Fenol szerkezet. A fenol kémiai tulajdonságai

A fenolok kémiai tulajdonságait egy hidroxilcsoport és egy benzolgyűrű jelenléte határozza meg a molekulában.

Reakciók hidroxilcsoport szerint

A fenolok az alifás alkoholokhoz hasonlóan savas tulajdonságokkal rendelkeznek, pl. képes sókat képezni - fenolátok. Ezek azonban erősebb savak, ezért nem csak alkálifémekkel (nátrium, lítium, kálium), hanem lúgokkal és karbonátokkal is kölcsönhatásba léphetnek:

Savasság állandó rK A fenol értéke 10. A fenol magas savassága a benzolgyűrű akceptor tulajdonságával függ össze ( csatoló hatás) és a keletkező fenolát anion rezonanciastabilizációjával magyarázható. A fenolát anion oxigénatomján lévő negatív töltés a konjugációs hatás következtében az aromás gyűrűben újra elosztható, ez a folyamat rezonanciaszerkezetek halmazával írható le:

Ezen szerkezetek egyike sem írja le önmagában a molekula tényleges állapotát, de használatuk lehetővé teszi számos reakció magyarázatát.

A fenolátok könnyen kölcsönhatásba lépnek halogén-alkánokkal és savhalogenidekkel:

A fenolsók és a halogén-alkánok kölcsönhatása a fenolok O-alkilezésének reakciója. Ez egy módszer éterek előállítására (Williamson-reakció, 1852).

A fenol savhalogenidekkel és -anhidridekkel reagálva észtereket képez (O-acilezés):

A reakció kis mennyiségű ásványi sav jelenlétében vagy melegítéssel megy végbe.

Reakciók a benzolgyűrűn

A hidroxil egy elektrondonor csoport, és aktiválódik orto- És pár- pozíciók elektrofil szubsztitúciós reakciókban:

Halogénezés

A fenolok halogénezése halogének vagy halogénezőszerek hatására nagy sebességgel megy végbe:

Nitrálás

Ha az ecetsavban lévő salétromsav (kis mennyiségű kénsav jelenlétében) a fenolra hat, 2-nitro-fenol keletkezik:

Tömény salétromsav vagy nitráló keverék hatására a fenol intenzíven oxidálódik, ami molekulája mély pusztulásához vezet. Híg salétromsav használatakor a nitrálást erős kátrányosodás kíséri a 0°C-ra hűlés ellenére, és képződéshez vezet. O-És P- izomerek, amelyek közül az első túlsúlyban van:

Amikor a fenolt inert oldószerben (benzol, diklór-etán) dinitrogén-tetroxiddal nitráljuk, 2,4-dinitro-fenol képződik:

Ez utóbbi nitrálása nitráló keverékkel könnyen megy, és módszerként szolgálhat a pikrinsav szintézisére:

Ez a reakció önmelegedéssel lép fel.

A pikrinsavat a szulfonálási lépéssel is nyerik. Ehhez a fenolt 100 °C-on feleslegben lévő kénsavval kezeljük, így 2,4-diszulfo-származékot kapunk, amelyet füstölgő salétromsavval kezelünk anélkül, hogy a reakcióelegyből izolálnák:

Két szulfocsoport (valamint nitrocsoport) bevitele a benzolgyűrűbe ellenállóvá teszi a füstölgő salétromsav oxidáló hatásával szemben, a reakciót nem kíséri kátrányosodás. A pikrinsav előállításának ez a módszere kényelmes ipari méretekben történő előállításhoz.

Szulfonálás . A fenol szulfonálása a hőmérséklettől függően történik orto- vagy pár-pozíció:

Alkilezés és acilezés Friedel-Crafts szerint . A fenolok alumínium-kloriddal ArOAlCl 2 inaktív sókat képeznek, ezért a fenolok alkilezéséhez protikus savakat (H 2 SO 4) vagy savas típusú fém-oxid katalizátorokat (Al 2 O 3) használnak katalizátorként. Ez lehetővé teszi, hogy alkilezőszerként csak alkoholokat és alkéneket alkalmazzanak:

Az alkilezés egymás után megy végbe, mono-, di- és trialkil-fenolok képződésével. Ugyanakkor savkatalizált átrendeződés megy végbe az alkilcsoportok migrációjával:

