Questa sostanza è stata scoperta in 1771 anno. Subito dopo la sua scoperta, iniziò ad essere utilizzato come colorante. I lavoratori tessili tingevano i loro tessuti con esso. IN 1834 anno chimico tedesco Friedlib Runge scoperto nei prodotti della distillazione del catrame di carbone bianco sostanza cristallina con un odore caratteristico, ma non è stato in grado di determinarne la composizione. E solo dentro 1841 anno Augusto Laurent stabilito la sua formula.
- Determinazione dei fenoli.
- Classificazione e isomeria dei fenoli.
Come si può vedere dagli esempi riportati, i fenoli sono caratterizzati da isomeria strutturale(isomerismo della posizione del gruppo idrossi).
- Proprietà fisiche fenolo.
Questo spiega perché al fenolo Abbastanza alte temperature fusione(+43 ) e bollente (+ 182 ). La formazione di legami idrogeno con molecole d'acqua contribuisce alla solubilità dei composti idrossilici in acqua:
La capacità di dissolversi in acqua diminuisce con l'aumentare del radicale idrocarburico e dai composti idrossi poliatomici a quelli monoatomici. Metanolo, etanolo, propanolo, isopropanolo, glicole etilenico e glicerina sono miscibili con l'acqua in qualsiasi rapporto. La solubilità del fenolo in acqua è limitata.
Per una comprensione più completa delle proprietà fisiche, guarda il video:
- La struttura della molecola del fenolo.
- la coppia di elettroni solitari dell'atomo di ossigeno è attratta dalla nuvola di 6 elettroni dell'anello benzenico, a causa della quale il legame OH è ancora più polarizzato. Il fenolo è un acido più forte dell'acqua e degli alcoli.
- Nell'anello benzenico, la simmetria della nuvola elettronica è rotta, la densità elettronica aumenta nelle posizioni 2, 4, 6. Questo rende i legami C-H nelle posizioni 2, 4, 6 più reattivi. - legami dell'anello benzenico.
- Proprietà chimiche fenolo.
a) proprietà acide:
L'acidità del fenolo è significativamente superiore a quella degli alcoli saturi; reagisce con entrambi i metalli alcalini,e con i loro idrossidi (da qui vecchio nome"acido fenico"):
Le proprietà acide del fenolo sono più pronunciate di quelle dell'alcool C 2 H 5 OH. Fenolo – acido debole (fenico).
Il fenolo, tuttavia, è un acido molto debole. Quando si passa l'anidride carbonica o l'anidride solforosa attraverso una soluzione di fenolati, viene rilasciato fenolo; una tale reazione dimostra che il fenolo è un acido più debole del carbonico e del solforoso:
C 6 H 5 ONa + CO 2 + H 2 O → C 6 H 5 OH + NaHC03.
! Le proprietà acide dei fenoli sono indebolite dall'introduzione di sostituenti nell'anello IO tipo e sono potenziati dall'introduzione di sostituenti II genere.b) Formazione di esteri.
A differenza degli alcoli, i fenoli non formano esteri se esposti agli acidi carbossilici; i cloruri acidi sono usati per questo:
C 6 H 5 OH + CH 3 - CO - Cl → C 6 H 5 - O - CO - CH 3 + HCl.
II. Reazioni del fenolo sull'anello benzenico:
- interazione con acqua di bromo:
- interazione con acido nitrico:
Quando il fenolo viene nitrato con acido nitrico concentrato, tre atomi di idrogeno vengono sostituiti da un gruppo nitro e si forma il 2,4,6-trinitrofenolo (acido picrico):
- reazione di policondensazione
- C 6 H 5 OH + FeCl 3 —> colore viola
- C 6 H 5 OH + Br 2 -> precipitato bianco
- C 6 H 4 (OH) 2 + FeCl 3 —> colore verde
- C 6 H 3 (OH) 3 + FeCl 3 -> colorazione rossa
IV. Ossidazione.
I fenoli si ossidano facilmente anche sotto l'azione dell'ossigeno atmosferico. Quindi, quando si trova in aria, il fenolo si trasforma gradualmente in un colore rosso-rosato. Nella vigorosa ossidazione del fenolo con una miscela di cromo, il chinone è il principale prodotto di ossidazione. I fenoli diidrici sono ossidati ancora più facilmente. Quando ossidato idrochinone anche formato chinone:
- Ottenere fenolo.
1 . Ottenuto da alobenzeni . Quando il clorobenzene e l'idrossido di sodio vengono riscaldati sotto pressione, si ottiene il fenolato di sodio, dopo ulteriore trattamento con acido, si forma il fenolo:
C6H5 - CON l + 2 NaOH → C 6 H 5 - ONa + NaCl + H 2 O.
