Способи отримання/>.
1 . Одержання галогенбензолів. При нагріванні хлорбензолу і гідроксиду натрію під тиском одержують фенолят натрію, при подальшій обробці якого утворюється кислотою фенол:
З 6 Н 5 ― З l + 2 NaOH → C 6 H 5 - ONa + NaCl + Н 2 О.
2. При каталітичному окисненні ізопропілбензолу (кумолу) киснем повітря утворюються фенол та ацетон:
(1)
Це – основний промисловий спосібодержання фенолу.
3. Одержання ароматичних сульфокислот. Реакція проводиться при сплавленні сульфокислот із лугами. Спочатку феноксиди, що утворюються, обробляють сильними кислотами для отримання вільних фенолів. Метод зазвичай застосовують для отримання багатоатомних фенолів:
Хімічні властивості />. У фенолах p -орбіталь атома кисню утворює з ароматичним кільцем єдину p -Систему. Внаслідок такої взаємодії електронна щільність атома кисню зменшується, а в бензольному кільці підвищується. Полярність зв'язку О-Нзбільшується, і водень ВІН-групи стає більш реакційним і легко заміщається на метал навіть при дії лугів (на відміну від граничних одноатомних спиртів).
1. Кислотність фенолу значно вища, ніж у граничних спиртів; він реагує як із лужними металами:
З 6 Н 5 ВІН + Na → C 6 H 5 ONa + 1/2 H 2 ,
так і з їх гідроксидами (звідси старовинна назва "Карболова кислота"):
З 6 Н 5 ВІН + NaOH → C6H5ONa + Н2О.
Фенол, однак, є дуже слабкою кислотою. При пропущенні через розчин фенолятів вуглекислого чи сірчистого газів виділяється фенол; така реакція доводить, що фенол - слабкіша кислота, ніж вугільна і сірчиста:
C 6 H 5 ONa + СО 2 + Н 2 О → З 6 Н 5 ВІН + NaHCO 3 .
Кислотні властивості фенолів послаблюються при введенні в кільце заступників I роду та посилюються при введенні заступниківІІ роду.
2. Утворення складних ефірів. На відміну від спиртів, феноли не утворюють складних ефірів при дії на них карбонових кислот; для цього використовуються хлорангідриди кислот:
З 6 Н 5 ОН + СН 3 ― CO ― Cl → З 6 Н 5 ― О― СО― СН 3 + HCl.
3. Реакції електрофільного заміщення у фенолі протікають значно легше, ніж у ароматичних вуглеводнях. Оскільки ОН група є орієнтантом I роду, то молекулі фенолу збільшується реакційна здатність бензольного кільця в орто- і пара-положениях (при галогенуванні, нітруванні, поліконденсації тощо.). Так, при дії бромної води на фенол три атоми водню заміщаються на бром і утворюється осад 2,4,6-трибромфенолу:
(2)
Це – якісна реакція на фенол.
При нітруванні фенолу концентрованою азотною кислотою три атоми водню заміщаються на нітрогрупу, і утворюється 2,4,6-тринітрофенол (пікринова кислота):
При нагріванні фенолу з формальдегідом у присутності кислотних або основних каталізаторів відбувається реакція поліконденсації і утворюється фенолформальдегідна смола - високомолекулярна сполука з розгалуженою структурою типу:
4. Окислення. Феноли легко окислюються навіть під впливом кисню повітря. Так, при стоянні на повітрі фенол поступово забарвлюється в рожево-червоний колір. При енергійному окисненні фенолу хромовою сумішшю основним продуктом окиснення є хінон. Двохтомні феноли окислюються ще легше. При окисленні гідрохінону також утворюється хінон:
(3)
Насамкінець зазначимо, що для ідентифікації фенолу дуже часто використовується його реакція з розчином FeCl 3 ; при цьому утворюється комплексний іон фіолетового кольору. Поряд з реакцією (2), це якісна реакція на виявлення фенолу.
