Monohidriniai fenoliai yra skaidrūs skysčiai arba kristalinės medžiagos, dėl oksidacijos dažnai nusidažo rausvai raudonai. Tai yra nuodai ir, patekę ant odos, sukelia nudegimus. Jie naikina daugybę mikroorganizmų, tai yra, turi dezinfekuojančių ir antiseptinių savybių. Fenolių tirpumas vandenyje yra mažas, jų virimo temperatūra yra gana aukšta dėl tarpmolekulinių vandenilio ryšių.

Fizinės savybės

Fenoliai mažai tirpsta vandenyje, bet gerai tirpsta alkoholyje, eteryje, benzene, su vandeniu sudaro kristalinius hidratus, distiliuojami garais. Ore pats fenolis lengvai oksiduojasi ir tamsėja. Pakaitų, tokių kaip halogenai, nitro grupės ir kt., įvedimas į fenolio molekulės para padėtį žymiai padidina junginių virimo ir lydymosi temperatūrą:

1 paveikslas.

Fenoliai yra polinės medžiagos, kurių dipolio momentas $\mu$ = 1,5-1,6 $D$. $EI$ vertė 8,5-8,6 eV rodo didesnes fenolių donorines savybes, palyginti su arenais, tokiais kaip benzenas (9,25 eV), toluenas (8,82 eV) ir etilbenzenas (8,76 eV). Taip yra dėl hidroksilo grupės sąveikos su benzeno žiedo $\pi$ ryšiais dėl teigiamo $OH$ grupės $M$ poveikio vyrauja jos neigiamas $I$ efektas.

Fenolių spektrinės charakteristikos

Sugerties maksimumas UV spektro dalyje fenoliui pasislenka link ilgesnių bangų maždaug 15 nm, palyginti su benzenu (batochrominis poslinkis) dėl $\pi$-elektronų deguonies dalyvavimo konjugacijoje su benzeno žiedu ir atsiranda 275 nm su puikia struktūra.

Fenolių, taip pat alkoholių, IR spektrai pasižymi intensyviomis $v_(OH)$ juostomis 3200-3600 cm$^(-1)$ ir 3600-3615 cm$^(-1)$ srityje. labai praskiesti tirpalai, tačiau $v_(c\_D)$ fenolių diapazonas yra apie 1230 cm$^(-1)$, priešingai nei 1220-1125 cm$^(-1)$ alkoholiams.

BMR spektruose fenolių $OH$ protono signalas pasireiškia plačiu diapazonu (4,0-12,0 ppm), lyginant su alkoholiais, priklausomai nuo tirpiklio pobūdžio ir koncentracijos, temperatūros ir tarp. - arba intramolekuliniai vandeniliniai ryšiai . Neretai $OH$ grupės protono signalas fiksuojamas 8,5-9,5 ppm. dimetilsulfokside arba 4,0-7,5 ppm, $CCl_4$.

Fenolio masės spektre pagrindinė suskaidymo kryptis yra $HCO$ ir $CO$ dalelių pašalinimas:

2 pav.

Jei fenolio molekulėje yra alkilo radikalų, pagrindinis procesas bus benzilo skilimas.

Cheminės fenolių savybės

Skirtingai nuo alkoholių, kuriems būdingos reakcijos, apimančios ir $O-H$ jungties (rūgščių-šarmų savybės, esterių susidarymas, oksidacija ir kt.) ir $C-O$ jungties skilimą (nukleofilinio pakeitimo, dehidratacijos, pertvarkymo reakcijos) ), fenoliams labiau būdingos pirmojo tipo reakcijos. Be to, jiems būdingos elektrofilinės pakeitimo reakcijos benzeno žiede, aktyvuotos elektronus dovanojančios hidroksilo grupės.

Chemines fenolių savybes lemia hidroksilo grupės ir benzeno žiedo tarpusavio įtaka.

Hidroksilo grupė turi $-I-$ ir + $M$ efektą. Pastarasis žymiai viršija $-I$ efektą, kuris lemia $n-\pi$-laisvųjų deguonies elektronų konjugaciją su benzeno branduolio $\pi$-orbitale. Dėl $n-\pi$-konjugacijos $C - O$ jungties ilgis, dipolio momento dydis ir ryšių sugerties juostų padėtis IR spektruose mažėja lyginant su etilo alkoholiu:

Kai kurios fenolio ir etanolio savybės:

3 pav.

$n-\pi$-Konjugacija sumažina elektronų tankį ant deguonies atomo, todėl fenoluose padidėja $O - H$ jungties poliškumas. Šiuo atžvilgiu fenolių rūgštinės savybės yra ryškesnės nei alkoholių. Didesnis fenolių rūgštingumas, palyginti su alkoholiais, taip pat paaiškinamas galimybe krūvį perkelti į fenolato anijoną, o tai reiškia, kad sistema stabilizuojasi:

4 pav.

Fenolio ir alkoholių rūgštingumo skirtumą rodo disociacijos konstanta. Palyginimui: Kd = 1,3 USD \cdot 10^ (-10) $ fenoliui ir Kd = 10 ^ (-18) $ etilo alkoholiui.

Todėl fenoliai, skirtingai nei alkoholiai, sudaro fenolatus ne tik su šarminiais metalais, bet ir sąveikaudami su šarmais:

5 pav.

Fenolio reakcija su šarminiais metalais yra gana smarki ir gali būti kartu su sprogimu.

