Iegūšanas metodes/>.
1 . Pagatavošana no halobenzoliem. Karsējot hlorbenzolu un nātrija hidroksīdu zem spiediena, iegūst nātrija fenolātu, kuru tālāk apstrādājot ar skābi, veidojas fenols:
C6H5 - AR l + 2 NaOH → C 6 H 5 - ONa + NaCl + H 2 O.
2. Izopropilbenzola (kumena) katalītiskās oksidēšanas laikā ar atmosfēras skābekli veidojas fenols un acetons:
(1)
Šis ir galvenais rūpnieciskā metode fenola iegūšana.
3. Pagatavošana no aromātiskajām sulfonskābēm. Reakciju veic, sakausējot sulfonskābes ar sārmiem. Sākotnēji izveidotos fenoksīdus apstrādā ar stiprām skābēm, lai iegūtu brīvus fenolus. Šo metodi parasti izmanto, lai iegūtu daudzvērtīgus fenolus:
Ķīmiskās īpašības />. Fenolos p -skābekļa atoma orbitāle ar aromātisko gredzenu veido vienu vienību lpp - sistēma. Šīs mijiedarbības rezultātā skābekļa atoma elektronu blīvums samazinās un benzola gredzena blīvums palielinās. Polaritāte O-N savienojumi palielinās, un OH grupas ūdeņradis kļūst reaktīvāks un viegli aizvietojams ar metālu pat sārmu iedarbībā (atšķirībā no ierobežošanas vienvērtīgie spirti).
1. Fenola skābums ir ievērojami augstāks nekā piesātinātajiem spirtiem; tas reaģē gan ar sārmu metāliem:
C 6 H 5 OH + Na → C6H5ONa + 1/2 H2,
un ar to hidroksīdiem (tātad vecais nosaukums “karbolskābe”):
C 6 H 5 OH + NaOH → C6H5ONa + H2O.
Fenols tomēr ir ļoti vāja skābe. Kad oglekļa dioksīds vai sēra dioksīda gāzes tiek izlaistas caur fenolātu šķīdumu, izdalās fenols; Šī reakcija pierāda, ka fenols ir vājāka skābe nekā ogļskābes un sērskābes:
C 6 H 5 ONa + CO 2 + H 2 O → C 6 H 5 OH + NaHCO3.
Fenolu skābās īpašības vājina aizvietotāju ievadīšana gredzenā es veida un tiek uzlaboti, ieviešot aizvietotājus II veida.
2. Esteru veidošanās. Atšķirībā no spirtiem, fenoli, pakļaujot tiem, neveido esterus karbonskābes; Šim nolūkam izmanto skābes hlorīdus:
C 6 H 5 OH + CH 3 - CO ― Cl → C 6 H 5 - O - CO - CH 3 + HCl.
3. Elektrofīlās aizvietošanas reakcijas fenolā notiek daudz vieglāk nekā aromātiskajos ogļūdeņražos. Tā kā OH grupa ir pirmā veida orientējošais līdzeklis, palielinās benzola gredzena reaktivitāte fenola molekulas orto un para pozīcijās (halogenēšanas, nitrēšanas, polikondensācijas uc laikā). Tādējādi, broma ūdenim iedarbojoties uz fenolu, trīs ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar bromu un veidojas 2,4,6-tribromfenola nogulsnes:
(2)
Šī ir kvalitatīva reakcija uz fenolu.
Fenolu nitrējot ar koncentrētu slāpekļskābi, trīs ūdeņraža atomi tiek aizstāti ar nitrogrupu un veidojas 2,4,6-trinitrofenols (pikrīnskābe):
Karsējot fenolu ar formaldehīdu skābu vai bāzisku katalizatoru klātbūtnē, notiek polikondensācijas reakcija un veidojas fenola-formaldehīda sveķi - lielmolekulārs savienojums ar šāda veida sazarotu struktūru:
4. Oksidācija. Fenoli viegli oksidējas pat atmosfēras skābekļa ietekmē. Tādējādi, stāvot gaisā, fenols pamazām kļūst sārti sarkans. Fenola enerģiskās oksidēšanas laikā ar hroma maisījumu galvenais oksidācijas produkts ir hinons. Divatomu fenoli tiek oksidēti vēl vieglāk. Hidrohinona oksidēšana rada arī hinonu:
(3)
Noslēgumā mēs atzīmējam, ka fenola identificēšanai ļoti bieži tiek izmantota tā reakcija ar šķīdumu FeCl3 ; tas rada sarežģītu violetu jonu. Kopā ar reakciju (2) šī ir kvalitatīva reakcija fenola noteikšanai.