Kondenzáció aldehidekkel és ketonokkal . Amikor lúgos vagy savas katalizátorok hatnak fenol és zsíraldehid keverékére, kondenzáció lép fel O- És P- rendelkezések. Ennek a reakciónak nagyon nagy gyakorlati jelentősége van, mivel fontos műanyagok és lakkbázisok előállításának hátterében áll. Közönséges hőmérsékleten a molekula kondenzáció miatti növekedése lineáris irányban megy végbe:

Ha a reakciót melegítéssel hajtjuk végre, a kondenzáció elágazó molekulák képződésével kezdődik:

A csatlakozás eredményeként minden elérhető O- És P-helyzetekben háromdimenziós hőre keményedő polimer képződik - bakelit. A bakelit nagy elektromos ellenállással és hőállósággal rendelkezik. Ez az egyik első ipari polimer.

A fenol és az aceton reakciója ásványi sav jelenlétében biszfenol képződéséhez vezet:

Ez utóbbit epoxivegyületek előállítására használják.

Kolbe–Schmidt reakció. Fenilkarbonsavak szintézise.

A nátrium- és kálium-fenolátok szén-dioxiddal reagálnak, és a hőmérséklettől függően fenil-karbonsavak orto- vagy para-izomerjei képződnek:

Oxidáció

A fenolt krómsav könnyen oxidálja P- benzokinon:

Felépülés

A fenol ciklohexanonná történő redukálását poliamid (nylon-6,6) előállítására használják.

Fenol, szerves eredetű kémiai anyag, az aromás szénhidrogének csoportjába tartozik.

1842-ben Auguste Laurent francia biotudósnak sikerült levezetnie a fenol (C6H5OH) képletét, amely egy benzolgyűrűből és egy OH-hidroxicsoportból áll. A fenolnak számos neve van, amelyeket mind a tudományos irodalomban, mind a köznyelvben használnak, és ennek az anyagnak az összetétele miatt keletkeztek. Így a fenolt gyakran nevezik oxibenzol vagy karbolsav.

A fenol mérgező. A por és a fenolos oldat irritálja a szem nyálkahártyáját, a légutakat és a bőrt. Gyengén savas tulajdonságokkal rendelkezik, lúgoknak kitéve sókat - fenolátokat - képez. A bróm hatására tribrómfenol képződik, amelyet antiszeptikus – xeroform – előállítására használnak. A benzolgyűrű és az OH-csoport egy fenolmolekulában egyesülve befolyásolják egymást, jelentősen növelve egymás reakcióképességét. Különösen fontosak a fenolok aldehidekkel és ketonokkal való kondenzációs reakciói, amelyek polimer termékeket eredményeznek.

A fenol fizikai tulajdonságai

A fenol kémiai tulajdonságai

A fenol fehér kristályos anyag, jellegzetes éles édes-cukros szaggal, amely levegővel érintkezve könnyen oxidálódik, először rózsaszínes, majd egy idő után gazdag barna színt kap. A fenol jellemzője, hogy nemcsak vízben, hanem alkoholban, lúgos közegben, benzolban és acetonban is kiválóan oldódik. Ezenkívül a fenol nagyon alacsony olvadásponttal rendelkezik, és +42 ° C-on könnyen folyékony halmazállapotúvá válik, valamint gyenge savas tulajdonságokkal rendelkezik. Ezért, amikor lúgokkal kölcsönhatásba lép, a fenol fenolátoknak nevezett sókat képez.

A gyártási technológiától és a céltól függően a fenolt három fokozatban állítják elő: A, B és C a GOST 23519-93 szerint. Az alábbiakban bemutatjuk a műszaki jellemzőit.

A fenol műszaki jellemzői a GOST 23519-93 szerint

A jelző neve	Jelentése
	A fokozat	B márka	B márka
Kinézet	fehér kristályos anyag		Fehér kristályos checheskoe be-be. Engedélyezett rózsaszínű ill sárgás árnyalat
Kristályosodási hőmérséklet, °C, nem alacsonyabb	40,7	40,6	40,4
A nem illékony maradék tömeghányada, %, nem több	0,001	0,008	0,01
A fenol vizes oldatának optikai sűrűsége (8,3 g A osztályú, 8,0 g B osztályú, 5,0 g B osztályú 100 cm3 vízben) 20 °C-on nem tovább	0,03	0,03	0,03
A szulfonált fenol optikai sűrűsége, nem több	0,05	Nem szabványosítanak
A fenol olvadék platina-kobalt színe skála, Hazen mértékegységek:
a gyártótól, nem több	5	Nem szabványosítanak
a fogyasztótól:
csővezetékes és beszállítás során rozsdamentes acél tartályok, nem több	10	Azonos
szénacél tartályokban szállítva acél és horganyzott, nem több	20	>>
A víz tömeghányada, %, nem több	0,03	Nem szabványosítanak
Az összes szerves szennyeződés tömeghányada, %, nem több	0,01	Nem szabványosítanak
beleértve a mezitil-oxidot is, %, nem több	0,0015	0,004	Nem szabványosítanak
mennyisége -metilsztirol és izopropilbenzol (kumén),%, nem több	Nem szabványosítanak	0,01	Azonos