Tačiau fenolis yra silpna rūgštis, silpnesnė net už anglies rūgštį ($K = 4,7 \cdot 10^(-7)$). Todėl anglies rūgštis išstumia fenolį iš fenolato tirpalo. Šios reakcijos naudojamos fenoliams, alkoholiams ar karboksirūgštims atskirti. Elektronus ištraukiančios grupės fenolio molekulėje žymiai sustiprina, o donorų grupės susilpnina fenolio hidroksilo rūgštines savybes.

Be to, fenolis pasižymi daugybe skirtingų krypčių reakcijų:

1. eterių ir esterių susidarymas;
2. alkilinimo ir acilinimo reakcijos;
3. oksidacijos reakcijos

4. elektrofilinės pakeitimo reakcijos aromatiniame žiede, įskaitant reakcijas:

   • halogeninimas,
   • sulfonavimas,
   • nitrozavimas,
   • formilinimas,
   • kondensacija su aldehidais ir ketonais,
   • karboksilinimas.

Hidroksibenzenas

Cheminės savybės

Kas yra fenolis? Hidroksibenzenas, kas tai? Anot Vikipedijos, tai vienas paprasčiausių savo aromatinių junginių klasės atstovų. Fenoliai yra organiniai aromatiniai junginiai, kurių molekulėse anglies atomai iš aromatinio žiedo yra prijungti prie hidroksilo grupės. Bendra fenolių formulė: C6H6n(OH)n. Pagal standartinę nomenklatūrą šios serijos organinės medžiagos išsiskiria aromatinių branduolių skaičiumi ir JIS- grupės. Yra monoatominių arenolių ir homologų, diatominių arenetriolių, terchatomų arenetriolių ir poliatominių formulių. Fenoliai taip pat turi daug erdvinių izomerų. Pavyzdžiui, 1,2-dihidroksibenzenas (pirotechinas ), 1,4-dihidroksibenzenas (hidrochinonas ) yra izomerai.

Alkoholiai ir fenoliai skiriasi vienas nuo kito tuo, kad yra aromatinis žiedas. Etanolis yra metanolio homologas. Skirtingai nuo fenolio, metanolis sąveikauja su aldehidais ir dalyvauja esterinimo reakcijose. Teiginys, kad metanolis ir fenolis yra homologai, yra neteisingas.

Jei išsamiai apsvarstysime fenolio struktūrinę formulę, galime pastebėti, kad molekulė yra dipolis. Šiuo atveju benzeno žiedas yra neigiamas galas ir grupė JIS- teigiamas. Hidroksilo grupės buvimas sukelia elektronų tankio padidėjimą žiede. Vieniša deguonies elektronų pora susijungia su žiedo pi-sistema, o deguonies atomui būdinga sp2 hibridizacija. Atomai ir atominės grupės molekulėje turi stiprią abipusę įtaką vienas kitam, o tai atsispindi fizinėse ir cheminėse medžiagų savybėse.

Fizinės savybės. Cheminis junginys yra bespalvių adatos formos kristalų, kurie ore tampa rausvos spalvos, nes yra jautrūs oksidacijai. Medžiaga turi specifinį cheminį kvapą, vidutiniškai tirpsta vandenyje, alkoholiuose, šarmuose, acetone ir benzene. Molinė masė = 94,1 gramo vienam moliui. Tankis = 1,07 g litre. Kristalai tirpsta 40-41 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Su kuo sąveikauja fenolis? Cheminės fenolio savybės. Dėl to, kad junginio molekulėje yra ir aromatinis žiedas, ir hidroksilo grupė, ji pasižymi kai kuriomis alkoholių ir aromatinių angliavandenilių savybėmis.

Kaip grupė reaguoja? JIS? Medžiaga nepasižymi stipriomis rūgštinėmis savybėmis. Tačiau jis yra aktyvesnis oksidatorius nei alkoholiai, jis sąveikauja su šarmais ir sudaro fenolatines druskas. Reakcija su natrio hidroksidas :C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O. Medžiaga reaguoja su natrio (metalas): 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2.

Fenolis nereaguoja su karboksirūgštimis. Esteriai gaunami fenolatinėms druskoms reaguojant su rūgščių halogenidais arba rūgšties anhidridais. Eterių susidarymo reakcija cheminiam junginiui nebūdinga. Esteriai sudaro fenolatus, kai yra veikiami halogenalkanų arba halogenintų arenų. Hidroksibenzenas reaguoja su cinko dulkėmis, o hidroksilo grupė pakeičiama N, reakcijos lygtis yra tokia: C6H5OH + Zn → C6H6 + ZnO.

Cheminė sąveika su aromatiniu žiedu. Medžiagai būdingos elektrofilinio pakeitimo, alkilinimo, halogeninimo, acilinimo, nitrinimo ir sulfoninimo reakcijos. Ypač svarbios yra salicilo rūgšties sintezės reakcijos: C6H5OH + CO2 → C6H4OH(COONa), atsiranda esant katalizatoriui natrio hidroksidas . Tada po poveikio susidaro.

Sąveikos reakcija su bromo vandens yra kokybinė reakcija į fenolį. C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br2OH + 3HBr. Bronuojant susidaro balta kieta medžiaga - 2,4,6-tribromfenolis . Dar viena kokybinė reakcija – su geležies chloridas 3 . Reakcijos lygtis yra tokia: 6C6H5OH + FeCl3 → (Fe(C6H5OH)6)Cl3.

Fenolio nitrinimo reakcija: C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3 H2O. Medžiagai taip pat būdinga pridėjimo reakcija (hidrinimas), dalyvaujant metalo katalizatoriams, platinai, aliuminio oksidui, chromui ir pan. Kaip rezultatas, cikloheksanolis Ir cikloheksanonas .