Застосування. Фенол використовують як напівпродукт при отриманні фенолформальдегідних смол, синтетичних волокон, барвників, лікарських засобів та багатьох інших цінних речовин. Пікринову кислоту застосовують у промисловості як вибухової речовини. Крезоли використовують як речовини з сильною дезінфікуючою дією.
Малишенкова Є., Шикула Є. МОУ ліцей № 102 м. Челябінська. / 2010г Хімія, 10Б.
ТБС. Залежність властивостей від будови.
Феноли (II)
Гідроксильна група у фенолі безпосередньо пов'язана з атомом вуглецю вуглеводневого радикалу фенілу, який впливає на неї. На відміну від радикалів граничних вуглеводнів, що є донорами електронів, бензольне кільце, точніше, його радикал C6H5-, званий фенілом, має особливість відтягувати до себе електрони, в даному випадку - від атомів кисню гідроксильної групи -ОН. Це призводить до появи на атомі водню гідроксильної групи позитивного заряду, що робить його більш рухомим у порівнянні з атомом водню в групі -ОН спиртів, а сама речовина фенол виявляє кислотні властивості.
У свою чергу, гідроксильна група впливає на радикал.Під впливом функціональної групи –ОН у бензольному кільці фенолу електронна щільність розподіляється нерівномірно: частковий негативний заряд зосереджений в атомів вуглецю, що у 2,4,6-положениях. Це полегшує реакцію заміщення атомів водню бензольного кільця саме у зазначених положеннях. В результаті реакцій заміщення одержують 2,4,6-похідні фенолу.
Фізичні властивості
Фенол – тверда безбарвна кристалічна речовина, низькоплавка, дуже гігроскопічна, з характерним запахом. На повітрі фенол окислюється. Мало розчинний у воді. Фенол легкоплавкий, температура плавлення 43°С. Фенол отруйний!
Хімічні властивості
Наявність у молекулі фенолу як гідроксильної групи, так і бензольного кільця у вуглеводневому радикалі фенілу обумовлює його хімічні властивості. Наявність групи -ОН в молекулі робить деякі його властивості схожими з властивостями спиртів.
Фенол реагує з лужними металами
На відміну від одноатомних спиртів, фенол реагує зі лугами.
Фенол реагує з бромною водою.
Фенол реагує з азотною кислотою.
Фенол реагує з воднем.
Фенол реагує із сірчаною кислотою.
Реакція фенолу із натрієм
Реакція фенолу з гідроксидом натрію
Реакція фенолу із бромною водою
Реакція фенолу з азотною кислотою
Реакції фенолу із сірчаною кислотою
Реакція фенолу із воднем
Якісні реакції на фенол /з бромною водою/
Реакція фенолу із хлоридом заліза (III 
Висновки
Феноли – похідні ароматичних вуглеводнів(Насамперед бензолу), в молекулах яких одна або кілька гідроксильних груп безпосередньо пов'язані з атомами вуглецю бензольного кільця.
Хімічні властивості фенолу обумовлені як функціональною групою -ОН, так і вуглеводневим ароматичним радикалом - феніл (С6Н5-). На властивості фенолу позначається взаємний вплив гідроксильної групи та бензольного ядра: на відміну від спиртів, він здатний взаємодіяти як слабка кислота з лугами, на відміну від бензолу, в реакціях заміщення атомів водню бензольного кільця фенол утворює 2,4,6-похідні тринітрофенол та ін.).
Гідроксибензол
Хімічні властивості
Що таке Фенол? Що це таке гідроксибензол? Згідно з Вікіпедією – це один із найпростіших представників свого класу ароматичних сполук. Феноли – це органічні ароматичні сполуки, в молекулах яких гідроксильної групи приєднані атоми вуглецю з ароматичного кільця. Загальна формулаФенолів: С6Н6n(ОН)n. Відповідно до стандартної номенклатури, органічні речовиницього ряду розрізняють за кількістю ароматичних ядер і ВІН-груп. Розрізняють одноатомні ареноли та гомологи, двоатомні орендіоли, терхатомні арентріоли та багатоатомні формули. Також Фенолам властиво мати низку просторових ізомерів. Наприклад, 1,2-дигідроксибензол (пірокатехін ), 1,4-дигідроксибензол (гідрохінон ) є ізомерами.