Pieteikums. Fenolu izmanto kā starpproduktu fenola-formaldehīda sveķu, sintētisko šķiedru, krāsvielu, medikamentu un daudzu citu vērtīgu vielu ražošanā. Pikrīnskābi rūpniecībā izmanto kā sprādzienbīstams. Krezolus izmanto kā vielas ar spēcīgu dezinfekcijas efektu./>
Malyshenkova E., Shikula E. Pašvaldības izglītības iestādes licejs Nr.102 Čeļabinskas. /2010 Ķīmija, 10B.
THS. Īpašību atkarība... no struktūras.
Fenoli (II)
Hidroksilgrupa fenolā ir tieši saistīta ar fenilogļūdeņraža radikāļa oglekļa atomu, kas to ietekmē. Atšķirībā no radikāļiem piesātinātie ogļūdeņraži, kas ir elektronu donori, benzola gredzenam, precīzāk, tā radikālim C6H5-, ko sauc par fenilu, piemīt spēja piesaistīt sev elektronus, šajā gadījumā no hidroksilgrupas –OH skābekļa atomiem. Tas noved pie pozitīva lādiņa parādīšanās hidroksilgrupas ūdeņraža atomā, kas padara to kustīgāku salīdzinājumā ar ūdeņraža atomu spirtu grupā –OH, un pašai fenola vielai piemīt skābas īpašības.
Savukārt, hidroksilgrupa ietekmē radikāli. Fenola benzola gredzenā funkcionālās grupas –OH ietekmē elektronu blīvums sadalās nevienmērīgi: uz oglekļa atomiem, kas atrodas 2,4,6-pozīcijās, koncentrējas daļējs negatīvs lādiņš. Tas atvieglo benzola gredzena ūdeņraža atomu aizvietošanas reakcijas precīzi norādītajās pozīcijās. Aizvietošanas reakciju rezultātā tiek iegūti 2,4,6-fenola atvasinājumi.
Fizikālās īpašības
Fenols ir cieta, bezkrāsaina, kristāliska viela, ar zemu kušanas temperatūru, ļoti higroskopiska, ar raksturīgu smaržu. Fenols oksidējas gaisā. Nedaudz šķīst ūdenī. Fenols ir kausējams, kušanas temperatūra 43°C. FENOLS IR TOKSIS!!!
Ķīmiskās īpašības
Gan hidroksilgrupas, gan benzola gredzena klātbūtne fenilogļūdeņraža radikālā fenola molekulā nosaka tā ķīmiskās īpašības. –OH grupas klātbūtne molekulā dod dažas tās īpašības līdzīgas spirtu īpašībām.
Fenols reaģē ar sārmu metāliem
Atšķirībā no vienvērtīgajiem spirtiem, fenols reaģē ar sārmiem.
Fenols reaģē ar broma ūdeni.
Fenols reaģē ar slāpekļskābi.
Fenols reaģē ar ūdeņradi.
Fenols reaģē ar sērskābi.
Fenola reakcija ar nātriju
Fenola reakcija ar nātrija hidroksīdu
Fenola reakcija ar broma ūdeni
Fenola reakcija ar slāpekļskābi
Fenola reakcijas ar sērskābi
Fenola reakcija ar ūdeņradi
Kvalitatīvas reakcijas uz fenolu /ar broma ūdeni/
Fenola reakcija ar dzelzs hlorīdu (III 
Secinājumi
Fenoli - atvasinājumi aromātiskie ogļūdeņraži(galvenokārt benzols), kuru molekulās viena vai vairākas hidroksilgrupas ir tieši saistītas ar benzola gredzena oglekļa atomiem.
Fenola ķīmiskās īpašības nosaka gan funkcionālā grupa -OH, gan ogļūdeņraža aromātiskais radikālis - fenils (C6H5-). Fenola īpašības ietekmē hidroksilgrupas un benzola gredzena savstarpējā ietekme: atšķirībā no spirtiem tas spēj mijiedarboties kā vāja skābe ar sārmiem, atšķirībā no benzola, benzola gredzena ūdeņraža atomu aizvietošanas reakcijās ar fenolu. veido 2,4,6-atvasinājumus (tribromfenolu, trinitrofenolu utt.).
Hidroksibenzols
Ķīmiskās īpašības
Kas ir fenols? Hidroksibenzols, kas tas ir? Saskaņā ar Wikipedia, šis ir viens no vienkāršākajiem aromātisko savienojumu klases pārstāvjiem. Fenoli ir organiski aromātiski savienojumi, kuru molekulās oglekļa atomi no aromātiskā gredzena ir saistīti ar hidroksilgrupu. Vispārējā formula Fenoli: C6H6n(OH)n. Saskaņā ar standarta nomenklatūru, organisko vieluŠī sērija izceļas ar aromātisko kodolu skaitu un VIŅŠ- grupas. Ir monoatomiskie arenoli un homologi, diatomiskie arenēdioli, terchatom arenetrioli un poliatomu formulas. Fenoliem mēdz būt arī vairāki telpiskie izomēri. Piemēram, 1,2-dihidroksibenzols (pirotehīns ), 1,4-dihidroksibenzols (hidrohinons ) ir izomēri.