A fenol előállításának módszerei

A fenol tiszta formában nem fordul elő a természetben, a szerves kémia mesterséges terméke. Jelenleg három fő módszer létezik a fenol ipari mennyiségben történő előállítására. Előállításának fő részét az úgynevezett cumpolos módszer adja, amely az izopropil-benzol aromás szerves vegyület levegővel történő oxidációját foglalja magában. A kémiai reakció eredményeként cumpol-hidroperoxid keletkezik, amely kénsavval reagálva acetonná bomlik, majd kristályos csapadék formájában fenol válik ki. A gyártáshoz metilbenzolt (toluolt) is használnak, melynek oxidációja következtében ez a vegyszer és benzoesav keletkezik. Ezenkívül egyes iparágakban, például a kohászati ​​kokszgyártásban, a kőszénkátrányból fenol szabadul fel. Ez a termelési mód azonban megnövekedett energiaintenzitása miatt veszteséges. A vegyipar legújabb vívmányai közé tartozik a fenol előállítása benzol és ecetsav reakciójával, valamint a benzol oxidatív klórozása.

A fenolt először a német BASF cég állított elő ipari mennyiségben 1899-ben benzol kénsavval történő szulfonálásával. Az előállítás technológiája az volt, hogy a szulfonsavat ezt követően lúgos olvasztásnak vetették alá, aminek eredményeként fenol képződik. Ezt a módszert több mint 100 évig alkalmazták, de a 20. század második felében a vegyipari vállalkozások kénytelenek voltak felhagyni vele a hatalmas mennyiségű nátrium-szulfit hulladék miatt, amely a fenol szerves szintézisének mellékterméke volt. .

A 20. század első felében az amerikai Dow Chemical cég egy másik módszert vezetett be a fenol előállítására, a benzol klórozásával, amelyet „Raschig-eljárásnak” neveztek. A módszer meglehetősen hatékonynak bizonyult, mivel a kapott anyag fajsúlya elérte a 85%-ot. Ezt követően ugyanez a cég bevezette a metilbenzlén oxidációját, majd a benzoesav lebontását is, azonban a katalizátor problémás dezaktiválása miatt ma már a vegyipari vállalkozások mintegy 3-4%-a használja.

A leghatékonyabb a fenol előállításának kumpoláris módszere, amelyet Pjotr ​​Szergejev szovjet vegyész fejlesztett ki és 1942-ben vezettek be a gyártásba. Az első kumpol üzem, amelyet 1949-ben építettek a Gorkij régióbeli Dzerzsinszk városában, a Szovjetunió fenolszükségletének harmadát tudta biztosítani.

A fenol alkalmazási köre

Kezdetben a fenolt különféle színezékek előállítására használták, mivel az oxidáció során halvány rózsaszínről barnára változtatta a színét. Ez a vegyszer sokféle szintetikus festékben megtalálható. Ezenkívül a fenol baktériumokat és mikroorganizmusokat elpusztító tulajdonságát a cserzőiparban alkalmazták az állati bőrök cserzésekor. Később a fenolt sikeresen alkalmazták az orvostudományban a sebészeti eszközök és helyiségek fertőtlenítésének és fertőtlenítésének egyik eszközeként, valamint 1,4 százalékos vizes oldatként - fájdalomcsillapítóként és fertőtlenítőként belső és külső használatra. Ezenkívül a szalicilsav fenolja az aszpirin alapja, származékát, a para-aminoszalicilsavat pedig tuberkulózisos betegek kezelésére használják. A fenol is része a purgena erős hashajtó gyógyszernek.

Jelenleg a fenol fő célja a vegyipar, ahol ebből az anyagból műanyagokat, fenol-formaldehid gyantákat, mesterséges szálakat, például nylont és nylont, valamint különféle antioxidánsokat készítenek. Ezenkívül a fenolt lágyítók, olajadalékok előállításához használják, és a növényvédő szerek egyik összetevője. A fenolt a génsebészetben és a molekuláris biológiában is aktívan használják DNS-molekulák tisztítására és izolálására.