Cheminis junginys oksiduojasi. Medžiagos stabilumas yra žymiai mažesnis nei benzeno. Priklausomai nuo reakcijos sąlygų ir oksiduojančio agento pobūdžio, susidaro skirtingi reakcijos produktai. Veikiant vandenilio peroksidui, esant geležies, susidaro dviatominis fenolis; po veiksmo mangano dioksidas , chromo mišinys parūgštintoje aplinkoje – parachinonas.

Fenolis reaguoja su deguonimi, degimo reakcija: C6H5OH +7O2 → 6CO2 + 3H2O. Taip pat ypač svarbi pramonei yra polikondensacijos reakcija su formaldehidas (Pavyzdžiui, metanalem ). Medžiaga patenka į polikondensacijos reakciją, kol viena iš reagentų visiškai sunaudojama ir susidaro didžiulės makromolekulės. Dėl to susidaro kieti polimerai, fenolis-formaldehidas arba formaldehido dervos . Fenolis nesąveikauja su metanu.

Kvitas. Šiuo metu egzistuoja ir aktyviai naudojami keli hidroksibenzeno sintezės metodai. Kumeno metodas fenolio gamybai yra labiausiai paplitęs iš jų. Tokiu būdu susintetinama apie 95% visos medžiagos gamybos apimties. Šiuo atveju jis nekataliziškai oksiduojamas oru. kumenas ir susidaro kumeno hidroperoksidas . Susidaręs junginys suyra veikiamas sieros rūgšties įjungta acetonas ir fenolis. Papildomas šalutinis reakcijos produktas yra alfa metilstirenas .

Junginys taip pat gali būti gaunamas oksiduojant toluenas , bus tarpinis reakcijos produktas benzenkarboksirūgštis . Taigi susintetinama apie 5% medžiagos. Visos kitos žaliavos įvairiems poreikiams yra izoliuotos iš akmens anglių deguto.

Kaip gauti iš benzeno? Fenolį galima gauti naudojant tiesioginę benzeno oksidacijos reakciją NO2() toliau skaidant rūgštis sek-butilbenzeno hidroperoksidas . Kaip gauti fenolio iš chlorbenzeno? Yra dvi galimybės gauti iš chlorbenzenas šio cheminio junginio. Pirmasis yra sąveikos su šarmu reakcija, pavyzdžiui, su natrio hidroksidas . Dėl to susidaro fenolis ir valgomoji druska. Antrasis yra reakcija su vandens garais. Reakcijos lygtis yra tokia: C6H5-Cl + H2O → C6H5-OH + HCl.

Kvitas benzenas iš fenolio. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite apdoroti benzeną chloru (esant katalizatoriui), o tada į gautą junginį įpilti šarmo (pavyzdžiui, NaOH). Dėl to susidaro fenolis.

Transformacija metanas - acetilenas - benzenas - chlorbenzenas galima atlikti taip. Pirma, metano skilimo reakcija vykdoma aukštoje 1500 laipsnių Celsijaus temperatūroje, kol acetilenas (С2Н2) ir vandenilis. Tada acetilenas specialiomis sąlygomis ir aukštoje temperatūroje paverčiamas į benzenas . Chloras pridedamas prie benzeno, esant katalizatoriui FeCl3, gaukite chlorbenzeną ir druskos rūgštį: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl.

Vienas iš fenolio struktūrinių darinių yra aminorūgštis, kuri turi svarbią biologinę reikšmę. Ši aminorūgštis gali būti laikoma para-pakeistu fenoliu arba alfa-pakeistu para-krezolis . Krezoliai – gana dažnas gamtoje kartu su polifenoliais. Be to, laisvą medžiagos formą galima rasti kai kuriuose mikroorganizmuose, kurie yra pusiausvyroje su tirozino .

Hidroksibenzenas naudojamas:

• gamyboje bisfenolis A , epoksidinė derva ir polikarbonatas ;
• fenolio-formaldehido dervų, nailono, nailono sintezei;
• naftos perdirbimo pramonėje, skirtas selektyviniam alyvų valymui iš aromatinių sieros junginių ir dervų;
• gaminant antioksidantus, paviršinio aktyvumo medžiagas, krezoliai , lek. vaistai, pesticidai ir antiseptikai;
• medicinoje kaip antiseptikas ir analgetikas vietiniam vartojimui;
• kaip konservantas gaminant vakcinas ir rūkytus maisto produktus, kosmetologijoje gilaus pilingo metu;
• gyvulių dezinfekcijai galvijininkystėje.

Pavojaus klasė. Fenolis yra labai toksiška, nuodinga, šarminė medžiaga. Įkvėpus lakiųjų junginių, sutrinka centrinės nervų sistemos veikla, garai dirgina akių, odos, kvėpavimo takų gleivines ir sukelia stiprius cheminius nudegimus. Patekusi ant odos, medžiaga greitai absorbuojama į kraują ir pasiekia smegenų audinį, sukeldama kvėpavimo centro paralyžių. Mirtina dozė suaugusiam žmogui svyruoja nuo 1 iki 10 gramų.

farmakologinis poveikis

Antiseptinis, kauterizuojantis.

Farmakodinamika ir farmakokinetika

Produktas pasižymi baktericidiniu aktyvumu prieš aerobines bakterijas, jų vegetatyvines formas ir grybelius. Praktiškai neturi įtakos grybelių sporoms. Medžiaga sąveikauja su mikrobų baltymų molekulėmis ir sukelia jų denatūravimą. Taip sutrinka koloidinė ląstelės būsena, žymiai padidėja jos pralaidumas, sutrinka redokso reakcijos.