Alkoholi un fenoli atšķiras viens no otra ar aromātiskā gredzena klātbūtni. Etanols ir metanola homologs. Atšķirībā no fenola, metanols mijiedarbojas ar aldehīdiem un iesaistās esterifikācijas reakcijās. Apgalvojums, ka metanols un fenols ir homologi, ir nepareizs.
Ja mēs detalizēti apsveram fenola strukturālo formulu, mēs varam atzīmēt, ka molekula ir dipols. Šajā gadījumā benzola gredzens ir negatīvais gals un grupa VIŅŠ-pozitīvs. Hidroksilgrupas klātbūtne izraisa elektronu blīvuma palielināšanos gredzenā. Vientuļais skābekļa elektronu pāris nonāk konjugācijā ar gredzena pi-sistēmu, un skābekļa atomu raksturo sp2 hibridizācija. Atomiem un atomu grupām molekulā ir spēcīga savstarpēja ietekme vienam uz otru, un tas atspoguļojas vielu fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās.
Fizikālās īpašības. Ķīmiskajam savienojumam ir bezkrāsaini adatveida kristāli, kas gaisā kļūst sārti, jo tie ir jutīgi pret oksidēšanos. Vielai ir specifiska ķīmiska smaka, tā vidēji šķīst ūdenī, spirtos, sārmos, acetonā un benzolā. Molārā masa= 94,1 grami uz molu. Blīvums = 1,07 g litrā. Kristāli kūst 40-41 grādi pēc Celsija.
Ar ko fenols mijiedarbojas? Fenola ķīmiskās īpašības. Sakarā ar to, ka savienojuma molekula satur gan aromātisku gredzenu, gan hidroksilgrupu, tai piemīt dažas spirtu un aromātisko ogļūdeņražu īpašības.
Kā grupa reaģē? VIŅŠ? Vielai nepiemīt spēcīgas skābas īpašības. Bet atšķirībā no etanola tas ir aktīvāks oksidētājs, tas mijiedarbojas ar sārmiem, veidojot fenolāta sāļus. Reakcija ar nātrija hidroksīds :C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O. Viela reaģē ar nātrijs (metāls): 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2.
Fenols nereaģē ar karbonskābēm. Esterus iegūst, fenolāta sāļus reaģējot ar skābes halogenīdiem vai skābes anhidrīdiem. Priekš ķīmiskais savienojumsĒteru veidošanās reakcijas nav raksturīgas. Esteri veido fenolātus, ja tie tiek pakļauti halogēnalkāniem vai halogenētiem arēniem. Hidroksibenzols reaģē ar cinka putekļiem, un hidroksilgrupa tiek aizstāta ar N, reakcijas vienādojums ir šāds: C6H5OH + Zn → C6H6 + ZnO.
Ķīmiskā mijiedarbība ar aromātisko gredzenu. Vielu raksturo elektrofīlās aizvietošanas, alkilēšanas, halogenēšanas, acilēšanas, nitrēšanas un sulfonēšanas reakcijas. Īpaši svarīgas ir salicilskābes sintēzes reakcijas: C6H5OH + CO2 → C6H4OH(COONa), notiek katalizatora klātbūtnē nātrija hidroksīds . Tad pēc iedarbības tas veidojas.
Mijiedarbības reakcija ar broma ūdens ir kvalitatīva reakcija uz fenolu. C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br2OH + 3HBr. Bromēšana rada baltu cietu vielu - 2,4,6-tribromfenols . Vēl viena kvalitatīva reakcija – ar dzelzs hlorīds 3 . Reakcijas vienādojums ir šāds: 6C6H5OH + FeCl3 → (Fe(C6H5OH)6)Cl3.
Fenola nitrēšanas reakcija: C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3 H2O. Vielu raksturo arī pievienošanas reakcija (hidrogenēšana) metāla katalizatoru, platīna, alumīnija oksīda, hroma utt. klātbūtnē. Rezultātā cikloheksanols Un cikloheksanons .
Ķīmiskais savienojums tiek oksidēts. Vielas stabilitāte ir ievērojami zemāka nekā benzolam. Atkarībā no reakcijas apstākļiem un oksidētāja īpašībām veidojas dažādi reakcijas produkti. Ūdeņraža peroksīda ietekmē dzelzs klātbūtnē veidojas diatomiskais fenols; pēc darbības mangāna dioksīds , hroma maisījums paskābinātā vidē – parahinons.