Спирти та Феноли відрізняються один від одного наявністю ароматичного кільця. Етанол є гомолог метанолу. На відміну від Фенолу, метанол взаємодіє з альдегідами і входить у реакції етерифікації. Твердження, що гомологи є метанол і Фенол невірно.
Його докладно розглянути структурну формулу Фенолу, можна відзначити, що молекула є диполь. При цьому бензольна кільце - негативний кінець, а група ВІН- Позитивний. Наявність гідроксильної групи зумовлює підвищення електронної густини в кільці. Неподілена пара електронів кисню вступає в пару з пі-системою кільця, а для атома кисню характерна sp2гібридизація. Атоми і атомні групи в молекулі мають сильний взаємний вплив один на одного, і це відбивається на фізичних і хімічних властивостях речовин.
Фізичні характеристики. Хімічна сполука має вигляд безбарвних голчастих кристалів, які рожевіють на повітрі, оскільки схильні до окислення. У речовини специфічний хімічний запах, воно помірно розчинне у воді, спиртах, лугу, ацетоні та бензолі. Молярна маса= 94,1 грамів на моль. Щільність = 1,07 м на літр. Кристали плавляться за 40-41 градусів Цельсія.
Із чим взаємодіє Фенол? Хімічні властивості Фенолу. У зв'язку з тим, що молекула сполуки міститься як ароматичне кільце, так і гідроксильну групу, воно виявляє деякі властивості спиртів і ароматичних вуглеводнів.
З чим реагує група ВІН? Речовина не виявляє сильних кислотних властивостей. Але є активнішим окислювачем, ніж спирти, на відміну етанолу взаємодіє з лугами утворюючи солі-феноляти. Реакція з гідроксидом натрію :С6Н5ОН + NaOH → C6H5ONa + H2O. Речовина вступає в реакцію з натрієм (металевим): 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2.
Фенол не реагує із карбоновими кислотами. Ефіри одержують при взаємодії солей фенолятів з галогенангідридами або ангідридами кислот. Для хімічної сполукине характерні реакції утворення простих ефірів. Ефіри утворюють феноляти при дії на них галогеналканів або галогенпохідних аренів. Гідроксибензол реагує з цинковим пилом, при цьому відбувається заміщення гідроксильної групи на Нрівняння реакції виглядає наступним чином: C6H5OH + Zn → C6H6 + ZnO.
Хімічна взаємодія по ароматичному кільцю. Для речовини характерні реакції електрофільного заміщення, алкілування, галогенування, ацилювання, нітрування та сульфування. Особливе значення має реакцій синтезу саліцилової кислоти: C6H5OH + CO2 → C6H4OH(COONa), протікає у присутності каталізатора гідроксиду натрію . Потім при дії утворюється.
Реакція взаємодії з бромною водою є якісною реакцією на фенол. C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br2OH + 3HBr. При бромуванні утворюється тверда біла речовина. 2,4,6-трибромфенол . Ще одна якісна реакція – з хлоридом заліза 3 . Рівняння реакції виглядає так: 6C6H5OH + FeCl3 → (Fe(C6H5OH)6)Cl3.
Реакція нітрування Фенолу: C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3 H2O. Для речовини також характерна реакція приєднання (гідрування) у присутності металевих каталізаторів, платини, оксиду алюмінію, хрому тощо. В результаті утворюються циклогексанол і циклогексанон .
Хімічна сполука піддається окисленню. Стійкість речовини значно нижча, ніж у бензолу. Залежно та умовами реакції та природи окислювача утворюються різні продукти реакції. Під впливом перекису водню у присутності заліза утворюється двухатомный Фенол; при дії діоксиду марганцю , хромової сумішіу підкисленому середовищі – пара-хінон.
