Fenoolid.

1. Definitsioon. Klassifikatsioon.

2. Nomenklatuur ja isomeeria. Peamised esindajad

3. Kviitung

4. Füüsikalised omadused

5. Keemilised omadused

6. Taotlus. Mõju inimeste tervisele.

Fenoolid on ühe või mitme hüdroksüülrühmaga benseeni derivaadid.

Klassifikatsioon.

olenevalt hüdroksürühmade arvust Fenoolid jagunevad aatomilisuse järgi: ühe-, kahe- ja kolmeaatomilisteks.

Kõrval ainete lenduvuse aste need jagunevad tavaliselt kahte rühma – auruga lenduvad fenoolid (fenool, kresoolid, ksülenoolid, guajakool, tümool) ja mittelenduvad fenoolid (resortsinool, katehhool, hüdrokinoon, pürogallool ja teised mitmehüdroksüülsed fenoolid). Üksikute esindajate struktuuri ja nomenklatuuri käsitletakse allpool.

Nomenklatuur ja isomeeria. peamised esindajad.

Esimest esindajat nimetatakse reeglina triviaalseks nomenklatuuriks fenooliks (oksübenseen, vananenud karboolhape).

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

3,5-dimetüülfenool 4-etüülfenool

Sageli fenoolide jaoks erineval määral asendustes kasutatakse triviaalseid nimesid.

Kviitung

1) Eraldamine kuivast kivisöetõrvast, samuti pruunsöe ja puidu pürolüüsi saadustest (tõrv).

2) Benseensulfoonhappe kaudu. Esiteks töödeldakse benseeni kontsentreeritud väävelhappega kuumutamisel

C6H6 + H2SO4 = C6H5SO3H + H2O

Saadud benseensulfoonhape sulatatakse leelisega

C6H5SO3H + 3NaOH = C6H5ONa + 2H2O + Na2SO3

Pärast fenolaadi töötlemist tugeva happega saadakse fenool.

3) Kumeeni meetod (põhineb oksüdatsioonil aromaatne süsivesinik kumeen (isopropüülbenseen) atmosfäärihapnikuga, millele järgneb saadud hüdroperoksiidi lagunemine H2SO4-ga lahjendatuna). Reaktsioon kulgeb suure saagisega ja on atraktiivne selle poolest, et võimaldab teil saada korraga kaks tehniliselt väärtuslikku toodet - fenooli ja atsetooni (peate sellega ise arvestama).

Füüsikalised omadused

fenool See on värvitu nõelakujuline kristall, mis muutub õhu käes roosaks oksüdatsiooni tõttu, mille tulemuseks on värvilised tooted. Neil on spetsiifiline guašši lõhn. Lahustame vees (6 g 100 g vee kohta), leeliste lahustes, alkoholis, benseenis, atsetoonis.

Fenooliga töötamisel tuleb järgida ettevaatusabinõusid: töötada kapoti all, kasutada isikukaitsevahendeid, sest see põhjustab nahale sattudes põletusi.

Fenoolide keemilised omadused

Fenooli molekuli struktuur

Benseenitsükkel ja OH-rühm, mis on kombineeritud fenooli molekulis, mõjutavad üksteist, suurendades vastastikku üksteise reaktsioonivõimet. Fenüülrühm tõmbab üksiku elektronpaari hapnikuaatomist eemale OH rühmas.

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

Katalüütiline koostoime alkoholidega põhjustab eetrid ja reaktsiooni tulemusena anhüdriidide või happekloriididega karboksüülhapped moodustatud estrid. Need on reaktsioonid, mis on sarnased alkoholide reaktsioonidega, mida uuriti viimases loengus (neid nimetatakse ka o-alküülimiseks ja o-atsüülimiseks).

2. Reaktsioonid OH rühma abstraktsiooniga

Ammoniaagiga suhtlemisel (kõrgendatud temperatuuril ja rõhul) asendub OH-rühm NH2-ga ja moodustub aniliin.

3. Vesinikuaatomite asendusreaktsioonid benseenitsüklis

(elektrofiilsed asendusreaktsioonid) .