A fenol káros tulajdonságai

Szinte azonnal a fenol megszerzése után a tudósok megállapították, hogy ez a vegyi anyag nemcsak előnyös tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a tudomány és a termelés különböző területein történő felhasználását, hanem erős méreg is. Így a fenolgőz rövid ideig tartó belélegzése a nasopharynx irritációjához, a légúti égési sérülésekhez és az ezt követő tüdőödémához vezethet, ami halálos kimenetelű. Amikor fenolos oldat érintkezik a bőrrel, kémiai égési sérülések keletkeznek, amelyek később fekélyekké alakulnak át. Ha a bőr több mint 25 százalékát kezelik az oldattal, az halált okozhat. Ha a fenol ivóvízzel kerül a szervezetbe, az peptikus fekélyek kialakulásához, izomsorvadáshoz, mozgáskoordináció-károsodáshoz, vérzéshez vezet. Ezenkívül a tudósok azt találták, hogy a fenol a rák oka, és hozzájárul a szívelégtelenség és a meddőség kialakulásához.

Az oxidációs tulajdonság miatt ennek a vegyszernek a gőzei körülbelül 20-25 óra múlva teljesen feloldódnak a levegőben. A talajba kerülve a fenol egész nap megőrzi mérgező tulajdonságait. Vízben azonban életképessége elérheti a 7-12 napot. Ezért ennek a mérgező anyagnak az emberi szervezetbe és a bőrre való bejutásának legvalószínűbb módja a szennyezett víz.

A műanyagok részeként a fenol nem veszíti el illékony tulajdonságait, ezért a fenolok felhasználása az élelmiszeriparban, háztartási cikkek és gyermekjátékok gyártásában ma szigorúan tilos. Használatuk nem javasolt olyan lakó- és irodahelyiségek befejezéséhez, ahol az emberek naponta legalább több órát töltenek. A fenol általában 24 órán belül izzadsággal és vizelettel ürül ki a szervezetből, de ez idő alatt helyrehozhatatlan károkat okoz az emberi egészségben. Káros tulajdonságai miatt a világ számos országában korlátozások vonatkoznak ennek az anyagnak az orvosi célú felhasználására.

Szállítási és tárolási feltételek

A fenol szállítására nemzetközi szabványok vonatkoznak, amelyek célja az anyag környezetbe jutásának elkerülése.

A fenolt a fűtőberendezéssel felszerelt tartályokban történő áruszállításra vonatkozó szabályok szerint vasúton szállítják. A tartályoknak rozsdamentes króm-nikkel acélból, horganyzott szénacélból vagy szénacélból kell készülniük. Az orvosi termékek gyártására szánt fenolt rozsdamentes króm-nikkel acélból és cinkbevonatú szénacélból készült vasúti tartályokban szállítják. A fenolt szintén rozsdamentes króm-nikkel acélból készült fűtött csővezetéken keresztül szállítják.

Az olvadt és szilárd fenolt rozsdamentes króm-nikkel acélból, horganyzott szénacélból vagy szénacélból készült zárt tartályokban, valamint monolit alumínium tartályokban tárolják. A fenol olvadt állapotban, nitrogén alatt tárolható (a nitrogénben lévő oxigén térfogathányada nem haladhatja meg a 2%-ot) (60 ± 10) °C hőmérsékleten 2-3 napig. Alumínium tárolóedényben történő tároláskor szigorúan ellenőrizni kell a hőmérsékletet, hogy elkerüljük az alumínium feloldódását a termékben.

Benzol bázisán keletkezik. Normál körülmények között szilárd, mérgező anyagok, sajátos aromájúak. A modern iparban ezek a kémiai vegyületek fontos szerepet játszanak. Felhasználási mennyiségét tekintve a fenol és származékai a világ húsz legnépszerűbb kémiai vegyülete közé tartoznak. Széles körben használják a vegyiparban és a könnyűiparban, a gyógyszeriparban és az energetikában. Ezért a fenol ipari méretekben történő előállítása a vegyipar egyik fő feladata.