Фенол реагує з киснем, реакція горіння: С6Н5ОН +7О2 → 6СО2 + 3Н2О. Також особливе значеннядля промисловості має реакція поліконденсації з формальдегідом (наприклад, метаналем ). Речовина входить у реакцію поліконденсації до того часу, доки не витрачено повністю одне із реагентів і утворюються величезні макромолекули. В результаті утворюються тверді полімери, фенолформальдегідні або формальдегідні смоли . Фенол не взаємодіє із метаном.
Отримання. На даний момент існують та активно застосовуються кілька методів синтезу гідроксибензолу. Кумольний спосіб отримання Фенолу є найпоширенішим із них. У такий спосіб синтезують близько 95% всього обсягу виробництва речовини. При цьому некаталітичне окислення повітря піддається кумол і утворюється гідропероксид кумолу . Отримане з'єднання розкладається під дією сірчаної кислоти на ацетон та Фенол. Додатковим побічним продуктом реакції є альфа-метилстирол .
Також з'єднання можна отримати при окисненні толуолу , проміжним продуктом реакції буде бензойна кислота . Таким чином синтезують близько 5% речовини. Решту сировини для різних потреб виділяють з кам'яновугільної смоли.
Як отримати бензол? Фенол можна отримати за допомогою реакції прямого окиснення бензолу NO2() з подальшим кислотним розкладанням гідропероксиду втор-бутилбензолу . Як із хлорбензолу отримати Фенол? Існує два варіанти отримання з хлорбензолу даної хімічної сполуки. Перший – реакція взаємодії з лугом, наприклад, з гідроксидом натрію . В результаті утворюється Фенол і кухонна сіль. Другий – реакція з водяною парою. Рівняння реакції виглядає так: C6H5-Cl + H2O → C6H5-OH + HCl.
Отримання бензолу з Фенолу. Для цього спочатку потрібно обробити бензол хлором (у присутності каталізатора), а потім додати до отриманого з'єднання луг (наприклад, NaOH). У результаті утворюється Фенол та .
Перетворення метан - ацетилен - бензол - хлорбензолможна здійснити в такий спосіб. Спочатку проводиться реакція розкладання метану при високій температурі 1500 градусів. ацетилену (С2Н2) та водню. Потім ацетилен при особливих умовах та високій температурі переводять у бензол . До бензолу додають хлор у присутності каталізатора. FeCl3, отримують хлорбензол та соляну кислоту: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl.
Одним із структурних похідних Фенолу є амінокислота, яка має важливе значення. біологічне значення. Цю амінокислоту можна розглянути у вигляді пара-заміщеного Фенолу або альфа-заміщеного пара-крезолу . Крізоли – досить поширені у природі поруч із полифенолами. Також вільну форму речовини можна виявити в деяких мікроорганізмах у рівноважному стані тирозином .
Гідроксибензол застосовується:
- при виробництві бісфенолу А , епоксидної смоли та полікарбонату ;
- для синтезу фенолформальдегідних смол, капрону, нейлону;
- у нафтопереробній промисловості, при селективному очищенні олій від ароматичних сполук сірки та смол;
- при виробництві антиоксидантів, поверхнево-активних речовин, крезолів , лек. препаратів, пестицидів та антисептичних препаратів;
- у медицині як антисептичний та знеболюючий засіб для місцевого використання;
- як консервант при виготовленні вакцин та копчених продуктів харчування, у косметології при проведенні глибокого пілінгу;
- для дезінфекції тварин у скотарстві.
Клас небезпеки. Фенол – вкрай токсична, отруйна, їдка речовина. При вдиханні летючої сполуки порушується робота центральної нервової системи, пари подразнюють слизову оболонку очей, шкіру, дихальні шляхи і викликають сильні хімічні опіки. При попаданні на шкіру речовина швидко всмоктується в кровотік і досягає тканин мозку, викликаючи параліч дихального центру. Смертельна доза прийому внутрішньо для дорослого становить від 1 до 10 грам.
Фармакологічна дія
Антисептичне, припікаюче.
Фармакодинаміка та фармакокінетика
Засіб виявляє бактерицидну активність по відношенню до аеробних бактерій, їх вегетативних форм та грибів. Практично не впливає на суперечки грибів. Речовина вступає у взаємодію Космосу з білковими молекулами мікробів і призводить до їх денатурації. Таким чином, порушується колоїдний стан клітини, значно підвищується її проникність, порушуються окисно-відновні реакції.