OH-rühm on esimest tüüpi aktiveeriv orientant. seetõttu rünnatakse fenooli halogeenimisel, nitreerimisel, sulfonimisel ja alküülimisel suurenenud elektrontihedusega tsentreid, st asendus toimub peamiselt orto- ja paar- sätted. Selliseid reaktsioone uuriti üksikasjalikult benseenitsüklis orienteerumisreeglite loengus.

Fenoolide reaktsioonid halogeenidega toimige kiiresti, ilma katalüsaatoriteta.

o-kloro- ja p-klorofenool

Fenool tööl konts.HNO3 muutub 2,4,6-trinitrofenooliks (pikriinhape). Nitreerimisega kaasneb oksüdatsioon, mistõttu on toote saagis madal.

Mononitrofenoolid tekivad fenooli nitreerimisel lahjendatud lämmastikhappega (toatemperatuuril).

o-nitro- ja p-nitrofenool

Fenool on kergesti sulfoonitav keskendunudH2 NII 4, kusjuures temperatuuril 15-20 °C saadakse valdavalt o-isomeer ja temperatuuril 100 °C saadakse p-isomeer.

o-fenool ja p-fenoolsulfoonhapped

Fenoolid puutuvad samuti kergesti kokku alküülimine ja atsüülimine tuuma sisse.

Üks silmatorkavamaid reaktsioone on fenoolide kuumutamine ftaalanhüdriidiga väävelhappe juuresolekul, mille tulemusena tekivad triarüülmetüleenvärvid, mida nimetatakse fenoolftaleiinideks.

Aspirin" href = "/text/category/aspirin/" rel="bookmark"> aspiriin. Naatrium- ja kaaliumfenolaadid interakteeruvad CO2-ga. Temperatuuril 125 °C saadakse fenoolkarboksüülhappe o-isomeer, mis atsüülitakse OH rühmas aspiriini moodustamiseks.

Oluline on märkida veel kahte fenoolide kvalitatiivset reaktsiooni:

1) Fenoolide reaktsioon broomiga: see kulgeb väga kiiresti ja seda on väga raske peatada monobroomimise etapis. Selle tulemusena moodustub 2,4,6-tribromofenool - valge sade.

Reaktsiooni kasutatakse fenooli tuvastamiseks vees: hägusus on märgatav isegi väga madala fenoolisisalduse korral vees (1: 100 000).

2) Reaktsioon Fe (III) sooladega. Reaktsioon põhineb purpursete raudfenolaadikomplekside moodustumisel.

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

Hüdrogeenimine vesinikuga nikkelkatalüsaatori juuresolekul mõjutab aromaatset ringi, vähendades seda.

4. Fenooli oksüdatsioon

Fenoolid on oksüdeerivate ainete toime suhtes tundlikud. Kroomihappe toimel oksüdeeritakse fenool ja hüdrokinoon p-bensokinooniks ning katehhool o-bensokinooniks. Fenooli metaderivaadid oksüdeeritakse üsna raskelt.

Viimistlusmaterjalid ja -tööd fenoolid ja nende derivaadid.

Seetõttu tuleb olla valvas ja esimeste mürgistusnähtude ilmnemisel tegutseda. Pidage meeles, kui olete mures halb lõhn hiljuti ostetud ese, kui Sulle tundub, et Sinu tervis on pärast mööbli ostmist või äsjast remonti halvemaks läinud, tasuks helistada keskkonnaspetsialistile, kes vajalikud uuringud ja annab vajalikke soovitusi, mitte olla ärevuses ja kahtlustes, kartes enda ja oma lähedaste tervise pärast.

Teiseks maailmasõda aastal on kasutatud fenooli koonduslaagrid Kolmas Reich tapmise eest.

Tõsiselt, fenool mõjutab ka keskkond: saastamata või kergelt saastunud jõevees ei ületa fenoolide sisaldus tavaliselt 20 µg/dm3. Loodusliku fooni ületamine võib viidata veekogude reostusele. Fenoolidega saastunud looduslikud veed nende sisaldus võib ulatuda kümnete ja isegi sadade mikrogrammideni 1 liitris. Venemaa fenoolide MPC vees on 0,001 mg/dm3

Vee analüüs fenooli jaoks on oluline looduslike ja Reovesi. Vee fenoolisisalduse määramine on vajalik, kui kahtlustatakse vooluveekogude reostust tööstusliku heitveega.