Fenol megnevezések

A fenol eredeti neve karbolsav. Később ez a vegyület a „fenol” nevet kapta. Ennek az anyagnak a képlete az ábrán látható:

A fenolatomok számozása az OH-hidroxocsoporthoz kapcsolódó szénatomtól származik. A sorozat olyan sorrendben folytatódik, hogy a többi szubsztituált atom a legalacsonyabb számot kapja. A fenolszármazékok három elem formájában léteznek, amelyek jellemzőit szerkezeti izomerjeik különbözősége magyarázza. A különféle orto-, meta-, para-krezolok csak a benzolgyűrű és a hidroxilcsoport vegyületének alapszerkezetének módosulását jelentik, amelyek bázikus kombinációja a fenol. Ennek az anyagnak a képlete kémiai jelöléssel úgy néz ki, mint C 6 H 5 OH.

A fenol fizikai tulajdonságai

Vizuálisan a fenol szilárd, színtelen kristályokként jelenik meg. Szabad levegőn oxidálódnak, így az anyag jellegzetes rózsaszín árnyalatot ad. Normál körülmények között a fenol meglehetősen rosszul oldódik vízben, de a hőmérséklet 70 °C-ra történő emelkedésével ez az érték meredeken növekszik. Lúgos oldatokban ez az anyag bármilyen mennyiségben és bármilyen hőmérsékleten oldódik.

Ezeket a tulajdonságokat más vegyületek is megőrzik, amelyek fő összetevői a fenolok.

Kémiai tulajdonságok

A fenol egyedi tulajdonságait belső szerkezete magyarázza. Ennek a kémiai anyagnak a molekulájában az oxigén p-pályája egyetlen p-rendszert alkot a benzolgyűrűvel. Ez a szoros kölcsönhatás növeli az aromás gyűrű elektronsűrűségét, és csökkenti az oxigénatom indikátorát. Ebben az esetben a hidroxocsoport kötéseinek polaritása jelentősen megnő, és az összetételében lévő hidrogén könnyen helyettesíthető bármilyen alkálifémtel. Így keletkeznek különféle fenolátok. Ezek a vegyületek nem bomlanak le vízzel, mint az alkoholátok, de oldataik nagyon hasonlítanak az erős bázisok és gyenge savak sóihoz, így meglehetősen kifejezett lúgos reakciót mutatnak. A fenolátok különféle savakkal reagálnak, a reakció eredményeként a fenolok redukálódnak. A vegyület kémiai tulajdonságai lehetővé teszik, hogy savakkal reagáljon, észtereket képezve. Például a fenol és az ecetsav reakciója fenil-észter (fenil-acetát) képződéséhez vezet.

Széles körben ismert a nitrálási reakció, amelyben 20%-os salétromsav hatására a fenol para- és ortonitrofenolok keverékét képezi. Amikor a fenolt tömény salétromsavval kezelik, 2,4,6-trinitro-fenol keletkezik, amelyet néha pikrinsavnak is neveznek.

Fenol a természetben

Független anyagként a fenol a természetben megtalálható a kőszénkátrányban és bizonyos típusú olajokban. De az ipari igények szempontjából ez a mennyiség nem játszik szerepet. Ezért a fenol mesterséges előállítása a tudósok sok generációja számára prioritássá vált. Szerencsére ez a probléma megoldódott, és végül mesterséges fenolt kaptak.

Tulajdonságok, átvétel

Különböző halogének alkalmazása lehetővé teszi fenolátok előállítását, amelyekből további feldolgozás során benzol képződik. Például nátrium-hidroxid és klór-benzol melegítése nátrium-fenolátot eredményez, amely savnak kitéve sóra, vízre és fenolra bomlik. Az ilyen reakció képlete itt található:

C 6 H 5 -CI + 2NaOH -> C 6 H 5 -ONa + NaCl + H 2 O

Az aromás szulfonsavak szintén forrásai a benzol előállításának. A kémiai reakciót lúg és szulfonsav egyidejű megolvasztásával hajtják végre. Amint a reakcióból látható, először a fenoxidok képződnek. Erős savakkal kezelve többértékű fenolokká redukálódnak.

Fenol az iparban

Elméletileg a fenol előállításának legegyszerűbb és legígéretesebb módja így néz ki: katalizátor segítségével a benzolt oxigénnel oxidálják. Mostanáig azonban nem választottak ki katalizátort ehhez a reakcióhoz. Ezért jelenleg más módszereket használnak az iparban.

A fenol előállításának folyamatos ipari módszere klórbenzol és 7%-os nátrium-hidroxid-oldat kölcsönhatásából áll. A kapott keveréket egy másfél kilométeres, 300 C-ra felmelegített csőrendszeren vezetik át. A hőmérséklet és a fenntartott magas nyomás hatására a kiindulási anyagok reakcióba lépnek, így 2,4-dinitro-fenol és egyéb termékek keletkeznek.