У водному розчині є чудовим дезінфікуючим засобом. При використанні 1,25% розчину практично мікроорганізми гинуть протягом 5-10 хвилин. Фенол, у певній концентрації надає припікаючу та подразнюючу дію на слизову оболонку. Бактерицидний ефект від застосування засобу посилюється із зростанням температури та кислотності.
При попаданні на поверхню шкіри, навіть якщо вона не пошкоджена, ліки швидко всмоктуються, проникають у системний кровотік. При системній абсорбції речовини спостерігається її токсична дія, переважно на центральну нервову системута дихальний центр у головному мозку. Близько 20% від прийнятої дози піддається окисленню, речовина та продукти його метаболізму виводяться за допомогою нирок.
Показання до застосування
Застосування Фенолу:
- для дезінфекції інструментів та білизни та дезінсекції;
- як консервант у деяких лек. засобах, вакцинах, свічках та сироватках;
- при поверхневих піодерміях , фолікуліті , фліктені , остіофолікуліті , сікозе , стрептококовому імпетіго ;
- для лікування запальних захворювань середнього вуха, ротової порожнини та глотки, пародонтиту , генітальних гострих кондилом .
Протипоказання
Речовину не використовують:
- при поширених ураженнях слизової оболонки чи шкіри;
- для лікування дітей;
- під час годування груддю та;
- при Фенол.
Побічні дії
Іноді лікарський засіб може спровокувати розвиток алергічних реакцій, свербіж, подразнення в місці нанесення та відчуття печіння.
Інструкція із застосування (Спосіб та дозування)
Консервацію лікарських препаратів, сироваток та вакцин проводять за допомогою 0,5% розчинів Фенолу.
Для зовнішнього застосування ліки використовують як мазі. Препарат наносять тонким шаром на уражені ділянки шкіри кілька разів на добу.
При лікуванні речовину використовують у формі 5% розчину. Препарат підігрівають та закопують по 10 крапель у уражене вухо на 10 хвилин. Потім необхідно видалити залишки ліків за допомогою вати. Процедуру повторюють двічі на день протягом 4 діб.
Препарати Фенолу для лікування ЛОР-захворювань використовують відповідно до рекомендацій в інструкції. Тривалість терапії – трохи більше 5 днів.
Для ліквідації гострих кондилом їх обробляють 60% розчином Фенолу або 40% розчином трикрезолу . Процедуру проводять один раз на 7 днів.
При дезинфекції білизни застосовують 1-2% розчини з урахуванням мила. За допомогою мильно-фенольного розчину обробляють приміщення. При дезінсекції використовуються фенольно-скипидарні та гасові суміші.
Передозування
При попаданні речовини на шкіру виникають печіння, почервоніння шкіри, анестезія ураженої ділянки. Поверхню обробляють рослинною олією або поліетиленгліколем . Проводять симптоматичну терапію.
Симптоми отруєння Фенолом у разі потрапляння всередину. Спостерігаються сильні болі в животі, глотці, у ротовій порожнині, потерпілого рве бурою масою, блідість шкіри, загальна слабкість і запаморочення
Засобом не можна обробляти великі ділянки шкіри.
Перед використанням речовини для дезінфекції предметів побуту їх необхідно механічно очистити, оскільки засіб абсорбується органічними сполуками. Після обробки речі можуть ще тривалий часзберігати специфічний запах.
Хімічну сполуку не можна використовувати для обробки приміщень для зберігання та приготування харчової продукції. Воно не впливає на фарбування та структуру тканини. Ушкоджує поверхні, вкриті лаком.
Дітям
Засіб не можна використовувати у педіатричній практиці.
При вагітності та лактації
Фенол не призначають під час годування груддю та при вагітності .