Vandeniniame tirpale tai puiki dezinfekavimo priemonė. Naudojant 1,25% tirpalą, praktiškai mikroorganizmai žūva per 5-10 minučių. Tam tikros koncentracijos fenolis turi kauterizuojantį ir dirginantį poveikį gleivinei. Baktericidinis produkto naudojimo poveikis stiprėja didėjant temperatūrai ir rūgštingumui.

Kai jis liečiasi su odos paviršiumi, net jei jis nėra pažeistas, vaistas greitai absorbuojamas ir prasiskverbia į sisteminę kraujotaką. Sistemiškai įsisavinus medžiagą, pastebimas toksinis jos poveikis, daugiausia centrinei nervų sistema ir kvėpavimo centras smegenyse. Apie 20% suvartotos dozės oksiduojasi medžiaga ir jos metaboliniai produktai išsiskiria per inkstus.

Naudojimo indikacijos

Fenolio naudojimas:

• instrumentų ir skalbinių dezinfekcijai ir dezinsekcijai;
• kaip konservantas kai kuriuose vaistuose. produktai, vakcinos, žvakutės ir serumai;
• už paviršutinišką piodermija , folikulitas , konfliktinė , ostiofolikulitas , sikozė , streptokokas impetigas ;
• vidurinės ausies, burnos ertmės ir ryklės uždegiminėms ligoms gydyti, periodontitas , smailus lytinis organas kondilomos .

Kontraindikacijos

Medžiaga nenaudojama:

• su plačiais gleivinės ar odos pažeidimais;
• vaikų gydymui;
• žindymo laikotarpiu ir;
• prie fenolio.

Šalutiniai poveikiai

Kartais vaistas gali sukelti alergines reakcijas, niežėjimą, sudirginimą vartojimo vietoje ir deginimo pojūtį.

Naudojimo instrukcijos (metodas ir dozavimas)

Vaistų, serumų ir vakcinų konservavimas atliekamas naudojant 0,5% fenolio tirpalus.

Išoriniam naudojimui vaistas naudojamas tepalo pavidalu. Vaistas tepamas plonu sluoksniu paveiktose odos vietose kelis kartus per dieną.

Gydymui medžiaga naudojama 5% tirpalo pavidalu. Vaistas pašildomas ir 10 minučių lašinama į pažeistą ausį 10 lašų. Tada jums reikia pašalinti likusį vaistą naudojant vatą. Procedūra kartojama 2 kartus per dieną 4 dienas.

Fenoliniai preparatai ENT ligoms gydyti naudojami pagal instrukcijose pateiktas rekomendacijas. Gydymo trukmė yra ne daugiau kaip 5 dienos.

Norėdami pašalinti dygliuotą kondilomos jie apdorojami 60 % fenolio tirpalu arba 40 % tirpalu trikrezolis . Procedūra atliekama kartą per 7 dienas.

Dezinfekuodami skalbinius naudokite 1-2% muilo pagrindu pagamintus tirpalus. Apdorokite kambarį muilo-fenolio tirpalu. Dezinsekcijai naudojami fenolio-terpentino ir žibalo mišiniai.

Perdozavimas

Medžiagai patekus ant odos, atsiranda deginimo pojūtis, odos paraudimas ir paveiktos vietos anestezija. Paviršius apdorojamas augaliniu aliejumi arba polietilenglikolis . Atliekama simptominė terapija.

Apsinuodijimo fenoliu simptomai prarijus. Labai skauda pilvą, ryklę, burną, nukentėjusysis vemia rudomis masėmis, blyški oda, bendras silpnumas ir. galvos svaigimas

Produkto negalima naudoti dideliuose odos plotuose.

Prieš naudojant cheminę medžiagą namų apyvokos daiktams dezinfekuoti, juos reikia nuvalyti mechaniškai, nes produktas yra absorbuojamas organinių junginių. Po apdorojimo daiktai ilgą laiką gali išlaikyti specifinį kvapą.

Cheminis junginys negali būti naudojamas patalpoms, skirtoms maisto produktams laikyti ir ruošti, apdoroti. Tai neturi įtakos audinio spalvai ar struktūrai. Pažeidžia lakuotus paviršius.

Vaikams

Produktas negali būti naudojamas pediatrinėje praktikoje.

Nėštumo ir žindymo laikotarpiu

Fenolis neskiriamas žindymo laikotarpiu ir jo metu nėštumas .

Narkotikai, kurių sudėtyje yra (analogų)

4 lygio ATX kodas atitinka:

Fenolis yra įtrauktas į šiuos vaistus: Feresol , Fenolio tirpalas glicerine , Farmacinė . Preparatuose yra kaip konservantas: Belladonna ekstraktas , Odos diagnostikos rinkinys alergijai vaistams gydyti , ir taip toliau.

Fenoliai.

1. Apibrėžimas. Klasifikacija.

2. Nomenklatūra ir izomerija. Pagrindiniai atstovai

3. Kvitas

4. Fizinės savybės

5. Cheminės savybės

6. Paraiška. Poveikis žmonių sveikatai.

Fenoliai yra benzeno dariniai, turintys vieną ar daugiau hidroksilo grupių.

Klasifikacija.

Priklausomai dėl hidroksigrupių skaičiaus fenoliai pagal atomiškumą skirstomi į: vieno, dviejų ir triatominius.

