химический каталог




ФЕНОЛЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ФЕНОЛЫ, ароматические соединение, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ядра. По кол-ву ароматические ядер различают собственно ФЕНОЛЫ, наф-толы (2 конденсированных ядра), антролы (3 ядра), фенантемпературолы (4), бензотетролы (5), по числу гидроксильных групп в молекуле - одно-, двух-, трех- и многоатомные ФЕНОЛЫ Простейший Ф- гидроксибензол формулы C6H5OH называют фенолом, 1,2-, 1,3- и 1,4-гидроксибензолы называют соответственно пирокатехином, резорцином и гидрохиноном; 1,2,3-, 1,2,4- и 1,3,5-тригидроксибен-золы - соответственно пирогаллолом, гидроксигидрохиноном и фло-роглюцином.

Св-вами ФЕНОЛЫ обладают также гетероароматические соединение, содержащие гидроксильные группы, напр, гидроксипиридины.

ФЕНОЛЫ и их производные содержатся в древесине, торфе, буром и кам. углях, нефтяных остатках. В живой природе ФЕНОЛЫ, главным образом в виде производных, присутствуют в клетках растений (флавоноиды, таннины, антоцианы, лигнин, меланины, гуми-новые кислоты и др.); в свободный состоянии встречаются редко: фенол - в иглах и шишках сосны, лишайниках; пирокатехин - в чешуе лука, плодах грейпфрута; флороглюцин -в шишках секвойи, коре яблонь и слив; гидрохинон -в листьях и семенах груши; тимол (З-гидрокси-4-изопропил-толуол) - в листьях тимьяна.

ФЕНОЛЫ- бесцв. или окрашенные кристаллы либо аморфные вещества; часто имеют сильный характерный запах. Некоторые свойства незамещенных ФЕНОЛЫ приведены в табл.

ФЕНОЛЫ- слабые кислоты, причем их кислые свойства усиливаются при введении в молекулу электроотрицат. заместителей. ФЕНОЛЫ хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, ограниченно - в бензоле, воде. Перегоняются с водяным паром.

В ИК спектрах ФЕНОЛЫ характеристич. полосы поглощения валентных колебаний группы ОН (vOH) лежат в области частот 3390-3600 см-1; при сопряжении с карбонильной группой vOH снижается на 350-500 см-1. В УФ спектрах области поглощения 210 (e 6200) и 270 (e 1450) нм.

СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ФЕНОЛОВ

Соединение

Молекулярная масса

T. пл., °С

T. кип., 0C

а

(25 0C, вода)

Растворимость в воде, % по массе

Фенол

94,11

40,8

181,8

9,98

8,2 (20 0C)

Пирокатехин

110,11

105

240

9,25

31,1 (20 0C)

Резорцин

110,11

110

280,8

9,20

63,7 (20 0C)

Гидрохинон

110,11

173,8

286,5

9,91

6,7 (20 0C)

Пирогаллол

126,11

132,5

309


38,5 (25 0C)

Гидроксигидро-хинон

126,11

140,5




Флороглюцин

126,11

223

возг.


1,12 (20 0C)

1-Нафтол

144,17

96,1

288

1,4

0,07 (21 0C)

2-Нафтол

144,17

122

295



2,7-Дигидро-ксинафталин

160,11

194




2-Гидроксиби-фенил

170,21

50

285,7



4-Гидроксиби-фенил

170,21

63

319



2,2"-Дигидро-ксибифенил

186,21

109

324,6



2,2-бис-(4-Гид-роксифенил)-пропан

228,3

157

252/13 мм рт. ст.



1-Антранол

194,2

152

различные


Трудно раств.

1-Фенантрол

194,2

105-106




ФЕНОЛЫ вступают в реакции как по гидроксильной группе, так и по ароматические кольцу. Легко растворим в растворах щелочей MOH с образованием солей - фенолятов формулы ArOM; исключение составляют так называемой пространственно-затрудненные алкилфено-лы. Как и спирты, ФЕНОЛЫ образуют эфиры: простые - с алкилга-логенидами или диалкилсульфатами и сложные - с хлоран-гидридами кислот; многие эфиры обладают приятным запахом и используются в парфюмерии, напр, анизол. Замена группы ОН на NH2 происходит при действии на ФЕНОЛЫ при повышенной температуре NH3 и солей аммония, а также NH3 в водных растворах гидросульфитов щелочных металлов (реакции Бухерера).

Замещение гидроксила на водород в ФЕНОЛЫ происходит под действием LiAlH4, а также при гидрировании при 325-400 0C и повышенном давлении в присуг. Al-, Со- и Мо-катализато-ров. Гидрирование при температурах 150-250 0C в присутствии Ni- и Pd-катализаторов в жидкой фазе приводит главным образом к алицик-лич. спиртам.

С наличием в молекуле ФЕНОЛЫ группы ОН - сильного ор-то-пара-ориентанта - связана легкость электроф. замещения атомов H ядра при галогенировании, нитровании, суль-фировании и алкилировании. Галогенирование ФЕНОЛЫ осуществляют как действием свободный галогенов (за исключением F2), так и с использованием др. реагентов (например, CuCl2 в ДМФА или CHCl3, трет-бутилгипохлорита, N-бромсукцинимида). Фторфенолы обычно получают из диазониевых солей гидро-ксиаренов обработкой фтороборной кислотой с послед, термодинамически разложением образовавшегося продукта (Шимана реакция). В промышлености монохлорфенолы получают хлорированием ФЕНОЛЫ Cl2 или SOCl2, ди-, три- и пентахлорзамещенные - прямым хлорированием в присутствии AlCl3, FeCl3 или SbCl5 (см. Хлор-фенолы).

