Существует два главных промышленных метода синтеза хлорэтана:
1) Путем гидрохлорирования этилена (этена).
2) Путем хлорирования этана.
В настоящее время более перспективным и экономически обоснованным признан второй способ. Реакция протекает таким образом:
С2Н6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl
Как и любая стандартная реакция галогенирования алканов, она протекает по т.н. «радикальному механизму». Для того, чтобы инициировать ее начало, смесь: алкан (в данном случае, этан) – галоген (в данном случае, хлор) надо подвергнуть интенсивному ультрафиолетовому облучению.
Под действием света молекула хлора распадается на радикалы. Эти радикалы тут же вступают во взаимодействие с молекулами этана, забирая у них атом водорода, в результате этого образуются этильные радикалы •С2Н5, которые, в свою очередь, разрушают молекулы хлора, образуя новые радикалы. То есть происходит своего рода «цепная реакция».
Повышение температуры увеличивает скорость хлорирования этана. Однако поскольку также возрастает «выход» других хлорсодержащих производных этана, что нежелательно, эту реакцию проводят при низких температурах, для максимально возможного получения целевого продукта.