Autorius medžiagų lakumo laipsnis Paprastai jie skirstomi į dvi grupes – fenolius, kurie yra lakūs su garais (fenolis, krezoliai, ksilenoliai, gvajakolis, timolis) ir nelakius fenolius (rezorcinolis, pirokatecholis, hidrochinonas, pirogalolis ir kiti daugiahidročiai fenoliai). Toliau apžvelgsime atskirų atstovų struktūrą ir nomenklatūrą.

Nomenklatūra ir izomerizmas. Pagrindiniai atstovai.

Pirmasis atstovas, kaip taisyklė, vadinamas trivialia nomenklatūra, fenoliu (hidroksibenzenu, pasenusia karbolio rūgštimi).

https://pandia.ru/text/78/359/images/image005_11.gif" width="409" height="104">

3,5-dimetilfenolis 4-etilfenolis

Nereikšmingi pavadinimai dažnai vartojami įvairaus pakeitimo fenoliams.

Kvitas

1) Atskyrimas nuo sausų akmens anglių deguto produktų, taip pat iš rudųjų anglių ir medienos (dervos) pirolizės produktų.

2) Per benzensulfonrūgštį. Pirma, benzenas apdorojamas kaitinant koncentruota sieros rūgštimi

C6H6 + H2SO4 = C6H5SO3H + H2O

Gauta benzensulfonrūgštis sulydoma su šarmu

C6H5SO3H + 3NaOH = C6H5ONa + 2H2O + Na2SO3

Apdorojus fenolatą stipria rūgštimi, gaunamas fenolis.

3) Kumeno metodas (remiantis aromatinio angliavandenilio kumeno (izopropilbenzeno) oksidavimu atmosferos deguonimi, po kurio suskaidomas gautas hidroperoksidas, praskiestas H2SO4). Reakcija vyksta dideliu išeigumu ir yra patraukli tuo, kad leidžia vienu metu gauti du techniškai vertingus produktus - fenolį ir acetoną (reikia atsižvelgti į tai patiems).

Fizinės savybės

fenolis yra bespalviai adatos formos kristalai, kurie dėl oksidacijos ore nusidažo rausva spalva, todėl susidaro spalvoti produktai. Jie turi specifinį guašo kvapą. Tirpsta vandenyje (6 g 100 g vandens), šarmų tirpaluose, alkoholyje, benzene, acetone.

Dirbdami su fenoliu, turite laikytis saugos priemonių: dirbti po gaubtu, naudoti asmenines apsaugos priemones, nes patekęs ant odos sukelia nudegimus.

Cheminės fenolių savybės

Fenolio molekulės struktūra

Benzeno žiedas ir OH grupė, sujungti į fenolio molekulę, veikia vienas kitą, didindami vienas kito reaktyvumą. Fenilo grupė sugeria vienišą elektronų porą iš deguonies atomo OH grupėje.

https://pandia.ru/text/78/359/images/image007_10.gif" width="348" height="62">

Dėl katalizinės sąveikos su alkoholiais susidaro eteriai, o dėl reakcijos su karboksirūgščių anhidridais arba rūgščių chloridais susidaro esteriai. Tai reakcijos, panašios į alkoholių reakcijas, kurios buvo tiriamos paskutinėje paskaitoje (jos dar vadinamos o-alkilinimu ir o-acilinimu).

2. Reakcijos, susijusios su OH grupės abstrakcija

Sąveikaujant su amoniaku (aukštesnėje temperatūroje ir slėgyje), OH grupė pakeičiama NH2, susidaro anilinas.

3. Vandenilio atomų pakeitimo reakcijos benzeno žiede

(elektrofilinės pakaitos reakcijos) .

OH grupė yra I tipo aktyvuojanti orientacinė medžiaga. Todėl fenolio halogeninimo, nitrinimo, sulfoninimo ir alkilinimo metu pažeidžiami centrai su padidėjusiu elektronų tankiu, t. y. pakaitalai vyksta daugiausia orto- Ir pora- nuostatas. Tokios reakcijos buvo išsamiai išnagrinėtos paskaitoje apie orientacijos benzeno žiede taisykles.

Fenolių reakcijos su halogenais eikite greitai, be katalizatorių.

o-chlor- ir p-chlorfenolis

Fenolis veikia konc.HNO3 paverčiamas 2,4,6-trinitrofenoliu (pikrino rūgštimi). Nitrinimą lydi oksidacija, todėl produkto išeiga yra maža.

Mononitrofenoliai susidaro nitrinant fenolį praskiesta azoto rūgštimi (kambario temperatūroje).

o-nitro- ir p-nitrofenolis

Fenolis lengvai sulfonuojamas koncentruotasH2 TAIP 4, tuo tarpu 15-20°C temperatūroje daugiausia gaunamas o-izomeras, o 100°C temperatūroje - p-izomeras.

o-fenol- ir p-fenolsulfonrūgštys

Fenoliai taip pat lengvai paveikiami alkilinimas ir acilinimas iki esmės.

Viena ryškiausių reakcijų yra fenolių kaitinimas ftalio anhidridu esant sieros rūgščiai, dėl kurio susidaro triarilmetileniniai dažikliai, vadinami fenolftaleinais.

Aspirinas" href="/text/category/aspirin/" rel="bookmark">aspirinas. Natrio ir kalio fenolatai reaguoja su CO2. 125°C temperatūroje gaunamas fenolkarboksirūgšties o - izomeras, kuris acilinamas OH grupėje, sudarydamas aspiriną.