Fenols reaģē ar skābekli, degšanas reakcija: C6H5OH +7O2 → 6CO2 + 3H2O. Arī īpaša nozīme rūpniecībai ir polikondensācijas reakcija ar formaldehīds (Piemēram, metanalems ). Viela nonāk polikondensācijas reakcijā, līdz viena no reaģentiem ir pilnībā iztērēta un veidojas milzīgas makromolekulas. Tā rezultātā veidojas cietie polimēri, fenolformaldehīds vai formaldehīda sveķi . Fenols nesadarbojas ar metānu.
Kvīts. Šobrīd pastāv un tiek aktīvi izmantotas vairākas hidroksibenzola sintēzes metodes. Visizplatītākā no tām ir kumēna metode fenola iegūšanai. Tādā veidā tiek sintezēti aptuveni 95% no kopējā vielas ražošanas apjoma. Šajā gadījumā tas tiek nekatalītiski oksidēts ar gaisu. kumēns un veidojas kumēna hidroperoksīds . Iegūtais savienojums sadalās, pakļaujoties sērskābe ieslēgts acetons un fenols. Papildu reakcijas blakusprodukts ir alfa metilstirols .
Savienojumu var iegūt arī oksidējot toluols , reakcijas starpprodukts būs benzoskābe . Tādējādi tiek sintezēti aptuveni 5% vielas. Visas pārējās izejvielas dažādām vajadzībām ir izolētas no akmeņogļu darvas.
Kā iegūt no benzola? Fenolu var iegūt, izmantojot tiešu benzola oksidācijas reakciju NO2() ar turpmāku skābes sadalīšanos sek-butilbenzola hidroperoksīds . Kā iegūt fenolu no hlorbenzola? Ir divas iespējas iegūt no hlorbenzols šī ķīmiskā savienojuma. Pirmais ir mijiedarbības reakcija ar sārmu, piemēram, ar nātrija hidroksīds . Tā rezultātā veidojas fenols un galda sāls. Otrais ir reakcija ar ūdens tvaikiem. Reakcijas vienādojums ir šāds: C6H5-Cl + H2O → C6H5-OH + HCl.
Kvīts benzols no fenola. Lai to izdarītu, vispirms benzols jāapstrādā ar hloru (katalizatora klātbūtnē) un pēc tam iegūtajam savienojumam jāpievieno sārms (piemēram, NaOH). Tā rezultātā veidojas fenols.
Transformācija metāns - acetilēns - benzols - hlorbenzols var izdarīt šādi. Pirmkārt, metāna sadalīšanās reakcija tiek veikta augstā temperatūrā 1500 grādi pēc Celsija līdz plkst. acetilēns (С2Н2) un ūdeņradi. Tad acetilēns īpašos apstākļos un augstā temperatūrā tiek pārvērsts par benzols . Hloru pievieno benzolam katalizatora klātbūtnē FeCl3, iegūt hlorbenzolu un sālsskābe: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl.
Viens no fenola strukturālajiem atvasinājumiem ir aminoskābe, kurai ir svarīga bioloģiskā nozīme. Šo aminoskābi var uzskatīt par para-aizvietotu fenolu vai alfa-aizvietotu para-krezols . Krezoli – diezgan izplatīts dabā kopā ar polifenoliem. Arī vielas brīvā forma var atrasties dažos mikroorganismos līdzsvarā ar tirozīns .
Hidroksibenzolu izmanto:
- ražošanas laikā bisfenols A , epoksīdsveķi un polikarbonāts ;
- fenola-formaldehīda sveķu sintēzei, neilons, neilons;
- naftas pārstrādes rūpniecībā eļļu selektīvai attīrīšanai no aromātiskajiem sēra savienojumiem un sveķiem;
- antioksidantu, virsmaktīvo vielu ražošanā, krezoli , lek. zāles, pesticīdi un antiseptiķi;
- medicīnā kā antiseptisks un pretsāpju līdzeklis vietējai lietošanai;
- kā konservants vakcīnu un kūpinātu pārtikas produktu ražošanā, kosmetoloģijā dziļā pīlinga laikā;
- dzīvnieku dezinfekcijai liellopu audzēšanā.
Bīstamības klase. Fenols ir ārkārtīgi toksiska, indīga, kodīga viela. Ieelpojot gaistošu savienojumu, tiek traucēta centrālās nervu sistēmas darbība, tvaiki kairina acu, ādas un elpceļu gļotādas un izraisa smagus ķīmiskus apdegumus. Saskaroties ar ādu, viela ātri uzsūcas asinsritē un nonāk smadzeņu audos, izraisot elpošanas centra paralīzi. Nāvējošā deva, lietojot iekšķīgi pieaugušajiem, ir no 1 līdz 10 gramiem.
Farmakoloģiskā darbība
Antiseptisks, cauterizing.