Нитрование ФЕНОЛЫ разбавленый HNO3 идет с образованием смеси орто- и пара-мононитропроизводных; катализатор реакции -нитрит щелочного металла. Другие нитрующие агенты - аце-тилнитрат, N2O4 и его комплекс с BF3. Нитрование ФЕНОЛЫ конц. HNO3 или нитрующей смесью приводит обычно к смеси ди-и тринитропроизводных (см. Нитрофенолы). Полиалкил- или полигалогенфенолы в аналогичных условиях часто превращаются в смесь нитроциклогексадиенонов, например:


Сульфирование ФЕНОЛЫ H2SO4 при низкой температуре протекает с образованием орто- и пара-сульфопроизводных, сульфирова-ние олеумом при повышенной температуре - с образованием смеси ди- и трисульфопроизводных (см. Нафтолсулъфокислоты, Фенолсулъфокислоты). ФЕНОЛЫ легко алкилируются алкилгалоге-нидами, спиртами или олефинами по Фриделя - Крафтса реакции в присут. кислот Льюиса (AlCl3, ZnCl2, BF3, SnCl4); при алкилировании олефинами в качестве катализатора часто используют конц. H2SO4 и катионообменные смолы. Др. катализаторы алкилирования ФЕНОЛЫ- оксиды металлов (например, Al2O3), металлы (Cu, Zn, Cr, Fe, Pb, Mo, W, Al), иногда -алифатич. эфиры бензолсульфокислот.

При действии CO2 на феноляты происходит карбокси-лирование ФЕНОЛЫ по Кольбе - Шмитта реакции с образованием ароматические гидроксикислот. Формилирование осуществляют действием на ФЕНОЛЫ в щелочной среде CHHal3 по Рай-мера - Тимана реакции; продукты реакции - ароматические орто-гидроксиальдегиды. Многоатомные ФЕНОЛЫ или их эфиры обычно ацилируют действием нитрилов или HCN в присутствии HCl и катализатора (ZnCl2, FeCl3, CoCl2, AlCl3 и др.) по Хеша реакции.

ФЕНОЛЫ легко конденсируются с карбонильными соединение в присутствии кислотных или основных катализаторов, например:


Конденсация ФЕНОЛЫ с альдегидами приводит к феноло-альдегид-ньш смолам (см. также Резольные смолы, Резорцино-алъде-гидные смолы, Феноло-формалъдегидные смолы).

Окисление ФЕНОЛЫ окислителями может осуществляться по различные механизмам с образованием разнообразных соединений. Окисление ФЕНОЛЫ в бескислородной среде под действием K3[Fe(CN)6], PbO2, Ag2O и др. приводит к образованию ароксилъныхрадикалов, стабильность которых зависит от количества и строения алкильных заместителей в ароматические ядре. Одноатомные ФЕНОЛЫ под действием O2 воздуха или K2S2O8 (по Эльбса реакции)превращаются в двухатомные, которые в свою очередь под действием I2, Ag2O и др. легко превращаются в орто- и пара-хиноны. При этом первой стадией окисления является образование орто- или пара-семихинонных радикалов (см. Сем ихиноны).

В биологическое объектах ФЕНОЛЫ участвуют в окислит.-восстановит. реакциях обмена веществ, включая фотосинтез у растений. Являются регуляторами процессов жизнедеятельности, оказывая как ингибирующее, так и стимулирующее действие.

ФЕНОЛЫ выделяют из продуктов переработки твердых топлив или из растит, сырья. Существуют также многочисленные пром. синтетич. методы получения ФЕНОЛЫ: окисление ароматических углеводородов и циклоалканов, гидролиз арилгалогенидов, щелочное плавление ароматические сульфокислот. Лабораторная способы получения - гидролиз ароматические аминов и простых алкиларило-вых эфиров, а также из солей диазония.

Для качеств, определения ФЕНОЛЫ используют цветные реакции с солями тяжелых металлов, напр, с FeCl3 фенол, резорцин и a-нафтол дают интенсивное фиолетовое окрашивание: кре-золы, 2,4-ксиленол, гидрохинон - синее, b-нафтол и пирокатехин - зеленое. В качестве реагентов для обнаружения Ф. используют диазосоединения, 4-аминоантипирин, NaNO2, MO-либдат и ванадат аммония.

Ф. применяют в производстве различные феноло-альдегидных смол, полиамидов, полиарилатов, полиариленсульфонов, эпоксидных смол, антиоксидантов, бактерицидов и пестицидов (например, нитрафен). Алкилфенолы используют в производстве ПАВ, стабилизаторов и присадок к топливам. Двухатомные Ф. и их производ ные входят в состав дубителей для кожи и меха, модификаторов и стабилизаторов резин и каучуков, применяются для обработки кино- и фотоматериалов. В медицине Ф. и их производные используют в качестве антимикробных (фенол, резорцин), противовоспалительных (салол, осарсол), спазмолитических (адреналин, папаверин), жаропонижающих (аспирин, салициловая кислота), слабительных (фенолфталеин), адренолити-ческих (мезатон), вяжущих (таннины) и др. лек. средств, а также витаминов E и P.

Мировой объем производства Ф. около 5 млн. т в год (1985), в наиб, количествах производят фенол, двухатомные фенолы, наф-толы, бисфенол А.

Литература: Б ю л е r К., Пирсон Д., Органические синтезы, пер. с англ., ч. 1, M., 1973, с. 281-324; Харлампович Г.Д., Чуркин Ю.В., Фенолы, M., 1974; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 2, M., 1982, с. 175-289; Kiik-Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 17, N. Y., 1984, p. 373-83.

/f. Д. Синович, Г. П. Павлов.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
врегда проектора и экрана
Рекомендуем фирму Ренесанс - московские лестницы сайт - продажа, доставка, монтаж.
кресло офисное manager
аренда склада для хранения вещей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)