2. Durante l'ossidazione catalitica dell'isopropilbenzene (cumene) con ossigeno atmosferico, si formano fenolo e acetone:
(1)
3. Ottenimento da acidi solfonici aromatici. La reazione viene effettuata fondendo acidi solfonici con alcali. I fenossidi inizialmente formati vengono trattati con acidi forti per ottenere fenoli liberi. Il metodo viene solitamente utilizzato per ottenere fenoli poliidrici:
Fenolo, sostanza chimica di origine organica, appartiene al gruppo degli idrocarburi aromatici.
Nel 1842, l'organico francese Auguste Laurent riuscì a derivare la formula del fenolo (C6H5OH), costituita da un anello benzenico e un gruppo idrossi OH. Il fenolo ha diversi nomi che vengono utilizzati sia nella letteratura scientifica che nel discorso colloquiale e derivano dalla composizione di questa sostanza. Pertanto, il fenolo viene spesso chiamato ossibenzene O acido fenico.
Il fenolo è velenoso. La polvere e la soluzione fenolica irritano le mucose degli occhi, vie respiratorie, pelle. Possiede proprietà leggermente acide, sotto l'azione degli alcali forma sali - fenolati. Sotto l'azione del bromo si forma il tribromofenolo, che viene utilizzato per ottenere un antisettico - xeroformio. Il nucleo del benzene e il gruppo OH combinati nella molecola del fenolo si influenzano a vicenda, aumentando significativamente la reattività reciproca. Di particolare importanza sono le reazioni di condensazione dei fenoli con aldeidi e chetoni, a seguito delle quali si ottengono prodotti polimerici.
Proprietà fisiche del fenolo
Proprietà chimiche del fenolo
Il fenolo è una sostanza cristallina Colore bianco, con un caratteristico odore dolce-zuccherino acuto, che si ossida facilmente quando interagisce con l'aria, acquisendo dapprima un colore rosato e dopo qualche tempo un ricco colore marrone. Una caratteristica del fenolo è la sua eccellente solubilità non solo in acqua, ma anche in alcool, mezzo alcalino, benzene e acetone. Inoltre, il fenolo ha un punto di fusione molto basso e si liquefa facilmente a +42°C, oltre a possedere deboli proprietà acide. Pertanto, quando interagisce con gli alcali, il fenolo forma sali chiamati fenolati.
A seconda della tecnologia di produzione e dello scopo, il fenolo viene prodotto in tre gradi: A, B e C secondo GOST 23519-93. Di seguito le sue specifiche tecniche.
Caratteristiche tecniche del fenolo secondo GOST 23519-93
|
Nome dell'indicatore |
Senso | ||
| Grado A | Marco B | Grado B | |
| Aspetto | Bianco cristallino sostanza |
Cristallo bianco- chesky in-in. Consentito rosato o sfumatura giallastra |
|
| Temperatura di cristallizzazione, °С, non inferiore | 40,7 | 40,6 | 40,4 |
| Frazione di massa del residuo non volatile, %, max | 0,001 | 0,008 | 0,01 |
| Densità ottica di una soluzione acquosa di fenolo (8,3 g marca A, 8,0 g marca B, 5,0 g marca C in 100 cm3 di acqua) a 20 °C, non di più |
0,03 | 0,03 | 0,03 |
| Densità ottica del fenolo solfonato, non più di | 0,05 | Non razionare | |
| Il colore del fenolo fuso secondo platino-cobalto scala, unità Hazen: |
|||
| dal produttore, non di più | 5 | Non razionare | |
| presso il consumatore: | |||
| durante il trasporto del gasdotto e serbatoi in acciaio inossidabile, non di più |
10 | Stesso | |
| se trasportato in serbatoi di carbonio acciaio e zincato, non di più |
20 | >> | |
| Frazione di massa dell'acqua,%, non di più | 0,03 | Non razionare | |
| Frazione di massa delle impurità organiche totali, %, max | 0,01 | Non razionare | |
| compreso l'ossido di mesitile,%, non di più | 0,0015 | 0,004 | Non razionare |
| somme di -metilstirene e isopropilbenzene (cumene), %, max | Non razionare | 0,01 | Stesso |
Metodi per ottenere il fenolo
Il fenolo non si trova nella sua forma pura in natura, è un prodotto artificiale. chimica organica. Attualmente, ci sono tre modi principali per ottenere fenolo su scala industriale. La quota principale della sua produzione ricade sul cosiddetto metodo cumpole, che prevede l'ossidazione del composto organico aromatico isopropilbenzene con l'aria. Come risultato di una reazione chimica si ottiene cumpol idroperossido che, interagendo con l'acido solforico, si decompone in acetone, seguito dalla precipitazione del fenolo sotto forma di un precipitato cristallino. Anche il metilbenzene (toluene) viene utilizzato per la produzione, a seguito dell'ossidazione di cui si formano questo acido chimico e benzoico. Inoltre, in alcuni settori, come la produzione di coke metallurgico, il fenolo viene rilasciato dal catrame di carbone. Tuttavia, questo metodo di produzione non è redditizio a causa dell'aumento del consumo di energia. Tra le ultime conquiste dell'industria chimica vi sono la produzione di fenolo mediante l'interazione di benzene e acido acetico, nonché la clorurazione ossidativa del benzene.
