에테인
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1. 개요
1,2-다이클로로에테인은 에틸렌과 염소 기체로부터 생산되는 유기 화합물이다. 주로 염화 비닐 단량체 생산에 사용되며, 비극성 비양성자성 용매, 세정제, 페인트 제거제, 유기 화합물 합성 시약 등으로도 활용된다. 과거에는 살충제, 휘발유 첨가제로 사용되기도 했다. 인화성이 높고, 독성이 있으며, 발암 물질일 가능성이 있어 취급에 주의가 필요하며, 환경 오염 문제도 야기할 수 있다.
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1,2-다이클로로에테인 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
---|---|
일반 정보 | |
![]() | |
IUPAC 이름 | 1,2-다이클로로에테인 |
기타 이름 | 에틸렌 다이클로라이드 에틸렌 클로라이드 1,2-DCA DCE 에테인 다이클로라이드 더치 액체, 더치 오일 프레온 150 |
식별 | |
CAS 등록번호 | 107-06-2 |
ChEBI | 27789 |
ChEMBL | 16370 |
ChemSpider | 13837650 |
DrugBank | DB03733 |
EC 번호 | 203-458-1 |
KEGG | C06752 |
PubChem CID | 11 |
RTECS 번호 | KI0525000 |
UNII | 55163IJI47 |
Beilstein 등록번호 | 605264 |
Gmelin 등록번호 | 49272 |
3DMet | B01041 |
SMILES | ClCCCl |
표준 InChI | 1S/C2H4Cl2/c3-1-2-4/h1-2H2 |
표준 InChIKey | WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N |
속성 | |
분자식 | C2H4Cl2 |
몰 질량 | 98.96 |
외관 | 무색 액체 |
냄새 | 특징적인, 쾌적한 클로로포름과 유사한 냄새 |
밀도 | 1.253 g/cm³ (액체) |
용해도 | 0.87 g/100 mL (20 °C) |
녹는점 | -35 °C |
끓는점 | 84 °C |
점성 | 0.84 mPa·s (20 °C) |
상대 증기 밀도 | 0.84 |
구조 | |
쌍극자 모멘트 | 1.80 D |
위험성 | |
주 위험 | 유독성, 가연성, 발암 가능성 |
NFPA 704 | H: 2 F: 3 R: 0 S: 해당 없음 |
인화점 | 13 °C |
신호어 | 위험 |
PEL (허용 노출 한계) | TWA 50 ppm C 100 ppm 200 ppm [3시간 동안 최대 5분 피크] |
폭발 한계 | 6.2–16% |
IDLH (즉시 생명 또는 건강에 위험한 농도) | Ca [50 ppm] |
REL (권장 노출 한계) | Ca TWA 1 ppm (4 mg/m³) ST 2 ppm (8 mg/m³) |
LC50 (반수 치사 농도) | 3000 ppm (기니피그, 7시간) / 1000 ppm (쥐, 7시간) |
LCLo (최저 치사 농도) | 1217 ppm (생쥐, 2시간) / 1000 ppm (쥐, 4시간) / 3000 ppm (토끼, 7시간) |
관련 화합물 | |
기타 할로알케인 | 메틸 클로라이드 염화 메틸렌 1,1,1-트라이클로로에테인 |
기타 화합물 | 에틸렌 1,1-다이클로로에테인 염화 비닐 |
2. 역사
1794년, 의사 얀 루돌프 데이먼, 상인 아드리안 파에츠 판 트루스트윅, 화학자 안토니 라우어렌부르크, 식물학자 니콜라스 본트는 네덜란드 화학자 협회(Gezelschap der Hollandsche Scheikundigennl)라는 이름으로 에틸렌과 염소 기체로부터 1,2-다이클로로에테인을 처음으로 생산했다.[6] 이 ''Gezelschap''은 실제로 깊이 있는 과학 연구를 많이 수행하지는 않았지만, 그들과 그들의 출판물은 매우 높이 평가받았다. 1,2-다이클로로에테인은 옛 화학에서 "네덜란드 오일"이라고 불렸는데, 이는 그 인정의 일부이다. 이것은 또한 에틸렌에 대한 오래된 용어인 "올레피안 가스"(기름 생성 가스)의 기원이기도 한데, 이 반응에서 네덜란드 오일을 만드는 것은 에틸렌이기 때문이다. "올레피안 가스"는 에틸렌이 첫 번째 구성원인 탄화수소족인 "올레핀"이라는 현대 용어의 어원적 기원이다.