Fenoolid on ebastabiilsed ühendid ja läbivad biokeemilisi ja keemiline oksüdatsioon . Mitmehüdroksüülsed fenoolid hävivad peamiselt keemilise oksüdatsiooni teel.

Fenooli lisandeid sisaldava vee töötlemisel klooriga võivad aga tekkida väga ohtlikud orgaanilised ühendid. toksilised ained - dioksiinid.

Fenoolide kontsentratsioon pinnaveed paljastatud hooajalised muutused. AT suveperiood fenoolide sisaldus langeb (temperatuuri tõustes suureneb lagunemise kiirus). Laskumine fenoolsete vete reservuaaridesse ja ojadesse halvendab järsult nende üldist sanitaarseisundit, mõjutades elusorganisme mitte ainult selle mürgisuse, vaid ka oluline muutus biogeensete elementide ja lahustunud gaaside (hapnik, süsinikdioksiid) režiim. Fenoole sisaldava vee kloorimise tulemusena tekivad stabiilsed klorofenoolide ühendid, mille vähimad jäljed (0,1 µg/dm3) annavad veele iseloomuliku maitse.

Põhineb benseenil. Kell normaalsetes tingimustes on kindlad mürgised ained spetsiifilise aroomiga. Kaasaegses tööstuses mängivad need keemilised ühendid olulist rolli. Kasutamise poolest on fenool ja selle derivaadid kahekümne populaarseima hulgas keemilised ühendid maailmas. Neid kasutatakse laialdaselt keemia- ja kergetööstuses, farmaatsiatööstuses ja energeetikas. Seetõttu saadakse fenooli sisse tööstuslikus mastaabis- keemiatööstuse üks peamisi ülesandeid.

Fenooli nimetused

Fenooli esialgne nimi on karboolhape. Hiljem õppis see ühend nimeks "fenool". Selle aine valem on näidatud joonisel:

Fenooliaatomid on nummerdatud alates süsinikuaatomist, mis on ühendatud OH hüdroksorühmaga. Jada jätkub sellises järjekorras, et teised asendatud aatomid saavad kõige väiksema arvu. Fenooli derivaadid eksisteerivad kolme elemendi kujul, mille omadused on seletatavad nende erinevusega struktuursed isomeerid. Erinevad orto-, meta-, parakresoolid on vaid ühendi põhistruktuuri modifikatsioon benseeni rõngas ja hüdroksüülrühm, mille põhikombinatsioon on fenool. Selle aine valem keemilises tähistuses näeb välja nagu C 6 H 5 OH.

Fenooli füüsikalised omadused

Visuaalselt on fenool tahked värvitud kristallid. Vabas õhus need oksüdeeruvad, andes ainele iseloomuliku tunnuse roosa varjund. Tavalistes tingimustes lahustub fenool vees üsna halvasti, kuid temperatuuri tõustes 70 ° C-ni suureneb see näitaja järsult. Leeliselistes lahustes lahustub see aine mis tahes koguses ja igal temperatuuril.

Need omadused säilivad ka teistes ühendites, mille põhikomponendiks on fenoolid.

Keemilised omadused

Fenooli ainulaadsed omadused on seletatavad selle sisemise struktuuriga. Selle molekulis keemiline hapnikuvormide p-orbitaal ühtne p-süsteem benseenrõngaga. See tihe interaktsioon suurendab aromaatse tsükli elektrontihedust ja vähendab hapnikuaatomi tihedust. Sel juhul suureneb hüdroksorühma sidemete polaarsus märkimisväärselt ja selle koostises olev vesinik on kergesti asendatav mis tahes leelismetalliga. Nii tekivad erinevad fenolaadid. Need ühendid ei lagune veega nagu alkoholaadid, kuid nende lahused on väga sarnased tugevate aluste ja nõrkade hapete sooladega, mistõttu on neil üsna väljendunud aluseline reaktsioon. Fenolaadid interakteeruvad erinevate hapetega, reaktsiooni tulemusena fenoolid vähenevad. Selle ühendi keemilised omadused võimaldavad sellel suhelda hapetega, moodustades seega estreid. Näiteks fenooli ja äädikhappe koostoime viib fenüülestri (fenüülatsetaadi) moodustumiseni.