Nem sokkal ezelőtt ipari módszert fejlesztettek ki fenoltartalmú anyagok kumol módszerrel történő előállítására. Ez a folyamat két szakaszból áll. Először is, az izopropil-benzolt (kumén) nyerik a benzolból. Ehhez a benzolt propilénnel lúgosítják. A reakció így néz ki:

Ezt követően a kumolt oxigénnel oxidálják. A második reakció eredménye a fenol és egy másik fontos termék, az aceton.

A fenolt ipari méretekben lehet előállítani toluolból. Ehhez a toluolt a levegőben lévő oxigénre oxidálják. A reakció katalizátor jelenlétében megy végbe.

Példák fenolokra

A fenolok legközelebbi homológjait krezoloknak nevezzük.

Háromféle krezol létezik. A meta-krezol normál körülmények között folyékony, a para-krezol és az orto-krezol szilárd anyag. Minden krezol rosszul oldódik vízben, és kémiai tulajdonságaik szinte hasonlóak a fenolhoz. A krezolok természetes formájukban a kőszénkátrányban találhatók, az iparban pedig színezékek és egyes műanyagok előállítására használják.

A kétatomos fenolokra példák a para-, orto- és metahidrobenzolok. Mindegyik szilárd anyag, vízben könnyen oldódik.

A háromértékű fenol egyetlen képviselője a pirogallol (1,2,3-trihidroxi-benzol). Képletét az alábbiakban mutatjuk be.

A pirogallol meglehetősen erős redukálószer. Könnyen oxidálódik, ezért oxigénmentes gázok előállítására használják. Ezt az anyagot a fotósok jól ismerik, előhívóként használják.

A fenol színtelen kristályos anyag, nagyon specifikus szaggal. Ezt az anyagot meglehetősen széles körben használják különféle festékek, műanyagok és különféle szintetikus szálak (főleg nejlon) előállítására. A petrolkémiai ipar fejlődése előtt a fenolt kizárólag kőszénkátrányból állították elő. Természetesen ez a módszer nem volt képes fedezni a rohamosan fejlődő ipar minden igényét a fenol iránt, amely mára szinte minden körülöttünk lévő tárgy fontos alkotóelemévé vált.

A fenolt, amelynek előállítása sürgető szükségletté vált az új anyagok és anyagok rendkívül széles körének megjelenése miatt, amelynek szerves összetevője, a szintézis folyamatában kerül felhasználásra, ami viszont fontos összetevője. a fenolok. Ezenkívül nagy mennyiségű fenolt dolgoznak fel ciklohexanollá, amely az ipari termeléshez szükséges.

Egy másik fontos terület a kreozol-keverék előállítása, amelyet kreozol-formadelhid gyantává szintetizálnak, és számos gyógyszer, antiszeptikum és antioxidáns gyártására használnak. Ezért manapság a nagy mennyiségű fenol előállítása fontos feladat a petrolkémiában. Számos módszert fejlesztettek ki már ennek az anyagnak a megfelelő mennyiségben történő előállítására. Nézzük a főbbeket.

A legrégebbi és leginkább bevált módszer a lúgos olvasztási módszer, amelyet a kénsav és a nátronlúg nagy fogyasztása jellemez, majd ezeket benzolszulfonátsóvá olvasztják, amelyből ezt az anyagot közvetlenül izolálják. A fenol előállítása a benzol klórozásával, majd a klórbenzol elszappanosításával csak akkor jövedelmező, ha nagy mennyiségű olcsó villamos energia áll rendelkezésre a marónátron és klór előállításához. Ennek a technikának a fő hátrányai a nagy nyomás (legalább háromszáz atmoszféra) létrehozásának szükségessége és a berendezés rendkívül jelentős mértékű korróziója.

Egy modernebb módszer a fenol előállítása izopropil-benzol-hidroperoxid lebontásával. Igaz, a szükséges anyag izolálásának sémája itt meglehetősen bonyolult, mivel magában foglalja a hidroperoxid előzetes előállítását benzol propilén oldattal történő alkilezésével. Ezen túlmenően a technológia lehetővé teszi a keletkező izopropil-benzol oxidációját levegő keverékkel hidroperoxid képzése céljából. Ennek a technikának a pozitív tényezőjeként megjegyezhetjük, hogy a fenollal párhuzamosan egy másik fontos anyag, az aceton is termelődik.