Per la prima volta in volumi industriali, il fenolo fu ottenuto dalla società tedesca BASF nel 1899, mediante solfonazione del benzene con acido solforico. La tecnologia della sua produzione consisteva nel fatto che successivamente l'acido solfonico veniva sottoposto a fusione alcalina, a seguito della quale si formava il fenolo. Questo metodo è stato utilizzato per più di 100 anni, ma nella seconda metà del XX secolo l'industria chimica è stata costretta ad abbandonarlo a causa dell'enorme quantità di rifiuti di solfito di sodio, che era un sottoprodotto della sintesi organica di fenolo.
Nella prima metà del XX secolo compagnia americana Dow Chemical ha introdotto un altro metodo per la produzione di fenolo, clorurando il benzene, chiamato processo Raschig. Il metodo si è rivelato abbastanza efficace, poiché il peso specifico della sostanza risultante ha raggiunto l'85%. Successivamente, la stessa azienda ha introdotto il metodo di ossidazione del metilbenzolo con successiva decomposizione dell'acido benzoico, tuttavia, a causa della problematica disattivazione del catalizzatore, oggi è utilizzato da circa il 3-4% dell'industria chimica.
Il più efficace è il metodo cumpole per la produzione di fenolo, sviluppato dal chimico sovietico Pyotr Sergeev e messo in produzione nel 1942. Il primo impianto cumpole, costruito nel 1949 nella città di Dzerzhinsk, nella regione di Gorky, è stato in grado di fornire un terzo della domanda di fenolo dell'URSS.
Portata del fenolo
Inizialmente, il fenolo veniva utilizzato per produrre vari tipi di coloranti, grazie alla sua proprietà di cambiare colore durante il processo di ossidazione da una tonalità rosa pallido a una tonalità marrone. Questa sostanza chimica si trova in molti tipi di vernici sintetiche. Inoltre, la proprietà del fenolo di distruggere batteri e microrganismi è stata adottata nell'industria della pelle durante la concia delle pelli di animali. Successivamente, il fenolo è stato utilizzato con successo in medicina come uno dei mezzi di disinfezione e disinfezione. strumenti chirurgici e locali, e come soluzione acquosa all'1,4% - come analgesico e antisettico per uso interno ed esterno. Inoltre, fenolo acido salicilicoè la base dell'aspirina e il suo derivato - acido para-aminosalicilico - è usato per curare i pazienti con tubercolosi. Il fenolo fa anche parte di un potente farmaco lassativo: il purgen.
Attualmente, lo scopo principale del fenolo è l'industria chimica, dove questa sostanza viene utilizzata per la produzione di plastica, resine fenolo-formaldeide, fibre artificiali come nylon e nylon, nonché vari antiossidanti. Inoltre il fenolo è utilizzato per la produzione di plastificanti, additivi per oli, ed è uno dei componenti che compongono i prodotti fitosanitari. Anche il fenolo è attivamente utilizzato in Ingegneria genetica e la biologia molecolare, come mezzo per purificare e isolare le molecole di DNA.
Le proprietà nocive del fenolo
Quasi immediatamente dopo aver ottenuto il fenolo, gli scienziati hanno scoperto che questa sostanza chimica non ha solo proprietà utili, che ne consente l'utilizzo in vari campi scienza e industria, ma è anche un potente veleno. Quindi, l'inalazione di vapori di fenolo per un breve periodo può portare a irritazione del rinofaringe, ustioni delle vie respiratorie e conseguente edema polmonare con esito fatale. Quando una soluzione di fenolo viene a contatto con la pelle, ustioni chimiche, che successivamente si trasformano in ulcere. Se più del 25 percento della pelle viene trattato con una soluzione, ciò può causare la morte di una persona. L'ingestione di fenolo nel corpo con bevendo acqua, porta allo sviluppo ulcera peptica, atrofia muscolare, compromissione della coordinazione dei movimenti, sanguinamento. Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che il fenolo è la causa del cancro, contribuisce allo sviluppo di insufficienza cardiaca e infertilità.
A causa della proprietà dell'ossidazione, i vapori di questo chimico dissolversi completamente nell'aria dopo circa 20-25 ore. Quando viene rilasciato nel terreno, il fenolo conserva le sue proprietà tossiche per tutto il giorno. Tuttavia, in acqua, la sua vitalità può raggiungere i 7-12 giorni. Pertanto, la via più probabile per questa sostanza tossica per entrare nel corpo umano e sulla pelle - acqua contaminata.
Nella composizione della plastica, il fenolo non perde le sue proprietà volatili, quindi oggi l'uso di plastica fenolica nell'industria alimentare, la produzione di articoli per la casa e giocattoli per bambini è severamente vietato. Il loro utilizzo è inoltre sconsigliato per la finitura di locali residenziali e uffici, dove una persona trascorre almeno alcune ore al giorno. Di norma, il fenolo viene escreto dal corpo con sudore e urina entro 24 ore, ma durante questo periodo riesce a causare danni irreparabili alla salute umana. Per colpa di proprietà nocive in molti paesi del mondo esiste una restrizione all'uso di questa sostanza per scopi medici.