Svarbu atkreipti dėmesį į dar dvi kokybines fenolių reakcijas:

1) Fenolių reakcija su bromu: jis vyksta labai greitai ir labai sunku jį sustabdyti monobrominimo stadijoje. Dėl to susidaro 2.4.6-tribromfenolis – baltos nuosėdos.

Reakcija naudojama fenolio aptikimui vandenyje: drumstumas pastebimas net esant itin mažam fenolio kiekiui vandenyje (1:100 000).

2) Reakcija su Fe(III) druskomis. Reakcija pagrįsta geležies fenoliatų kompleksų, turinčių violetinę spalvą, susidarymu.

https://pandia.ru/text/78/359/images/image023_0.gif" width="204" height="49">

Hidrinimas vandeniliu, esant nikelio katalizatoriui, veikia aromatinį žiedą, jį redukuodami.

4. Fenolių oksidacija

Fenoliai yra jautrūs oksiduojančių medžiagų veikimui. Veikiami chromo rūgšties, fenolis ir hidrochinonas oksiduojasi į p-benzochinoną, o pirokatecholis į o-benzochinoną. Fenolio metadarinius gana sunku oksiduoti.

Apdailos medžiagos ir darbai" href="/text/category/otdelochnie_materiali_i_raboti/" rel="bookmark">apdailos medžiagos, dažų ir lako gaminiai, dekoratyvinė kosmetika ir net vaikiški žaislai gali nepaisyti saugos reikalavimų ir gaminti gaminius, kuriuose yra nepriimtinai daug toksinių medžiagų pvz., fenoliai ir jų dariniai.

Todėl būtina būti budriems ir pajutus pirmuosius apsinuodijimo simptomus, imtis veiksmų. Atminkite, jei esate susirūpinę malonus kvapas neseniai įsigytą prekę, jei jums atrodo, kad jūsų sveikata pablogėjo įsigijus baldus ar neseniai atlikus remontą, geriau pasikviesti aplinkosaugos specialistą, kuris atliks visus reikiamus tyrimus ir duos reikiamas rekomendacijas, o ne nerimauti ir abejoti, bijoti dėl savo ir savo artimųjų sveikatos.

Antrojo pasaulinio karo metu fenolis buvo naudojamas žudymui Trečiojo Reicho koncentracijos stovyklose.

Fenolis taip pat rimtai veikia aplinką: neužterštuose arba šiek tiek užterštuose upių vandenyse fenolių kiekis paprastai neviršija 20 μg/dm3. Natūralaus fono viršijimas gali rodyti vandens telkinių užterštumą. Natūraliuose fenoliais užterštuose vandenyse jų kiekis gali siekti keliasdešimt ir net šimtus mikrogramų litre. Didžiausia leistina fenolių koncentracija vandenyje Rusijai yra 0,001 mg/dm3

Vandens fenolio analizė yra svarbi gamtinėms ir nuotekoms. Įtarus vandens telkinių užterštumą pramoninėmis nuotekomis, būtina ištirti fenolio kiekį vandenyje.

Fenoliai yra nestabilūs junginiai ir yra veikiami biocheminės ir cheminės oksidacijos. Daugiahidriniai fenoliai sunaikinami daugiausia dėl cheminės oksidacijos.

Tačiau apdorojant chloru vandenį, kuriame yra fenolio priemaišų, gali susidaryti labai pavojingi organiniai junginiai. toksinės medžiagos – dioksinai.

Fenolių koncentracija paviršiniame vandenyje priklauso nuo sezoninių pokyčių. Vasarą fenolių kiekis mažėja (kylant temperatūrai, didėja skilimo greitis). Fenolinių vandenų išleidimas į rezervuarus ir vandens telkinius smarkiai pablogina jų bendrą sanitarinę būklę, paveikdamas gyvus organizmus ne tik jų toksiškumu, bet ir reikšmingu maistinių medžiagų bei ištirpusių dujų (deguonies, anglies dioksido) režimo pasikeitimu. Chloruojant vandenį, kuriame yra fenolių, susidaro stabilūs chlorfenolių junginiai, kurių menkiausi pėdsakai (0,1 μg/dm3) suteikia vandeniui būdingą skonį.

Pagal OH grupių skaičių fenoliai skirstomi į: vienaatominius ir

dviatominiai fenoliai:

tripakeisti fenoliai: (pirogalolis), simetriški ir nesimetriniai

Nomenklatūra ir izomerizmas.

Fenolių pavadinimai sudaromi atsižvelgiant į tai, kad pagal IUPAC taisykles pirminei struktūrai išsaugomas trivialus pavadinimas „fenolis“. Benzeno žiedo anglies atomų numeracija prasideda nuo atomo, tiesiogiai prijungto prie OH grupės, ir tęsiasi tokia seka, kad esami pakaitai gautų mažiausią skaičių.

Fenolio struktūra, benzeno žiedo ir hidroksilo grupės tarpusavio įtaka.

Fenolio molekulėje benzeno žiedas ir OH grupė veikia vienas kitą. Vieniša OH grupės deguonies atomo elektronų pora yra p, π konjugacijoje su benzeno žiedu. Todėl fenolyje OH grupė, be neigiamo indukcinio poveikio, turi teigiamą mezomerinį poveikį. Didumas +M- poveikis yra didesnis nei – aš- poveikis. Todėl OH grupė yra elektronų donorė (ED) benzeno žiedo atžvilgiu ir padidina O – H jungties poliškumą, todėl padidėja vandenilio atomo mobilumas ir taip sustiprėja. rūgštinės savybės.