1,2-다이클로로에테인은 미국, 서유럽, 일본에서 연간 2천만 톤이 생산된다.[7] 주로 에틸렌과 염소의 염화철(III)-촉매 반응을 통해 생산된다.
3. 생산
3. 1. 반응식
염화철(III)을 촉매로 사용하여 에틸렌과 염소로부터 1,2-다이클로로에테인이 생산된다. 반응식은 다음과 같다.
:
염화 비닐(클로로에탄), 염화 수소, 산소를 사용하여 염화 구리(II) 촉매 하에 1,2-다이클로로에테인을 생성하는 반응식은 다음과 같다.
:
4. 용도
1,2-다이클로로에테인은 염화 비닐 단량체 (VCM) 생산에 주로 사용되며, 폴리염화 비닐의 전구체가 된다. 이 과정에서 부산물로 생성되는 염화 수소는 1,2-다이클로로에테인 생산에 재사용된다.[8] 그 외에도 탈지제, 페인트 제거제, 유기 화합물 합성의 중간체 등으로 사용되었으나, 독성 문제로 현재는 제한적으로 사용된다.[9] 과거에는 휘발유 첨가제로도 사용되었다.[10]
4. 1. 염화 비닐 단량체(VCM) 생산
1,2-다이클로로에테인은 염화 비닐 단량체 (VCM) 생산에 사용된다. VCM은 폴리염화 비닐의 전구체이다. 이 과정에서 염화 수소가 부산물로 생성되는데, 이는 옥시염소화 경로를 통해 1,2-다이클로로에테인 생산에 재사용될 수 있다.[8]4. 1. 1. 반응식
1,2-다이클로로에테인의 전 세계 생산량 중 약 95%는 염화 수소를 부산물로 생성하는 비닐 클로라이드 단량체(VCM) 생산에 사용된다. VCM은 폴리염화 비닐의 전구체이다.: ClC2H4Cl -> H2C=CHCl + HCl
염화 수소는 위에 설명된 옥시염소화 경로를 통해 더 많은 1,2-다이클로로에탄 생산에 재사용될 수 있다.[8]
4. 2. 기타 용도
1,2-다이클로로에테인은 과거 탈지제 및 페인트 제거제로 사용되었지만, 독성으로 인해 현재는 이러한 용도로 거의 사용되지 않는다. 에틸렌디아민을 비롯한 다양한 유기 화합물 생산의 중간체로 사용되는 등 유용한 '기초 재료' 시약으로 활용된다.[9] 실험실에서는 염화물을 제거하여 염소의 공급원으로 사용되기도 한다.여러 단계를 거쳐 1,1,1-트라이클로로에테인의 전구체가 되며, 과거에는 엔진 내 납 축적을 방지하기 위해 휘발유 첨가제로 사용되기도 했다.[10]
또한 좋은 비극성 비양성자성 용매로 사용되며, 세정제, 페인트 제거제로도 사용된다. 다른 다양한 유기 화합물의 합성에 있어서 좋은 활성 시약으로 사용된다.
1967년 8월 28일에 농약 등록을 받아 1,2-다이브로모에탄이나 디클로르보스와의 복합 살충제로 저장 창고의 바구미나 토양의 선충에 대해 사용되었지만, 1986년 2월 21일에 등록이 실효되었다.[15]
5. 안전성
1,2-다이클로로에테인은 인화성이 매우 높아 연소 시 염산을 방출하며, 독성 및 발암 물질일 가능성이 있다.[11][12] 높은 용해도와 무산소 대수층에서의 긴 반감기로 인해 처리가 어렵고, 생물학적 정화 방법이 필요하다.[12] 2009년 중국산 플라스틱 제품에서 방출되어 암 위험을 높인 사례가 보고되었다.[13][14]
디옥솔란과 톨루엔 등이 대체 물질로 사용될 수 있다. 1,2-다이클로로에테인은 알루미늄과 함께 있을 때 불안정하며, 습한 환경에서는 아연, 철과 반응한다. 동물 실험에서 중간 정도의 급성 독성을 보이며, 사람의 경구 치사량은 30~50g으로 추정된다. 높은 인화점과 발암 가능성 때문에 취급에 주의해야 한다.[16] 국제 암 연구 기관(IARC)은 1,2-다이클로로에테인을 그룹 2B(인간에게 발암 가능성이 있는 물질)로 분류했으며, 대한민국에서는 산업안전보건법상 제2류 특정 화학 물질로 지정되어 있다.