Condizioni di trasporto e stoccaggio
Esistere standard internazionali trasporto di fenolo, progettato per evitare il rilascio della sostanza nell'ambiente.
Fenolo di ferrovia trasportato secondo le regole per il trasporto di merci in cisterne dotate di un dispositivo di riscaldamento. I serbatoi devono essere realizzati in acciaio inossidabile al cromo-nichel, acciaio al carbonio zincato o acciaio al carbonio. Il fenolo, destinato alla produzione di prodotti medicali, viene trasportato in serbatoi ferroviari realizzati in acciaio inossidabile al cromo-nichel e acciaio al carbonio zincato. Il fenolo viene anche trasportato attraverso una tubazione riscaldata in acciaio inossidabile al cromo-nichel.
Il fenolo allo stato fuso e solido viene immagazzinato in serbatoi sigillati realizzati in acciaio inossidabile al cromo-nichel, acciaio al carbonio zincato o acciaio al carbonio, nonché in serbatoi realizzati in alluminio pieno. È consentito conservare il fenolo allo stato fuso sotto azoto (la frazione volumetrica di ossigeno nell'azoto non deve superare il 2%) a una temperatura di (60 ± 10) °C per 2-3 giorni. se conservato in contenitori di alluminio, la temperatura deve essere strettamente controllata per evitare la dissoluzione dell'alluminio nel prodotto.
Fenolo (idrossibenzene,acido fenico) – QuestoObiologicoth composto aromatico con formuleAhiaC6H5OH. Appartiene alla classe con lo stesso nome - fenoli.
Nel suo turno, Fenoli- questa è una classe di composti organici della serie aromatica, in cui i gruppi idrossilici OH− legato al carbonio dell'anello aromatico.
In base al numero di gruppi idrossilici, ci sono:
- fenoli monoidrici (arenoli): fenolo e suoi omologhi;
- fenoli diidrici (arendioli): pirocatecolo, resorcinolo, idrochinone;
- fenoli triidrici (arentrioli): pirogallolo, idrossiidrochinone, floroglucinolo;
- fenoli polivalenti.
Di conseguenza, in realtà fenolo, come sostanza, è il rappresentante più semplice del gruppo fenolico e ha un nucleo aromatico e un gruppo idrossile LUI.
Proprietà fenoliche
Il fenolo appena distillato è costituito da cristalli aghiformi incolori con un punto di fusione 41 °С e punto di ebollizione 182 °С. Se conservato, soprattutto in atmosfera umida e in presenza di piccole quantità di sali di ferro e rame, assume rapidamente un colore rosso. Il fenolo è miscibile in qualsiasi rapporto con alcool, acqua (se riscaldato sopra 60 °C), liberamente solubile in etere, cloroformio, glicerina, disolfuro di carbonio.
A causa della presenza -OH gruppo idrossile, il fenolo ha proprietà chimiche caratteristiche sia degli alcoli che degli idrocarburi aromatici.
Secondo il gruppo idrossile, il fenolo entra nelle seguenti reazioni:
- Poiché il fenolo ha proprietà acide leggermente più forti degli alcoli, sotto l'influenza di alcali forma sali - fenolati (ad esempio, fenolato di sodio - C 6 H 5 ONa):
C 6 H 5 OH + NaOH -> C 6 H 5 ONa + H 2 O
- Come risultato dell'interazione del fenolo con il sodio metallico, si ottiene anche il fenolato di sodio:
2C6H5OH + 2Na -> 2C6H5ONa + H2
- Il fenolo non è direttamente esterificato con acidi carbossilici; gli esteri si ottengono facendo reagire fenolati con anidridi o alogenuri acidi:
C 6 H 5 OH + CH 3 COOH -> C6H 5 OCOCH 3 + NaCl
- Durante la distillazione del fenolo con polvere di zinco, avviene la reazione di sostituzione del gruppo ossidrile con l'idrogeno:
C 6 H 5 OH + Zn -> C 6 H 6 + ZnO
Reazioni del fenolo sull'anello aromatico:
- Il fenolo entra nelle reazioni di sostituzione elettrofila a anello aromatico. Il gruppo OH, essendo uno dei gruppi donatori più forti (a causa di una diminuzione della densità elettronica sul gruppo funzionale), aumenta la reattività dell'anello a queste reazioni e dirige la sostituzione a orto- E paio- disposizioni. Il fenolo è prontamente alchilato, acilato, alogenato, nitrato e solfonato.
- Reazione di Kolbe-Schmitt serve per la sintesi dell'acido salicilico e dei suoi derivati ( acido acetilsalicilico e altri).