Be to, +M- OH grupės poveikis padidina elektronų tankį in orto-Ir pora- benzeno žiedo padėtyse ir 2, 4, 6 padėtyse atsiranda dalinis neigiamas krūvis, kuris palengvina elektrofilines pakeitimo reakcijas.

Rūgščių centras

–aš< +М, ED

Fizinės savybės.

Fenolis yra bespalvė kristalinė medžiaga, turinti aštrų kvapą, esant normaliai temperatūrai, ji blogai tirpsta vandenyje, o aukštesnėje nei 66 0 temperatūroje bet kokiomis proporcijomis susimaišo su vandeniu. Ore oksiduojasi ir pasidaro rausvos spalvos. Fenolis yra toksiška medžiaga, sukelianti odos nudegimus, jos 10% vandeninis tirpalas vadinamas karbolio rūgštimi ir naudojamas kaip antiseptikas.

Cheminės savybės.

Cheminės fenolių savybės atsiranda dėl OH grupės ir benzeno žiedo.

Reakcijos, kuriose dalyvauja hidroksilo grupė.

Disociacija vandeniniuose tirpaluose:

fenolato jonai

Sąveika su aktyviais metalais (panašumas į paprastus alkoholius):

Sąveika su šarmais (skirtumas nuo alkoholių):

Susidarę fenolatai lengvai suskaidomi veikiant rūgštims. Todėl, veikiant H 2 CO 3 (CO 2 + H 2 O) ir kitoms rūgštims, fenolatai lengvai suyra ir atvirkštinė reakcija negalima.

C 6 H 5 ONa + CO 2 + H 2 O  C 6 H 5 OH + NaHCO 3

Reakcija su halogenalkanais susidarant eteriams:

metilfenilo eteris

Reakcija su rūgšties anhidridais, kad susidarytų esteriai:

fenilacetatas

Sąveika su druskomis (geležies III chloridas).Ši reakcija yra kokybinė reakcija į fenolio hidroksidą

Kokybinėje reakcijoje su FeCl 3 kiekvienas fenolis suteikia jam būdingą spalvą:

fenolis  violetinė, hidrochinonas  purvinas žalias,

Pirokatecholis  Žalias, Pirogalolis  Raudonas.

Rezorcinolis  Violetinė

3C 6 H 5 OH + FeC1 3  (C 6 H 5 O) 3 Fe + 3HC1

Violetinis dažymas

Redukcinis tirpalas su cinko dulkėmis kaitinant:

C6H5OH + 3H2 C 6 H 12 + ZnO

.R-jos ant benzeno žiedo ( S E )

Kaip minėta aukščiau, –OH grupė, I tipo orientuojanti medžiaga, palengvina reakcijas benzeno žiede, nukreipdama elektrofilinio reagento ataką daugiausia į orto ir para padėtis:

Fenolio halogeninimas:

2,4,6-tribromfenolis

Bromo vandens spalva pasikeičia ir susidaro baltos nuosėdos. Ši reakcija naudojama kaip kokybinė fenolio reakcija.

Fenolio nitravimas.Šaltyje veikiant 20% azoto rūgšties tirpalui, fenolis paverčiamas mišiniu orto- Ir pora- nitrofenolis:

2-nitrofenolis – 40 % 4-nitrofenolis – 10 %

Norint gauti 2,4,6-trinitrofenolį (pikrino rūgštį), fenolis pirmiausia ištirpinamas koncentruotoje sieros rūgštyje, o po to nitruojamas koncentruota azoto rūgštimi:

pikrino rūgštis

Fenolio sulfoninimas:

Kondensato tirpalas. Sąveikaujant su formaldehidu, fenolis sudaro įvairių struktūrų (linijinių, šakotų, tinklinių) polimerus – fenolio-formaldehido dervas.

Fragmentas

fenolis-formaldehidas

5. Hidrinimo procesas (redukcija):

Oksidacija. Fenoliai lengvai oksiduojasi veikiami atmosferos deguonies:

chinonas

Daugelyje biologinių medžiagų yra „chinoidinė“ sistema: vitaminas K2 (kraujo krešėjimo faktorius), audinių kvėpavimo redokso fermentai - ubichinonai.

Paveiksle parodytas ryšys tarp įvairių fenolio gamybos būdų, o lentelėje po tais pačiais skaičiais – jų techniniai ir ekonominiai rodikliai (proc., palyginti su sulfonato metodu).

Ryžiai. 1.1. Fenolio gamybos būdai

1.3 lentelė

Taigi ekonominiu požiūriu tikslingiausias yra šiuo metu populiariausias kumeno procesas. Pramoniniai procesai, kurie vienu ar kitu metu buvo naudojami fenolio gamybai, trumpai aprašyti toliau.

1. Sulfonato procesas buvo pirmasis fenolio procesas, kurį pramoniniu mastu įgyvendino BASF 1899 m. Šis metodas pagrįstas benzeno sulfoninimu sieros rūgštimi, o po to sulfoninės rūgšties lydymu šarminiu būdu. Nepaisant agresyvių reagentų naudojimo ir didelio natrio sulfito atliekų kiekio, šis metodas naudojamas beveik 80 metų. JAV ši gamyba buvo uždaryta tik 1978 m.

2. 1924 m. Dow Chemical sukūrė fenolio gamybos procesą, įskaitant benzeno chlorinimo reakciją ir vėlesnę monochlorbenzeno hidrolizę ( halogenintų benzenų katalizinės hidrolizės procesas ). Nepriklausomai panašią technologiją sukūrė Vokietijos įmonė I.G. Farbenindustrie Co. Vėliau buvo patobulintas monochlorbenzeno gavimo ir jo hidrolizės etapas, o procesas pavadintas „Raschig procesu“. Bendra fenolio išeiga dviem etapais yra 70-85%. Šis procesas jau kelis dešimtmečius buvo pagrindinis fenolio gamybos būdas.