Farmakodinamika un farmakokinētika
Produktam piemīt baktericīda iedarbība pret aerobām baktērijām, to veģetatīvām formām un sēnītēm. Praktiski neietekmē sēnīšu sporas. Viela mijiedarbojas ar mikrobu olbaltumvielu molekulām un noved pie to denaturācijas. Tādējādi tiek izjaukts šūnas koloidālais stāvoklis, ievērojami palielinās tās caurlaidība un tiek traucētas redoksreakcijas.
Ūdens šķīdumā tas ir lielisks dezinfekcijas līdzeklis. Lietojot 1,25% šķīdumu, praktiski mikroorganismi iet bojā 5-10 minūšu laikā. Noteiktā koncentrācijā fenolam ir cauterizing un kairinoša iedarbība uz gļotādu. Produkta lietošanas baktericīda iedarbība palielinās, palielinoties temperatūrai un skābumam.
Saskaroties ar ādas virsmu, pat ja tā nav bojāta, zāles ātri uzsūcas un iekļūst sistēmiskajā asinsritē. Pēc vielas sistēmiskas uzsūkšanās tiek novērota tās toksiskā iedarbība, galvenokārt uz centrālo nervu sistēma un elpošanas centrs smadzenēs. Apmēram 20% no uzņemtās devas tiek pakļauti oksidācijai un tās vielmaiņas produkti tiek izvadīti caur nierēm.
Lietošanas indikācijas
Fenola pielietojums:
- instrumentu un veļas dezinfekcijai un dezinsekcijai;
- kā konservants dažos medikamentos. produkti, vakcīnas, svecītes un serumi;
- par virspusēju piodermija , folikulīts , konflikts , ostiofolikulīts , sikoze , streptokoku impetigo ;
- vidusauss, mutes dobuma un rīkles iekaisuma slimību ārstēšanai, periodontīts , dzimumorgānu norādīja kondilomas .
Kontrindikācijas
Viela netiek izmantota:
- ar plašiem gļotādas vai ādas bojājumiem;
- bērnu ārstēšanai;
- zīdīšanas laikā un;
- pie fenola.
Blakusparādības
Dažreiz zāles var izraisīt alerģisku reakciju attīstību, niezi, kairinājumu lietošanas vietā un dedzinošu sajūtu.
Lietošanas instrukcija (metode un devas)
Zāļu, serumu un vakcīnu konservēšana tiek veikta, izmantojot 0,5% fenola šķīdumus.
Ārējai lietošanai zāles lieto ziedes veidā. Zāles tiek uzklātas plānā kārtā uz skartajām ādas vietām vairākas reizes dienā.
Ārstēšanai vielu izmanto 5% šķīduma veidā. Zāles karsē un 10 minūtes iepilina skartajā ausī 10 pilienus. Tad jums ir jānoņem atlikušās zāles, izmantojot vati. Procedūru atkārto 2 reizes dienā 4 dienas.
Fenola preparātus ENT slimību ārstēšanai lieto saskaņā ar instrukcijā sniegtajiem ieteikumiem. Terapijas ilgums nav ilgāks par 5 dienām.
Lai novērstu dzēlīgo kondilomas tos apstrādā ar 60% fenola šķīdumu vai 40% šķīdumu trikrezols . Procedūra tiek veikta reizi 7 dienās.
Dezinficējot veļu, izmantojiet 1-2% šķīdumus uz ziepju bāzes. Izmantojot ziepju-fenola šķīdumu, apstrādājiet telpu. Dezinsekcijai izmanto fenola-terpentīna un petrolejas maisījumus.
Pārdozēšana
Vielai nokļūstot uz ādas, rodas dedzinoša sajūta, ādas apsārtums un skartās vietas anestēzija. Virsmu apstrādā ar augu eļļu vai polietilēnglikols . Tiek veikta simptomātiska terapija.
Fenola saindēšanās simptomi, ja tas tiek norīts. Ir stipras sāpes vēderā, rīklē un mutē, cietušais vemj brūnu masu, bāla āda, vispārējs vājums un reibonis
Produktu nedrīkst lietot uz lielām ādas vietām.
Pirms vielas lietošanas sadzīves priekšmetu dezinfekcijai tie ir mehāniski jātīra, jo produkts tiek absorbēts ar organiskiem savienojumiem. Pēc apstrādes lietas var vēlēties ilgu laiku saglabāt specifisku smaržu.
Ķīmisko savienojumu nevar izmantot, lai apstrādātu telpas pārtikas produktu uzglabāšanai un pagatavošanai. Tas neietekmē auduma krāsu vai struktūru. Bojā lakotās virsmas.
Bērniem
Produktu nevar izmantot pediatrijas praksē.
Grūtniecības un laktācijas laikā
Fenols nav parakstīts zīdīšanas laikā un laikā grūtniecība .