C 6 H 5 OH + CO 2 - NaOH -> C 6 H 4 OH (COONa)
C6H4OH (COONa) - H2SO4 -> C6H4OH (COOH)
Reazioni qualitative al fenolo:
- Come risultato dell'interazione con l'acqua di bromo:
C 6 H 5 OH + 3Br 2 -> C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr
formato 2,4,6-tribromofenoloè un solido bianco.- Con acido nitrico concentrato:
C 6 H 5 OH + 3 HNO 3 -> C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3 H 2 O
- Con cloruro di ferro (III) ( reazione qualitativa per fenolo):
C 6 H 5 OH + FeCl 3 -> ⌈Fe (C 6 H 5 OH) 6 ⌉Cl 3
reazione di addizione
- Idrogenazione del fenolo in presenza di catalizzatori metallici Pt/Pd , Pd/Ni , ottieni alcol cicloesilico:
C6H5OH -> C6H11OH
Ossidazione fenolica
A causa della presenza di un gruppo idrossile nella molecola del fenolo, la resistenza all'ossidazione è molto inferiore a quella del benzene. A seconda della natura dell'agente ossidante e delle condizioni di reazione si ottengono vari prodotti.
- Quindi, sotto l'azione del perossido di idrogeno in presenza di un catalizzatore di ferro, no un gran numero di fenolo biatomico - pirocatecolo:
C 6 H 5 OH + 2 H 2 O 2 - Fe> C 6 H 4 (OH) 2
- Quando si interagisce con agenti ossidanti più forti (miscela di cromo, biossido di manganese in un mezzo acido), si forma il para-chinone.
Ottenere fenolo
Il fenolo è ottenuto dal catrame di carbone (prodotto da coke) e sinteticamente.
Il catrame di carbone della produzione di coke contiene dallo 0,01 allo 0,1% fenoli, nei prodotti di semicokeria dallo 0,5 allo 0,7%; nell'olio risultante dall'idrogenazione e nelle acque reflue prese insieme - dallo 0,8 al 3,7%. Contengono catrame di lignite e acque reflue semicoke dallo 0,1 allo 0,4% fenoli. Il catrame di carbone viene distillato, selezionando la frazione fenolica, che evapora a 160-250 °С. La composizione della frazione fenolica comprende fenolo e suoi omologhi (25-40%), naftalene (25-40%) e basi organiche (piridina, chinolina). Il naftalene viene separato per filtrazione e il resto della frazione viene trattato con una soluzione di idrossido di sodio al 10-14%.
I fenolati risultanti vengono separati dagli oli neutri e dalle basi piridiniche mediante insufflazione con vapore vivo e quindi trattati con anidride carbonica. I fenoli grezzi isolati vengono sottoposti a rettifica, selezionando successivamente fenolo, cresoli e xilenoli.
La maggior parte del fenolo attualmente prodotto su scala industriale è ottenuto con vari metodi sintetici.
Metodi sintetici per l'ottenimento del fenolo
- Di metodo del benzensolfonato il benzene è mescolato con olio di vetriolo. Il prodotto risultante viene trattato con soda e si ottiene il sale sodico dell'acido benzensolfonico, dopodiché la soluzione viene evaporata, il solfato sodico precipitato viene separato e il sale sodico dell'acido benzensolfonico viene fuso con l'alcali. O saturare il risultante fenolato di sodio con anidride carbonica o aggiungere acido solforico fino a quando l'anidride solforosa inizia a svilupparsi e distillare il fenolo.
- Metodo del clorobenzene consiste nella clorurazione diretta del benzene con cloro gassoso in presenza di ferro o suoi sali e saponificazione del clorobenzene risultante con una soluzione di idrossido di sodio o durante l'idrolisi in presenza di un catalizzatore.
- Metodo Raschig modificato basato sulla clorurazione ossidativa del benzene con acido cloridrico e aria, seguita dall'idrolisi del clorobenzene e dall'isolamento del fenolo mediante distillazione.
- metodo cumene consiste nell'alchilazione del benzene, nell'ossidazione dell'isopropilbenzene risultante a cumene idroperossido e nella sua successiva decomposizione in fenolo e acetone:
L'isopropilbenzene si ottiene trattando il benzene con propilene puro o frazione propano-propilene del cracking dell'olio, purificato da altri composti insaturi, umidità, mercaptani e idrogeno solforato che avvelenano il catalizzatore. Ad esempio, come catalizzatore viene utilizzato il tricloruro di alluminio disciolto in polialchilbenzene. in diisopropilbenzene. L'alchilazione viene effettuata a 85 °C e sovrapressione 0,5MPa, che garantisce il flusso del processo nella fase liquida. L'isopropilbenzene viene ossidato a idroperossido con ossigeno atmosferico o ossigeno tecnico a 110-130°С in presenza di sali di metalli di valenza variabile (ferro, nichel, cobalto, manganese) Decomporre l'idroperossido con acidi diluiti (solforici o fosforici) o piccole quantità di acido solforico concentrato a 30-60 °С. Dopo la distillazione, fenolo, acetone e una certa quantità di α-metilstirene. Il metodo del cumene industriale sviluppato in URSS è il più economicamente vantaggioso rispetto ad altri metodi per la produzione di fenolo. La produzione di fenolo attraverso l'acido benzensolfonico è associata al consumo di grandi quantità di cloro e alcali. La clorurazione ossidativa del benzene è associata a un grande consumo di vapore - 3-6 volte maggiore rispetto a quando si utilizzano altri metodi; inoltre, durante la clorazione si verifica una grave corrosione delle apparecchiature, che richiede l'uso di materiali speciali. Il metodo cumene è semplice nella progettazione hardware e permette di ottenere contemporaneamente due prodotti tecnicamente validi: fenolo e acetone.