Létezik egy módszer is a fenol izolálására szilárd tüzelőanyagból származó kokszból és félkokszkátrányból. Ez az eljárás nemcsak az értékes fenol előállításához szükséges, hanem a különféle szénhidrogén termékek minőségének javításához is. A fenol egyik tulajdonsága a gyors oxidáció, ami az olaj felgyorsult öregedéséhez és viszkózus gyantaszerű frakciók kialakulásához vezet benne.

De a legmodernebb módszer és a petrolkémiai ipar legújabb vívmánya a fenol előállítása benzolból közvetlenül oxidációval, a teljes folyamatot speciális adiabatikus reaktorban hajtják végre, amely zeolit ​​tartalmú katalizátort tartalmaz. Az eredeti dinitrogén-oxidot az ammónia levegővel történő oxidációjával vagy pontosabban a szintézis során keletkező melléktermékeiből történő izolálással nyerik. Ez a technológia nagy tisztaságú fenol előállítására képes minimális összes szennyeződés tartalommal.

Sav-bázis tulajdonságok. A fenolok savassága jóval magasabb (5-6 nagyságrenddel), mint az alkoholoké. Ezt két tényező határozza meg: az O-H kötés nagyobb polaritása, ami abból adódik, hogy az oxigénatom magányos elektronpárja részt vesz a benzolgyűrűvel való konjugációban (a hidroxilcsoport a +M hatás miatt erős donor), és a keletkező fenolátion jelentős stabilizálása a negatív töltés delokalizációja miatt az aromás rendszer részvételével:

Az alkanolokkal ellentétben a fenolok lúgoknak kitéve sókat képeznek - fenolátok, amelyek lúgok vizes oldataiban (pH > 12) oldódnak. A fenolok azonban rosszul oldódnak alkálifém-hidrogén-karbonátok vizes oldataiban (pH = 8), mivel ilyen körülmények között a fenolátok teljes hidrolízisen mennek keresztül.

A fenol alapvető tulajdonságai sokkal kevésbé hangsúlyosak (4-5 nagyságrenddel), mint az alkoholoké. Ennek oka az a tény, hogy az oxigénatom magányos elektronpárjának konjugációja a keletkező kationban a benzolgyűrű π-elektronjaival megszakad:

Acilezés. Az alkoholokra jellemző H2SO4 jelenlétében a karbonsavakkal történő észterezés a fenol esetében lassú az oxigéncentrum alacsony nukleofilitása miatt. Ezért a fenol-észterek előállításához erősebb elektrofileket használnak - RC0C1 savkloridokat vagy karbonsavak anhidridjeit [(RCO) 2 0] vízmentes körülmények között:

A fenol alkilezése. A fenolokban az oxigéncentrum nukleofilitása lényegesen magasabb, mint a fenolban. Így a nátrium-fenolát alkil-halogenidekkel történő kezelésekor fenol-éterek képződnek:

A fenolok összes reakciója az O-H kötésen keresztül megy végbe. A fenolokban lévő C-O kötés felhasadásával járó reakciók, azaz a fenolban a hidroxilcsoport szubsztitúciós reakciói nem fordulnak elő a szervezetben.

Redox tulajdonságok. A fenol könnyen oxidálódik a levegőben, így fehér kristályai gyorsan rózsaszínűvé válnak. A kapott termékek összetételét nem határozták meg pontosan.

A fenolok jellegzetes színreakciót mutatnak az FeCl3-mal vizes oldatokban, vörös-ibolya színt hozva létre, amely erős sav vagy alkohol hozzáadása után eltűnik. Feltételezzük, hogy az intenzív szín a belső szférában fenolát aniont tartalmazó komplex vegyület képződésével jár:

Ebben a komplexben az összes ligandum közül a fenolát anion a legaktívabb nukleofil és redukálószer. Képes egy elektront átvinni egy elektrofilre és egy oxidálószerre - egy vas(3) kationra - úgy, hogy a belső szférában egy fenoxi gyököt (C6H5O*) tartalmazó gyökös ionrendszer képződik, ami intenzív feszültség megjelenéséhez vezet. szín:

Hasonló gyökképződés egy komplex vegyület belső szférájában a belső redox folyamat következtében a szervezet szubsztrát-enzim komplexeiben is előfordulhat. Ebben az esetben a gyökrészecske vagy megkötve maradhat a belső szférában, vagy szabaddá válhat, amikor elhagyja ezt a szférát.