Препарати, які містять (Аналоги)
Збіги за кодом АТХ 4-го рівня:
Фенол входить до складу таких препаратів: Ферезол , Фенолу розчин у гліцерині , Фармасептик . Як консервант міститься в препаратах: Екстракт Беладонни , Набір для шкірної діагностики медикаментозної алергії , і так далі.
Хімічні властивості фенолів визначаються наявністю в молекулі гідроксильної групи та бензольного кільця.
Реакції з гідроксильної групи
Феноли, як і, як і аліфатичні спирти, мають кислими властивостями, тобто. здатні утворювати солі - феноляти. Однак вони сильніші кислоти і тому можуть взаємодіяти не тільки з лужними металами (натрій, літій, калій), але і з лугами та карбонатами:
Константа кислотності рК афенолу дорівнює 10. Висока кислотність фенолу пов'язана з акцепторною властивістю бензольного кільця ( ефект сполучення) і пояснюється резонансною стабілізацією фенолят-аніону, що утворюється. Негативний заряд на атомі кисню фенолят-аніону за рахунок ефекту сполучення може перерозподілятися по ароматичному кільцю, цей процес можна описати набором резонансних структур:
Жодна з цих структур окремо не визначає реального стану молекули, та їх використання дозволяє пояснювати багато реакцій.
Феноляти легко взаємодіють з галогеналканами та галогенангідридами:
Взаємодія солей фенолу з галогеналканами – реакція Оалкілування фенолів. Це спосіб отримання простих ефірів (реакція Вільямсона, 1852).
Фенол здатний взаємодіяти з галогенангідридами та ангідридами кислот з отриманням складних ефірів (О-ацилювання):
Реакція протікає при невеликих кількостях мінеральної кислоти або при нагріванні.
Реакції по бензольному кільцю
Гідроксил є електронодонорною групою та активує орто- І пара-Положення в реакціях електрофільного заміщення:
Галогенування
Галогенування фенолів дією галогенів або галогенуючих агентів протікає з великою швидкістю:
Нітрування
При дії азотної кислотив оцтовій кислоті(у присутності невеликої кількості сірчаної кислоти) на фенол виходить 2-нітрофенол:
Під впливом концентрованої азотної кислоти чи нітруючої суміші фенол інтенсивно окислюється, що зумовлює глибокої деструкції його молекули. При використанні розведеної азотної кислоти нітрування супроводжується сильним осмоленням, незважаючи на охолодження до 0°С і призводить до утворення про-і п-ізомерів з переважанням першого з них:
При нітруванні фенолу тетраоксидом діазоту в інертному розчиннику (бензол, дихлоретан) утворюється 2,4-дінітрофенол:
Нітрування останнього нітруючої сумішшю протікає легко і може служити методом синтезу пікринової кислоти:
Ця реакція йде із саморозігріванням.
Пікринову кислоту одержують також через стадію сульфування. Для цього обробляють фенол при 100°З надмірною кількістю сірчаної кислоти, отримують 2,4-дисульфопохідне, яке не виділяючи з реакційної місі обробляють димною азотною кислотою:
Введення двох сульфогруп (також як і нітрогруп) в бензольне ядро робить його стійким до окислюючої дії димної азотної кислоти, реакція не супроводжується осмолінням. Такий метод отримання пікринової кислоти зручний для виробництва у промисловому масштабі.
Сульфування . Сульфування фенолу в залежності від температури протікає в орто- або пара-становище:
Алкілювання та ацилювання за Фріделем-Крафтсом . Феноли утворюють з хлористим алюмінієм неактивні солі ArOAlCl 2 тому для алкілування фенолів як каталізаторів застосовують протонні кислоти (H 2 SO 4) або металооксидні каталізатори кислотного типу (Al 2 O 3). Це дозволяє використовувати як алкілуючі агенти тільки спирти та алкени:
Алкілювання протікає послідовно з утворенням моно-, ді-і тріалкілфенолів. Одночасно відбувається кислотно-каталізоване перегрупування з міграцією алкільних груп:
Конденсація з альдегідами та кетонами . При дії лужних або кислотних каталізаторів на суміш фенолу та альдегіду жирного ряду відбувається конденсація в о- І п-Положеннях. Ця реакція має дуже велике практичне значення, оскільки є основою отримання важливих пластичних мас і лакових основ. При звичайній температурі зростання молекули за рахунок конденсації йде в лінійному напрямку:
Якщо реакцію проводити при нагріванні, починається конденсація з утворенням розгалужених молекул:
В результаті приєднання по всіх доступних о- І п-положенням утворюється тривимірний термореактивний полімер - бакеліт.Бакеліт відрізняється високим електричним опором та термостійкістю. Це один із перших промислових полімерів.