Zāles, kas satur (analogus)
4. līmeņa ATX kods atbilst:
Fenols ir iekļauts šādās narkotikās: Feresol , Fenola šķīdums glicerīnā , Farmaceitiskā . Sastāvā preparātos kā konservants: Belladonna ekstrakts , Ādas diagnostikas komplekts zāļu alerģijām , un tā tālāk.
Fenolu ķīmiskās īpašības nosaka hidroksilgrupas un benzola gredzena klātbūtne molekulā.
Reakcijas pēc hidroksilgrupas
Fenoliem, tāpat kā alifātiskajiem spirtiem, piemīt skābas īpašības, t.i. spēj veidot sāļus - fenolāti. Tomēr tās ir stiprākas skābes un tāpēc var mijiedarboties ne tikai ar sārmu metāliem (nātriju, litiju, kāliju), bet arī ar sārmiem un karbonātiem:
Skābuma konstante rK A fenols ir vienāds ar 10. Fenola augstais skābums ir saistīts ar benzola gredzena akceptora īpašību ( savienojuma efekts), un tas ir izskaidrojams ar iegūtā fenolāta anjona rezonanses stabilizāciju. Fenolāta anjona skābekļa atoma negatīvais lādiņš var tikt pārdalīts visā aromātiskajā gredzenā, pateicoties konjugācijas efektam, šo procesu var aprakstīt ar rezonanses struktūru kopumu:
Neviena no šīm struktūrām atsevišķi neapraksta molekulas faktisko stāvokli, taču to izmantošana ļauj izskaidrot daudzas reakcijas.
Fenolāti viegli mijiedarbojas ar haloalkāniem un skābju halogenīdiem:
Fenola sāļu mijiedarbība ar haloalkāniem ir fenolu O-alkilēšanas reakcija. Šī ir ēteru sagatavošanas metode (Williamson reakcija, 1852).
Fenols spēj reaģēt ar skābes halogenīdiem un anhidrīdiem, veidojot esterus (O-acilēšana):
Reakcija notiek neliela daudzuma minerālskābes klātbūtnē vai karsējot.
Reakcijas uz benzola gredzenu
Hidroksilgrupa ir elektronu donoru grupa un aktivizējas orto- Un pāri- pozīcijas elektrofīlās aizvietošanas reakcijās:
Halogenēšana
Fenolu halogenēšana, iedarbojoties ar halogēniem vai halogenētājiem, notiek lielā ātrumā:
Nitrēšana
Kad darbojas slāpekļskābe V etiķskābe(neliela daudzuma sērskābes klātbūtnē) uz fenolu iegūst 2-nitrofenolu:
Koncentrētas slāpekļskābes vai nitrēšanas maisījuma iedarbībā fenols tiek intensīvi oksidēts, kas noved pie tā molekulas dziļas iznīcināšanas. Lietojot atšķaidītu slāpekļskābi, nitrēšanu pavada spēcīga darvas veidošanās, neskatoties uz atdzesēšanu līdz 0°C, un tas izraisa veidošanos O- Un p- izomēri, kuros dominē pirmais no tiem:
Fenolu nitrējot ar slāpekļa tetroksīdu inertā šķīdinātājā (benzolā, dihloretānā), veidojas 2,4-dinitrofenols:
Pēdējo nitrēšana ar nitrēšanas maisījumu norit viegli un var kalpot kā pikrinskābes sintēzes metode:
Šī reakcija notiek ar pašsildīšanu.
Pikrīnskābi iegūst arī sulfonēšanas posmā. Lai to paveiktu, fenolu apstrādā 100°C temperatūrā ar lieko sērskābes daudzumu, iegūst 2,4-disulfoatvasinājumu, ko apstrādā ar kūpošu slāpekļskābi, neizdalot to no reakcijas maisījuma:
Divu sulfogrupu (kā arī nitrogrupu) ievadīšana benzola gredzenā padara to izturīgu pret kūpošās slāpekļskābes oksidējošo darbību. Reakciju nepavada darvas veidošanās. Šī pikrīnskābes iegūšanas metode ir ērta ražošanai rūpnieciskā mērogā.