- Durante la decarbossilazione ossidativa dell'acido benzoico dapprima viene effettuata un'ossidazione catalitica in fase liquida del toluene ad acido benzoico che, in presenza di Su 2+ convertito in acido benzensalicilico. Questo processo può essere descritto dal seguente diagramma:
L'acido benzoilsalicilico si decompone con il vapore acqueo in acido salicilico e benzoico. Il fenolo si forma a seguito della rapida decarbossilazione dell'acido salicilico.
Applicazione del fenolo
Il fenolo viene utilizzato come materia prima per la produzione di polimeri: policarbonato e (viene sintetizzato prima il bisfenolo A, e poi questi), resine fenolo-formaldeide, cicloesanolo (con successiva produzione di nylon e nylon).
Nel processo di raffinazione del petrolio con l'aiuto del fenolo, gli oli vengono purificati da sostanze resinose, composti contenenti zolfo e idrocarburi policiclici aromatici.
Inoltre, il fenolo funge da materia prima per la produzione di ionolo, neonoli (), creosoli, aspirina, antisettici e pesticidi.
Il fenolo è un buon conservante e antisettico. È usato per la disinfezione in zootecnia, medicina e cosmetologia.
Proprietà tossiche del fenolo
Il fenolo è tossico (classe di rischio II). L'inalazione di fenolo interrompe le funzioni sistema nervoso. Polveri, vapori e soluzione fenolica, se vengono a contatto con le mucose degli occhi, delle vie respiratorie, della pelle, provocano ustioni chimiche. A contatto con la pelle, il fenolo viene assorbito in pochi minuti e inizia ad agire sul sistema nervoso centrale. A dosi elevate può provocare la paralisi del centro respiratorio.Dose letale per l'uomo se ingerito 1-10 gr, per bambini 0,05-0,5 gr.
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Nikolaev A.F. Tecnologia delle materie plastiche, L., Chimica, 1977. 366 p.
Formula molecolare: C 6 H 5 - OH.
Struttura molecolare: nella molecola del fenolo, il gruppo ossidrile degli atomi è legato all'anello benzenico (nucleo).
Il radicale fenile aromatico (C 6 H 5 -) o il nucleo benzenico, a differenza dei radicali degli idrocarburi saturi, ha la proprietà di attirare verso di sé gli elettroni dell'atomo di ossigeno del gruppo idrossile, quindi, nella molecola del fenolo, il legame chimico tra gli atomi di ossigeno e idrogeno diventa più polare e l'atomo di idrogeno diventa più mobile che nelle molecole di alcol e il fenolo mostra le proprietà di un acido debole (è chiamato acido fenico).
D'altra parte, il gruppo idrossile influenza l'anello benzenico (nucleo) in modo tale che la densità elettronica viene ridistribuita in esso e gli atomi di idrogeno nelle posizioni 2,4,6 diventano più mobili che nella molecola benzenica. Pertanto, nelle reazioni di sostituzione, il fenolo è caratterizzato dalla sostituzione di tre atomi di idrogeno nelle posizioni 2,4,6 (solo un atomo di idrogeno viene sostituito nel benzene). Pertanto, nella molecola del fenolo si osserva l'influenza reciproca del gruppo idrossile e dell'anello benzenico l'uno sull'altro.
Proprietà fisiche: fenolo - una sostanza cristallina incolore con un odore caratteristico, accade nell'aria Colore rosa, Perché ossidato. Punto di fusione - 42 ºC.
Il fenolo è velenoso! Provoca ustioni a contatto con la pelle!
Proprietà chimiche: chim. le proprietà sono dovute al gruppo ossidrilico e all'anello benzenico (nucleo).
· Reazioni in corso sul gruppo idrossile:
L'atomo di idrogeno nel gruppo ossidrile del fenolo è più mobile che negli alcoli, quindi il fenolo mostra proprietà di un acido debole (il secondo nome è acido carbolico) e interagisce non solo con metalli attivi, come gli alcoli, ma anche con alcali (gli alcoli fanno non reagire con alcali! ).