Реакція фенолу з ацетоном у присутності мінеральної кислоти призводить до отримання бісфенолу:
Останній використовують для отримання епоксисполук.
Реакція Кольбе – Шмідта. Синтез фенілкарбонових кислот.
Феноляти натрію та калію реагують з вуглекислим газом, утворюючи залежно від температури орто- або пара-ізомери фенілкарбонових кислот:
Окислення
Фенол легко окислюється під дією хромової кислоти до п-бензохінону:
Відновлення
Відновлення фенолу циклогексанон використовують для отримання поліаміду (найлон-6,6)
1. Феноли- похідні ароматичних вуглеводнів, у молекулах яких гідроксильна група (ОН) безпосередньо пов'язана з атомами вуглецю в бензольному кільці.
2. Класифікація фенолів
Розрізняють одно-, дво-, триатомні феноли залежно від кількості ОН-груп у молекулі:
Відповідно до кількості конденсованих ароматичних циклів у молекулі розрізняють самі феноли (одне ароматичне ядро – похідні бензолу), нафтоли (2 конденсовані ядра – похідні нафталіну), антраноли (3 конденсовані ядра – похідні антрацену) та фенантроли:
3. Ізомерія та номенклатура фенолів
Можливі 2 типи ізомерії:
- ізомерія положення заступників у бензольному кільці
- ізомерія бічного ланцюга (будови алкільного радикала та числа радикалів)
Для фенолів широко використовують тривіальні назви, що склалися історично. У назвах заміщених моноядерних фенолів використовуються також приставки орто-,мета-і пара -,вживані в номенклатурі ароматичних сполук. Для складніших сполук нумерують атоми, що входять до складу ароматичних циклів і за допомогою цифрових індексів вказують положення заступників
4. Будова молекули
Фенільна група C 6 H 5 - і гідроксил-ВІН взаємно впливають один на одного
- неподілена електронна пара атома кисню притягується 6-ти електронною хмарою бензольного кільця, через що зв'язок О-Н ще сильніше поляризується. Фенол - більше сильна кислота, ніж вода та спирти.
- У бензольному кільці порушується симетричність електронної хмари, електронна щільність підвищується в положенні 2, 4, 6. Це робить більш реакційними зв'язку С-Нв положеннях 2, 4, 6. і зв'язку бензольного кільця.
5. Фізичні властивості
Більшість одноатомних фенолів за нормальних умов є безбарвними. кристалічні речовиниз невисокою температурою плавлення та характерним запахом. Феноли малорозчинні у воді, добре розчиняються в органічних розчинниках, токсичні, при зберіганні повітря поступово темніють внаслідок окислення.
Фенол C 6 H 5 OH (карболова кислота ) - безбарвна кристалічна речовина на повітрі окислюється і стає рожевою, при звичайній температурі обмежено розчинний у воді, вище 66 °C змішується з водою в будь-яких співвідношеннях. Фенол – токсична речовина, що викликає опіки шкіри, є антисептиком.
6. Токсичні властивості
Фенол отруйний. Викликає порушення функцій нервової системи. Пил, пари та розчин фенолу подразнюють слизові оболонки очей, дихальних шляхів, шкіру. Потрапляючи в організм, Фенол дуже швидко всмоктується навіть через непошкоджені ділянки шкіри і вже за кілька хвилин починає впливати на тканини головного мозку. Спочатку виникає короткочасне збудження, а потім параліч дихального центру. Навіть при дії мінімальних доз фенолу спостерігається чхання, кашель, біль голови, запаморочення, блідість, нудота, занепад сил. Тяжкі випадки отруєння характеризуються несвідомим станом, синюхою, утрудненням дихання, нечутливістю рогівки, швидким, ледь відчутним пульсом, холодним потом, нерідко судомами. Найчастіше фенол є причиною онкозахворювань.