5. 1. 환경 문제
1,2-다이클로로에테인은 인화성이 매우 높으며 연소 시 염산을 방출한다.[11]또한 독성이 있으며(특히 높은 증기압 때문에 흡입 시), 발암 물질일 가능성도 있다. 높은 용해도와 무산소 대수층에서 50년의 반감기는 이 물질을 지속적인 오염 물질이자 건강 위험 물질로 만들어 기존의 방법으로 처리하는 데 비용이 매우 많이 들며 생물학적 정화 방법이 필요하다.[12]
2009년에는 중국에서 제조된 성형 플라스틱 소비재(장난감 및 휴일 장식)에서 1,2-다이클로로에테인이 가정으로 방출되어 암 발생 위험이 높은 수준에 이르는 사례가 보고되었다.[13][14]
디옥솔란과 톨루엔이 용매로 사용될 수 있는 대체 물질이다. 다이클로로에테인은 알루미늄이 존재할 때 불안정하며, 습기가 있는 경우 아연 및 철과도 반응한다.
동물 실험에서는 중간 정도의 급성 독성을 나타낸다. 사람의 경구 치사량은 30-50g으로 추정된다. 높은 인화점, 발암성의 가능성을 가지는 등, 취급에 주의가 필요하다.[16]
국제 암 연구 기관(IARC)에 의해 그룹 2B (사람에 대한 발암성이 의심되는)로 분류된 물질이며, 산업 안전 보건법의 제2류 물질 특수 유기 용제 등으로 지정되어 있다.
참조
[1]
웹사이트
Standard Abbreviations and Acronyms
http://pubs.acs.org/[...]
[2]
간행물
PGCH
[3]
간행물
Ethylene dichloride
[4]
웹사이트
Toxic Substances – 1,2-Dichloroethane
https://wwwn.cdc.gov[...]
2015-09-23
[5]
서적
Chlorinated Hydrocarbons
Wiley-VCH, Weinheim
[6]
논문
"Ueber die Gasarten, welche man aus Verbindungen von starker Vitriolsäure und Alkohol erhält"
https://books.google[...]
1795
[7]
논문
Biodegradability of chlorinated solvents and related chlorinated aliphatic compounds
[8]
웹사이트
Ethylene Dichloride – Chemical Economics Handbook (CEH) – IHS Markit
https://www.ihs.com/[...]
2018-04-08
[9]
서적
Diamines and Higher Amines, Aliphatic
[10]
논문
The Rise and Fall of Tetraethyllead. 2
[11]
문서
1,2-Dichoroethane MSDS
http://hazard.com/ms[...]
Mallinckrodt Chemicals
2008-05-19
[12]
논문
The quest for microbial reductive dechlorination of C2 to C4 chloroalkanes is warranted
2003-03-25
[13]
웹사이트
Toxic Christmas: Plastic Ornaments May Pollute Your Air
https://web.archive.[...]
2018-04-08
[14]
논문
Emissions of 1, 2-Dichloroethane from Holiday Decorations as a Source of Indoor Air Contamination
2010
[15]
서적
農薬毒性の事典 改訂版
三省堂
[16]
문서
국제簡潔評価文書 1,2-ジクロロエタン
https://www.nihs.go.[...]
[17]
웹인용
Standard Abbreviations and Acronyms
http://pubs.acs.org/[...]
[18]
간행물
PGCH
[19]
간행물
Ethylene dichloride
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