Sulfonēšana . Fenola sulfonēšana atkarībā no temperatūras notiek iekšā orto- vai pāri- pozīcija:
Alkilēšana un acilēšana saskaņā ar Friedel-Crafts . Fenoli veido neaktīvus sāļus ArOAlCl 2 ar alumīnija hlorīdu, tāpēc par fenolu alkilēšanas katalizatoriem izmanto protoniskās skābes (H 2 SO 4) vai skābes tipa metālu oksīdu katalizatorus (Al 2 O 3). Tas ļauj kā alkilētājus izmantot tikai spirtus un alkēnus:
Alkilēšana notiek secīgi, veidojot mono-, di- un trialkilfenolus. Tajā pašā laikā ar alkilgrupu migrāciju notiek skābes katalizēta pārkārtošanās:
Kondensācija ar aldehīdiem un ketoniem . Kad sārmaini vai skābes katalizatori iedarbojas uz fenola un taukskābju aldehīda maisījumu, notiek kondensācija. O- Un n- noteikumi. Šai reakcijai ir ļoti liela praktiska nozīme, jo tā ir svarīgu plastmasas un laku bāzes ražošanas pamatā. Parastā temperatūrā molekulas augšana kondensācijas dēļ notiek lineārā virzienā:
Ja reakciju veic ar karsēšanu, kondensācija sākas ar sazarotu molekulu veidošanos:
Pievienošanās rezultātā visiem pieejamajiem O- Un n-pozīcijas, veidojas trīsdimensiju termoreaktījošs polimērs – bakelīts. Bakelītam ir augsta elektriskā pretestība un karstumizturība. Šis ir viens no pirmajiem rūpnieciskajiem polimēriem.
Fenola reakcija ar acetonu minerālskābes klātbūtnē izraisa bisfenola veidošanos:
Pēdējo izmanto, lai iegūtu epoksīda savienojumus.
Kolbes-Šmita reakcija. Fenilkarbonskābju sintēze.
Nātrija un kālija fenolāti reaģē ar oglekļa dioksīdu, veidojot fenilkarbonskābju orto- vai para-izomērus atkarībā no temperatūras:
Oksidācija
Fenolu viegli oksidē hromskābe līdz n- benzohinons:
Atveseļošanās
Fenola reducēšanu līdz cikloheksanonam izmanto, lai ražotu poliamīdu (neilons-6,6)
1. Fenoli- aromātisko ogļūdeņražu atvasinājumi, kuru molekulās hidroksilgrupa (-OH) ir tieši saistīta ar oglekļa atomiem benzola gredzenā.
2. Fenolu klasifikācija
Atkarībā no OH grupu skaita molekulā izšķir viena, divu un trīsvērtīgu fenolu:
Saskaņā ar kondensēto aromātisko gredzenu skaitu molekulā izšķir pašus fenolus (viens aromātiskais gredzens - benzola atvasinājumi), naftolus (2 kondensēti gredzeni - naftalīna atvasinājumi), antranolus (3 kondensēti gredzeni - antracēna atvasinājumi) un fenantrolus:
3. Fenolu izomērisms un nomenklatūra
Ir iespējami 2 izomērijas veidi:
- benzola gredzena aizvietotāju stāvokļa izomērija
- sānu ķēdes izomērija (alkilgrupas struktūra un radikāļu skaits)
Fenoliem plaši tiek izmantoti triviāli nosaukumi, kas attīstījušies vēsturiski. Aizvietoto mononukleāro fenolu nosaukumos tiek izmantoti arī prefiksi orto-,meta- Un pāris -, izmanto aromātisko savienojumu nomenklatūrā. Sarežģītākiem savienojumiem atomi, kas veido aromātiskos gredzenus, ir numurēti un aizvietotāju atrašanās vieta tiek norādīta, izmantojot digitālos indeksus.
4. Molekulas uzbūve
Fenilgrupa C 6 H 5 – un hidroksilgrupa –OH savstarpēji ietekmē viena otru
- Skābekļa atoma vientuļo elektronu pāri pievelk benzola gredzena 6 elektronu mākonis, kā dēļ O-H saite ir vēl vairāk polarizēta. Fenols - vairāk stipra skābe nekā ūdens un spirti.
- Benzola gredzenā tiek izjaukta elektronu mākoņa simetrija, palielinās elektronu blīvums pozīcijās 2, 4, 6. Tas padara tos reaktīvākus S-N savienojumi 2., 4., 6. pozīcijās un – benzola gredzena saites.
5. Fizikālās īpašības
Lielākā daļa vienvērtīgo fenolu normālos apstākļos ir bezkrāsaini. kristāliskas vielas ar zemu kušanas temperatūru un raksturīgu smaržu. Fenoli nedaudz šķīst ūdenī, viegli šķīst organiskajos šķīdinātājos, toksiski un, uzglabājot gaisā, oksidācijas rezultātā pakāpeniski kļūst tumšāki.
Fenols C6H5OH (karbolskābe ) - bezkrāsaina kristāliska viela gaisā oksidējas un parastā temperatūrā slikti šķīst ūdenī, jebkurā proporcijā sajaucas ar ūdeni. Fenols ir toksiska viela, kas izraisa ādas apdegumus un ir antiseptisks līdzeklis.