A FeCl3-mal végzett reakció azt jelzi, hogy a fenol, különösen annak anionja könnyen oxidálódik. A többértékű fenolok még könnyebben oxidálódnak. Így a hidrokinon (különösen a dianionja) a szénatomok miatt könnyen oxidálódik 1,4-benzokinonná:

A hidrokinont a fotózásban használják, mert... gyorsabban csökkenti az AgBr-t a fényképészeti emulzióban a megvilágított területeken, mint a nem exponált területeken.

Az 1,4-kinoid csoportot tartalmazó vegyületeket ún kinonok. A kinonok tipikus oxidálószerek, amelyek egyensúlyi konjugált redoxpárt alkotnak a megfelelő hidrokinonokkal (9.1. szakasz). A Q koenzim ilyen párja részt vesz a szubsztrát oxidációjának folyamatában a dehidrogénezés következtében (9.3.3. szakasz), valamint az elektrontranszport lánc mentén az oxidált szubsztrátból az oxigénbe (9.3.4. szakasz). A naftokinon csoportot tartalmazó K csoport vitaminjai biztosítják a véralvadást a levegőben.

Elektrofil szubsztitúció a benzolgyűrűn. A hidroxilcsoport elektrondonor hatása miatt a fenol sokkal könnyebben megy keresztül elektrofil szubsztitúciós reakciókon, mint a benzol. A hidroxilcsoport az elektrofil támadását az o- és n-helyzetben irányítja. Például a fenol szobahőmérsékleten elszínteleníti a brómos vizet, így 2,4,6-tribróm-fenol keletkezik:

A fenol aktivitása az elektrofil szubsztitúciós reakciókban olyan nagy, hogy még aldehidekkel is reagál. Ez a polikondenzációs reakció az iparban széles körben használt fenol-formaldehid gyanták előállításának alapja. Ha a polikondenzációt savas környezetben hajtják végre, bakelit polimerek,és lúgos környezetben, ahol a reakció mélyebbre megy a fenolát anion magas aktivitása miatt, - rezol polimerek:

Az alkoholok legfontosabb képviselői és gyakorlati jelentőségük. Az alkanolok fiziológiailag aktív, narkotikus hatású anyagok. Ez a hatás fokozódik a szénlánc elágazásával és megnyúlásával, a 6-8 szénatomos maximumon áthaladva, valamint az elsődleges alkoholokról a szekunder alkoholokra való átmenet során. A szervezetben az alkoholok átalakulásának termékei okozhatják mérgező hatásukat.

A metanol CH 3 OH erős méreg, mivel az emésztőrendszerben formaldehiddé és hangyasavvá oxidálódik. Már kis adagokban (10 ml) vakságot okozhat.

Etanol C2H5OH, általában egyszerűen alkoholnak nevezik. Az etanol (alkoholos italok) használata kezdetben serkentő, majd depresszív hatást fejt ki a központi idegrendszerre, tompítja az érzékenységet, gyengíti az agy és az izomrendszer működését, rontja a reakciókat. Hosszan tartó és túlzott használata alkoholizmushoz vezet. Az etanol szervezetre gyakorolt ​​hatásmechanizmusa rendkívül összetett, és még nem teljesen tisztázott. A szervezetben történő átalakulásának fontos lépése azonban az acetaldehid képződése, amely könnyen reakcióba lép számos fontos metabolittal.

A HOCH2CH2OH etilénglikol erős méreg, mivel a szervezetben történő átalakulásának termékei az oxálsav és más, hasonlóan mérgező vegyületek. Alkoholszagú, ezért összetéveszthető az etanollal, és súlyos mérgezést okozhat. A technológiában jégoldóként és fagyálló – alacsony fagyáspontú folyadékok – készítésére használják, motorok téli hűtésére.

A glicerin HOCH 2 CH(OH)CH 2 OH nem mérgező, viszkózus, színtelen, édes ízű folyadék. Része a legtöbb elszappanosított lipidnek: az állati és növényi zsíroknak, valamint a foszfolipideknek. Használják glicerin-trinitrát előállítására, lágyítószerként a textiliparban és bőriparban, valamint a bőrpuhító kozmetikai készítmények szerves részeként.

A biológiailag aktív alkoholok számos metabolit, amelyek a szerves vegyületek különböző osztályaiba tartoznak: mentol - terpén osztály; xilit, szorbit, mezoinozit- többértékű alkoholok; koleszterin, ösztradiol - szteroidok.