3. Cikloheksano procesas , sukurtas Scientific Design Co., pagrįstas cikloheksano oksidavimu į cikloheksanono ir cikloheksanolio mišinį, kuris toliau dehidrogenuojamas, kad susidarytų fenolis. 60-aisiais Monsanto kelerius metus naudojo šį metodą vienoje iš savo gamyklų Australijoje, bet vėliau perkėlė jį į kumeno metodą fenolio gamybai.

4. 1961 m. Kanados Dow Chemical įdiegė procesas vyksta skaidant benzenkarboksirūgštį , tai vienintelis fenolio sintezės metodas, pagrįstas ne benzeno žaliavų naudojimu. Abi reakcijos vyksta skystoje fazėje. Pirmoji reakcija. tolueno oksidacija. Vokietijoje jau Antrojo pasaulinio karo metais buvo naudojamas benzenkarboksirūgšties gamybai. Reakcija vyksta gana švelniomis sąlygomis su dideliu išeigumu. Antrasis etapas yra sunkesnis dėl katalizatoriaus deaktyvavimo ir mažo fenolio selektyvumo. Manoma, kad atlikus šį veiksmą dujų fazėje procesas gali būti efektyvesnis. Šis metodas šiuo metu taikomas praktikoje, nors jo dalis pasaulio fenolio gamyboje tesudaro apie 5 proc.

5. Sintezės metodas, kuriuo šiandien gaunama didžioji dalis pasaulyje pagaminamo fenolio – kumeno procesas - atrado sovietų chemikų grupė, vadovaujama profesoriaus P. G. Sergejevo 1942 m. Metodas pagrįstas aromatinio angliavandenilio kumeno (izopropilbenzeno) oksidavimu atmosferos deguonimi, o po to suskaidomas gautas hidroperoksidas, praskiestas sieros rūgštimi. 1949 m. Dzeržinsko mieste, Gorkio srityje, pradėjo veikti pirmoji pasaulyje kumeno gamykla. Anksčiau hidroperoksidai buvo laikomi mažai stabiliais tarpiniais angliavandenilių oksidacijos produktais. Net laboratorinėje praktikoje jie beveik nebuvo naudojami. Vakaruose kumeno metodas buvo sukurtas 40-ųjų pabaigoje ir iš dalies žinomas kaip Hock procesas, pavadintas vokiečių mokslininko, vėliau savarankiškai atradusio fenolio sintezės kumeno būdą, vardu. Šis metodas pirmą kartą buvo naudojamas pramoniniu mastu JAV šeštojo dešimtmečio pradžioje. Nuo to laiko, daugelį dešimtmečių, kumeno procesas tapo chemijos technologijos modeliu visame pasaulyje.

Nepaisant nusistovėjusios technologijos ir ilgos eksploatavimo patirties, kumeno metodas turi nemažai trūkumų. Visų pirma, tai yra sprogstamojo tarpinio junginio (kumeno hidroperoksido) buvimas, taip pat daugiapakopis metodo pobūdis, dėl kurio reikia didesnių kapitalo sąnaudų ir sunku pasiekti aukštą fenolio išeigą vienam pradiniam benzenui. Taigi, jei naudingo produkto išeiga kiekviename iš trijų etapų yra 95%, galutinė išeiga bus tik 86%. Šiuo metu maždaug tokia fenolio išeiga gaunama kumeno metodu. Tačiau svarbiausias ir iš esmės neišvengiamas kumeno metodo trūkumas yra susijęs su tuo, kad acetonas susidaro kaip šalutinis produktas. Tai, kuri iš pradžių buvo laikoma metodo pranašumu, tampa vis rimtesnė problema, nes acetonas neranda lygiavertės rinkos. Dešimtajame dešimtmetyje ši problema tapo ypač pastebima po to, kai buvo sukurti nauji metilmetakrilato sintezės metodai oksiduojant C4 angliavandenilius, kurie smarkiai sumažino acetono poreikį. Situacijos rimtumą liudija tai, kad Japonija sukūrė technologiją, kuri apima acetono perdirbimą. Šiuo tikslu prie tradicinės kumeno schemos pridedami dar du etapai – acetono hidrinimas į izopropilo alkoholį ir pastarojo dehidratavimas į propileną. Gautas propilenas vėl grąžinamas į benzeno alkilinimo stadiją. 1992 m. Mitsui pradėjo didelio masto fenolio gamybą (200 tūkst. tonų per metus), paremtą šia penkių pakopų kumeno technologija.

Ryžiai. 1.2. Acetono perdirbimas propilenui gaminti

Taip pat buvo pasiūlytos kitos panašios kumeno metodo modifikacijos, kurios sumažintų acetono problemą. Tačiau visi jie labai apsunkina technologiją ir negali būti laikomi perspektyviu problemos sprendimu. Todėl pastarąjį dešimtmetį ypač suaktyvėjo tyrimai, kuriais siekiama rasti naujų fenolio sintezės būdų, kurie būtų pagrįsti tiesiogine benzeno oksidacija. Darbai daugiausia atliekami šiose srityse: oksidacija molekuliniu deguonimi, oksidacija su monoatominiais deguonies donorais ir konjugato oksidacija. Išsamiau panagrinėkime naujų fenolio sintezės būdų paieškos kryptis.