2C 6 H 5 OH + 2Na → 2C 6 H 5 ONa + H 2 . C 6 H 5 OH + NaOH → C 6 H 5 ONa + H 2 O
fenolo idrossido di sodio fenolato di sodio
· Reazioni in corso sull'anello benzenico (nucleo):
Il fenolo reagisce vigorosamente (senza riscaldamento e catalizzatori) con bromo e acido nitrico, mentre tre atomi di idrogeno nelle posizioni 2,4,6 vengono sostituiti nell'anello benzenico.
fenolo bromo 2,4,6 - tribromofenolo idrogeno bromuro
fenolo acido nitrico 2,4,6-trinitrofenolo
Applicazione: Il fenolo è usato per fare sostanze medicinali, coloranti, disinfettanti (antisettici), plastiche (plastiche fenoliche), esplosivi
Ricevuta: catrame di carbone e benzene.
Aldeidi, loro struttura e proprietà. Ottenimento, applicazione di aldeidi formiche e acetiche.
Aldeidi - materia organica, contenente un gruppo aldeidico funzionale
Associato a un radicale idrocarburico o a un atomo di idrogeno.
Formula generale aldeidi: o R - COH
La struttura delle molecole. In una molecola di aldeide, ci sono legami σ tra atomi di carbonio e idrogeno, e un legame σ e un legame π tra atomi di carbonio e ossigeno. La densità elettronica viene spostata dall'atomo di carbonio all'atomo più elettronegativo, l'atomo di ossigeno. Quello. l'atomo di carbonio del gruppo aldeidico acquisisce una carica positiva parziale (δ+) e l'atomo di ossigeno acquisisce una carica negativa parziale (δ–).
Nomenclatura. I nomi delle aldeidi sono dati: 1) da nomi storici pertinente acidi organici, in cui si trasformano durante l'ossidazione: aldeide formica, acetaldeide, ecc. 2) secondo la nomenclatura internazionale - dai nomi degli idrocarburi corrispondenti + suffisso - al. Per esempio,
H - C o H - CHO aldeide formica o metanale
CH 3 - C o CH 3 - CHO acetaldeide o etanale
Proprietà fisiche. Il metanale è un gas incolore con un odore pungente, l'etanale e le seguenti aldeidi sono liquidi, le aldeidi superiori sono solidi.
Proprietà chimiche.
Reazioni di ossidazione. Reazioni qualitative alle aldeidi:
1) la reazione dello "specchio d'argento" - l'ossidazione delle aldeidi con una soluzione di ammoniaca di ossido d'argento quando riscaldata:
CH 3 - CHO + Ag 2 O → CH 3 - COOH + 2 Ag ↓
Aldeide acetica acido acetico
agente ossidante l'ossido d'argento viene ridotto ad argento, che si deposita sulle pareti della provetta, e l'aldeide viene ossidata nell'acido corrispondente
2) Ossidazione di aldeidi con idrossido di rame (II) quando riscaldato.
H - CHO + 2 Cu(OH) 2 → H - COOH + 2CuOH + H 2 O
blu giallo
aldeide formica acido formico
2CuOH → Cu2O + H2O
giallo rosso
L'agente ossidante è il rame con stato di ossidazione +2, che viene ridotto a rame con stato di ossidazione +1.
Reazioni di addizione.
3) Le aldeidi, quando riscaldate e in presenza di un catalizzatore, aggiungono idrogeno rompendo il doppio legame nel gruppo aldeidico. In questo caso, l'aldeide si riduce - si trasforma nell'alcool corrispondente. Ad esempio, il metanale viene convertito in metanolo:
H– CHO + H 2 → CH 3 - OH
metanale alcool metilico (metanolo)
Ricevuta.
Le aldeidi possono essere ottenute:
1. Ossidazione di alcoli primari, ad esempio,
2CH 3OH + O 2 → 2H - CHO + 2H 2 O
alcool metilico aldeide formica (metanale).
2. il metanale può essere ottenuto anche per ossidazione diretta del metano:
CH 4 + O 2 → H - CHO + H 2 O
3. L'aldeide acetica può essere ottenuta mediante idratazione dell'etilene in presenza di un catalizzatore (sali di mercurio) - la reazione di M.G. Kucherov:
H - C ≡ C - H + H 2 O → CH 3 - CHO
Applicazione. I più utilizzati sono il metanale e l'etanale.
· Il metanale viene utilizzato per produrre la resina fenolo-formaldeide, che viene utilizzata per produrre plastica - plastica fenolica.
Sciogliendo questa resina in acetone o alcool si ottengono varie vernici.
· Il metanale viene utilizzato per la produzione di alcuni farmaci e coloranti.
Ampiamente usato 40% soluzione acquosa metanale - formalina. Viene utilizzato nella concia delle pelli (coagula le proteine - la pelle si indurisce e non marcisce), per conservare i preparati biologici, per disinfettare e trattare i semi.
· L'etanale è utilizzato principalmente per la produzione di acido acetico.
A seconda del numero di gruppi OH, i fenoli sono divisi in: monoatomici e
fenoli diidrici:
fenoli trisostituiti: (pirogallolo), simmetrici e asimmetrici
Nomenclatura e isomeria.