6. Toksiskas īpašības
Fenols ir indīgs. Izraisa nervu sistēmas disfunkciju. Putekļi, tvaiki un fenola šķīdums kairina acu, elpceļu un ādas gļotādas. Nokļūstot organismā, fenols ļoti ātri uzsūcas pat caur neskartām ādas vietām un dažu minūšu laikā sāk ietekmēt smadzeņu audus. Pirmkārt, rodas īslaicīgs uztraukums un pēc tam elpošanas centra paralīze. Pat ja tiek pakļauti minimālām fenola devām, tiek novērota šķaudīšana, klepus, galvassāpes, reibonis, bālums, slikta dūša un spēka zudums. Smagos saindēšanās gadījumus raksturo bezsamaņa, cianoze, apgrūtināta elpošana, radzenes nejutīgums, ātrs, tikko manāms pulss, auksti sviedri, bieži vien krampji. Fenols bieži ir vēža cēlonis.
7. Fenolu pielietojums
1. Sintētisko sveķu, plastmasas, poliamīdu ražošana
2. Zāles
3. Krāsvielas
4. Virsmaktīvās vielas
5. Antioksidanti
6. Antiseptiķi
7. Sprāgstvielas
8. Fenola sagatavošana V nozare
1). Kumena metode fenola iegūšanai (PSRS, Sergejevs P.G., Ūdris R.Ju., Krūzalovs B.D., 1949). Metodes priekšrocības: bezatkritumu tehnoloģija (derīgo produktu raža > 99%) un izmaksu efektivitāte. Pašlaik kumēna metodi izmanto kā galveno metodi fenola globālajā ražošanā.
2). Izgatavots no akmeņogļu darvas (kā blakusprodukts - raža ir maza):
C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 (atšķaidīts) → C 6 H 5 – OH + NaHSO 4
nātrija fenolāts
(produkts nosveķu zābakikaustiskā soda)
3). No halobenzoliem :
C 6 H 5 -Cl + NaOH t , lpp→ C 6 H 5 – OH + NaCl
4). Aromātisko sulfonskābju sāļu saplūšana ar cietiem sārmiem :
C 6 H 5 -SO 3 Na+ NaOH t → Na 2 SO 3 + C 6 H 5 – OH
nātrija sāls
benzolsulfonskābes
9. Fenola (karbolskābes) ķīmiskās īpašības
es . Hidroksilgrupas īpašības
Skābes īpašības– izteikts skaidrāk nekā piesātinātajos spirtos (rādītāju krāsa nemainās):
- Ar aktīviem metāliem-
2C6H5-OH + 2Na → 2C6H5-ONa + H2
nātrija fenolāts
- Ar sārmiem-
C6H5-OH + NaOH (ūdens šķīdums)↔ C 6 H 5 -ONa + H 2 O
! Fenolāti ir vājas karbolskābes sāļi, kurus sadala ogļskābe -
C6H5-ONa+H2O+ARO2 → C6H5-OH + NaHCO3
Pēc skābuma īpašībām fenols ir 10 6 reizes pārāks par etanolu. Tajā pašā laikā tas ir tikpat reižu zemāks par etiķskābi. Atšķirībā no karbonskābēm, fenols nevar izspiest ogļskābi no tā sāļiem
C 6 H 5 - Ak! + NaHCO 3 = reakcija nenotiek - lieliski izšķīst ūdens šķīdumi sārmiem, tas praktiski nešķīst nātrija bikarbonāta ūdens šķīdumā.
Fenola skābās īpašības tiek uzlabotas elektronu izvelkošo grupu ietekmē, kas saistītas ar benzola gredzenu ( NĒ 2 - , Br - )
2,4,6-trinitrofenols jeb pikrīnskābe ir stiprāka par ogļskābi
II . Benzola gredzena īpašības
1). Atomu savstarpējā ietekme fenola molekulā izpaužas ne tikai hidroksigrupas uzvedībā (skat. iepriekš), bet arī benzola gredzena lielākā reaktivitātē. Hidroksilgrupa palielina elektronu blīvumu benzola gredzenā, īpaši orto- Un pāris- pozīcijas (+ M-OH grupas efekts):
Tāpēc fenols ir daudz aktīvāks nekā benzols elektrofīlās aizvietošanas reakcijās aromātiskajā gredzenā.
- Nitrēšana. 20% slāpekļskābes HNO 3 ietekmē fenols viegli pārvēršas maisījumā orto- Un pāris- nitrofenoli:
Ja izmanto koncentrētu HNO3, 2,4,6-trinitrofenols ( pikrīnskābe):
- Halogenēšana. Fenols viegli reaģē ar broma ūdeni istabas temperatūrā, veidojot baltas 2,4,6-tribromfenola nogulsnes (kvalitatīva reakcija uz fenolu):
- Kondensācija ar aldehīdiem. Piemēram:
2). Fenola hidrogenēšana
C6H5-OH + 3H2 Ni, 170ºC→ C6H11 – OH cikloheksilspirts (cikloheksanols)