7. Застосування фенолів
1. Виробництво синтетичних смол, пластмас, поліамідів
2. Лікарських препаратів
3. Барвників
4. Поверхнево-активні речовини
5. Антиоксидантів
6. Антисептиків
7. Вибухових речовин
8. Отримання фенолу в промисловості
1). Кумольний спосіб отримання фенолу (СРСР, Сергєєв П.Г., Удріс Р.Ю., Кружалов Б.Д., 1949). Переваги методу: безвідходна технологія (вихід корисних продуктів > 99%) та економічність. В даний час кумольний спосіб використовується як основний у світовому виробництві фенолу.
2). З кам'яновугільної смоли (як побічний продукт – вихід малий):
C 6 H 5 ONa+ H 2 SO 4 (розб) → С 6 H 5 – OH + NaHSO 4
фенолят натрію
(продукт обрачеревики смолиїдким натром)
3). З галогенбензолів :
З 6 H 5 -Cl + NaOH t , p→ З 6 H 5 – OH + NaCl
4). Сплавлення солей ароматичних сульфокислот з твердими лугами :
C 6 H 5 -SO 3 Na+ NaOH t → Na 2 SO 3 + 6 H 5 – OH
натрієва сіль
бензолсульфокислоти
9. Хімічні властивості фенолу (карболової кислоти)
I . Властивості гідроксильної групи
Кислотні властивості- Виражені яскравіше, ніж у граничних спиртів (забарвлення індикаторів не змінюють):
- З активними металами-
2C 6 H 5 -OH + 2Na → 2C 6 H 5 -ONa + H 2
фенолят натрію
- З лугами-
C 6 H 5 -OH + NaOH (водн. р-р)↔ C 6 H 5 -ONa + H 2 O
! Феноляти – солі слабкої карболової кислоти, що розкладаються вугільною кислотою –
C 6 H 5 -ONa + H 2 O +ЗO 2 → C 6 H 5 -OH + NaHCO 3
За кислотними властивостями фенол перевищує етанол у 10 6 разів. При цьому в стільки ж разів поступається оцтовій кислоті. На відміну від карбонових кислот, фенол не може витіснити вугільну кислоту з її солей.
C 6 H 5 - OH + NaHCO 3 = реакція не йде – чудово розчиняючись у водних розчинахлугів, він практично не розчиняється у водному розчині гідрокарбонату натрію.
Кислотні властивості фенолу посилюються під впливом пов'язаних з бензольним кільцем електроноакцепторних груп ( NO 2 - , Br - )
2,4,6-тринітрофенол або пікринова кислота сильніша за вугільну
II . Властивості бензольного кільця
1). Взаємний вплив атомів у молекулі фенолу проявляється у особливостях поведінки гидроксигруппы (див. вище), а й у більшої реакційної здатності бензольного ядра. Гідроксильна група підвищує електронну щільність в бензольному кільці, особливо в орто-і пара-положеннях (+ М-ефект ВІН-групи):
Тому фенол значно активніше за бензол вступає в реакції електрофільного заміщення в ароматичному кільці.
- Нітрування. Під дією 20% азотної кислоти HNO 3 фенол легко перетворюється на суміш орто-і пара-нітрофенолів:
При використанні концентрованої HNO 3 утворюється 2,4,6-тринітрофенол ( пікринова кислота):
- Галогенування. Фенол легко при кімнатній температурі взаємодіє з бромною водою з утворенням білого осаду 2,4,6-трибромфенолу (якісна реакція на фенол):
- Конденсація з альдегідами. Наприклад:
2). Гідрування фенолу
C 6 H 5 -OH + 3H 2 Ni, 170 ºC→ C 6 H 11 – OH циклогексиловий спирт (циклогексанол)