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염화철(Ⅲ) 존재하에서 벤젠이나 클로로벤젠에 염소를 가하여 얻는다. 3개의 이성질체는 모두 무색이며, 물보다 밀도가 크고 물과 섞이지 않는다. 염화철(Ⅲ) 존재하에서 벤젠과 염소를 반응시키면 벤젠에 있는 수소가 떨어져나오고 그 자리에 염소가 결합한다.

처음 생성되는 화합물은 클로로벤젠이며 염소와 계속 반응시키면 o-와 p-디클로로벤젠이 만들어지나, m-이성질체는 거의 만들어지지 않는다. o-와 P-이성질체는 분별냉각 방법을 이용하여 분리할 수 있다. 혼합물을 냉각시키면 P-이성질체는 결정화되지만 o-이성질체는 액체로 남아 있기 때문에 이 액체를 따라내면 된다. m-디클로로벤젠은 나머지 2개의 이성질체를 염화알루미늄 존재하에서 압력을 걸어주고 가열하면 얻을 수 있다.

염화철(Ⅲ) 또는 이와 유사한 촉매를 사용하지 않고 강한 빛을 쪼여주면 클로로벤젠이나 폴리클로로벤젠 대신 육염화벤젠이 만들어진다(→ 염소화).

o-디클로로벤젠(1, 2-디클로로벤젠)은 유동성 액체로서 용매, 살충제, 다른 화학약품 특히 염료 중간체의 합성원료로 쓰인다. m-디클로로벤젠(1, 3-디클로로벤젠) 역시 액체이다. P-디클로로벤젠(1, 4-디클로로벤젠)은 결정성 고체로 장뇌와 비슷한 강한 냄새가 나고 좀약으로 널리 사용된다.

P-디클로로벤젠은 이성질체 중에서 가장 쉽게 분리되기 때문에 1864년 가장 먼저 발표되었고, o-와 m-이성질체는 1875년에 알려졌다.