I nomi dei fenoli sono fatti tenendo conto del fatto che il nome banale "fenolo" è conservato per la struttura madre secondo le regole della IUPAC. La numerazione degli atomi di carbonio dell'anello benzenico inizia dall'atomo direttamente legato al gruppo OH e continua in una sequenza tale che i sostituenti disponibili ricevano i numeri più piccoli.
La struttura del fenolo, l'influenza reciproca dell'anello benzenico e del gruppo ossidrilico.
In una molecola di fenolo, l'anello benzenico e il gruppo OH si influenzano reciprocamente. La coppia solitaria di elettroni dell'atomo di ossigeno del gruppo OH è in p, coniugazione π con l'anello benzenico. Pertanto, nel fenolo, il gruppo OH, oltre all'effetto induttivo negativo, mostra un effetto mesomerico positivo. Valore +M- più effetto di – IO- effetto. Pertanto, il gruppo OH è un donatore di elettroni (ED) rispetto all'anello benzenico e aumenta la polarità del legame O - H e, di conseguenza, vi è un aumento della mobilità dell'atomo di idrogeno e quindi aumento proprietà acide.
Oltretutto, +M- l'effetto del gruppo OH aumenta la densità elettronica in orto-E paio- posizioni dell'anello benzenico e nelle posizioni 2, 4, 6 si forma una parziale carica negativa, che facilita le reazioni di sostituzione elettrofila.
centro acido
–IO<
+М,
ED
Proprietà fisiche.
Il fenolo è una sostanza cristallina incolore con un odore pungente, è scarsamente solubile in acqua a temperature ordinarie ea temperature superiori a 66 0 è miscibile con l'acqua in qualsiasi rapporto. Si ossida all'aria e diventa rosa. Il fenolo è una sostanza tossica che provoca ustioni cutanee, la sua soluzione acquosa al 10% si chiama acido carbolico e viene utilizzato come antisettico.
Proprietà chimiche.
Le proprietà chimiche dei fenoli sono dovute alla presenza del gruppo OH e dell'anello benzenico.
Reazioni che coinvolgono il gruppo idrossile.
Dissociazione in soluzioni acquose:
fenolato - ione
Interazione con metalli attivi (simili a semplici alcoli):
Interazione con alcali (differenza dagli alcoli):
I fenolati risultanti vengono facilmente decomposti dall'azione degli acidi. Pertanto, sotto l'azione di H 2 CO 3 (CO 2 + H 2 O) e altri acidi, i fenolati si decompongono facilmente e la reazione inversa non è possibile.
C 6 H 5 ONa + CO 2 + H 2 O C 6 H 5 OH + NaHCO 3
Interazione con haloalkanes per formare eteri:
metilfenil etere
Interazione con le anidridi acide per formare esteri:
fenilacetato
Interazione con i sali (cloruro ferrico III). Questa reazione è una reazione qualitativa per l'idrossido fenolico
Ogni fenolo dà il proprio colore caratteristico in una reazione qualitativa con FeCl 3:
Fenolo Viola, Idrochinone Verde sporco,
Pirocatechina Verde, Pirogallolo Rosso.
Resorcina Viola
3C 6 H 5 OH + FeC1 3 (C 6 H 5 O) 3 Fe + 3HC1
colorazione viola
Recupero R-tion con polvere di zinco quando riscaldato:
C6H5OH + 3H2 
C6H12 + ZnO
.R-zione sull'anello benzenico ( S E )
Come accennato in precedenza, il gruppo –OH è un orientante di tipo I che facilita le reazioni lungo l'anello benzenico, indirizzando l'attacco del reagente elettrofilo principalmente alle posizioni orto e para:
Alogenazione del fenolo:
2,4,6-tribromofenolo
L'acqua di bromo diventa decolorata e si forma un precipitato bianco. Questa reazione è usata come reazione qualitativa per il fenolo.
Nitrazione del fenolo. Sotto l'influenza di una soluzione al 20% di acido nitrico a freddo, il fenolo viene convertito in una miscela orto- E paio- nitrofenolo:
2-nitrofenolo - 40% 4-nitrofenolo - 10%
Per ottenere il 2,4,6-trinitrofenolo (acido picrico), il fenolo viene preliminarmente sciolto in acido solforico concentrato, quindi sottoposto a nitrazione con acido nitrico concentrato:
acido picrico
Solfonazione del fenolo:
R-zione di condensazione. Quando interagisce con la formaldeide, il fenolo forma polimeri di varie strutture (lineari, ramificati, reticolari) - resine fenolo-formaldeide.
Frammento
fenolo-formaldeide
5. R-zione di idrogenazione (recupero):
Ossidazione. I fenoli sono facilmente ossidati sotto l'azione dell'ossigeno atmosferico:
chinone
Molte sostanze biologiche contengono un sistema "chinoide": vitamina K 2 (fattore di coagulazione del sangue), enzimi redox della respirazione tissutale - ubichinoni.