Laialt tuntud on nitreerimisreaktsioon, mille puhul 20% lämmastikhape fenool moodustab para- ja ortonitrofenoolide segu. Kui fenooli töödelda kontsentreeritud lämmastikhappega, saadakse 2,4,6-trinitrofenool, mida mõnikord nimetatakse pikriinhappeks.

Fenool looduses

Iseseisva ainena leidub fenooli looduses kivisöetõrvas ja teatud sortides õlis. Kuid tööstuslike vajaduste jaoks ei mängi see summa mingit rolli. Seetõttu saades fenooli kunstlikult on saanud paljude teadlaste põlvkondade prioriteediks. Õnneks see probleem lahenes ja selle tulemusel saadi kunstlik fenool.

omadused, saamine

Erinevate halogeenide kasutamine võimaldab saada fenolaate, millest edasisel töötlemisel tekib benseen. Näiteks naatriumhüdroksiidi ja klorobenseeni kuumutamisel tekib naatriumfenolaat, mis happega kokkupuutel laguneb soolaks, veeks ja fenooliks. Selle reaktsiooni valem on toodud siin:

C6H5-CI + 2NaOH -> C6H5-ONa + NaCl + H2O

Aromaatsed sulfoonhapped on ka benseeni tootmise allikaks. Keemiline reaktsioon viiakse läbi leelise ja sulfoonhappe samaaegse sulatamisega. Nagu reaktsioonist näha, tekivad kõigepealt fenoksiidid. Tugevate hapetega töötlemisel redutseeritakse need mitmehüdroksüülseteks fenoolideks.

Fenool tööstuses

Teoreetiliselt näeb fenooli saamine kõige lihtsamal ja paljutõotavamal viisil välja selline: katalüsaatori abil oksüdeeritakse benseen hapnikuga. Kuid siiani pole selle reaktsiooni katalüsaatorit leitud. Seetõttu kasutatakse praegu tööstuses muid meetodeid.

Pidev tööstuslikul viisil fenooli saamine seisneb klorobenseeni ja 7% lahuse interaktsioonis seebikivi. Saadud segu juhitakse läbi pooleteisekilomeetrise torusüsteemi, mis on kuumutatud temperatuurini 300 C. Temperatuuri mõjul ja hoitakse kõrgsurve lähteained reageerivad, mille tulemusena saadakse 2,4-dinitrofenool ja muud produktid.

Mitte nii kaua aega tagasi töötati välja tööstuslik meetod fenooli sisaldavate ainete saamiseks kumeenimeetodil. See protsess koosneb kahest etapist. Esiteks saadakse isopropüülbenseen (kumeen) benseenist. Selleks alküülitakse benseen propüleeniga. Reaktsioon näeb välja selline:

Pärast seda oksüdeeritakse kumeen hapnikuga. Teise reaktsiooni väljundis fenool ja teine oluline toode- atsetoon.

Fenooli tööstuslikus mastaabis tootmine on võimalik tolueenist. Selleks oksüdeeritakse tolueen õhus sisalduval hapnikul. Reaktsioon kulgeb katalüsaatori juuresolekul.

Näited fenoolidest

Fenoolide lähimaid homolooge nimetatakse kresoolideks.

Kresoole on kolme tüüpi. Metakresool on tavatingimustes vedel, parakresool ja ortokresool on tahked ained. Kõik kresoolid lahustuvad vees halvasti ja oma keemiliste omaduste poolest on nad peaaegu sarnased fenooliga. AT loomulik vorm kresoole leidub kivisöetõrvas, tööstuses kasutatakse neid värvainete ja teatud tüüpi plastide tootmisel.

Kahehüdroksüülsete fenoolide näideteks on para-, orto- ja metahüdrobenseenid. Kõik need on tahked ained, vees kergesti lahustuvad.

Kolmehüdroksüülse fenooli ainus esindaja on pürogallool (1,2,3-trihüdroksübenseen). Selle valem on näidatud allpool.

Pürogallool on üsna tugev redutseerija. See oksüdeerub kergesti, seetõttu kasutatakse seda hapnikust puhastatud gaaside saamiseks. See aine on fotograafidele hästi teada, seda kasutatakse arendajana.

Fenoolid - orgaanilised ained, mille molekulid sisaldavad ühe või mitme hüdroksorühmaga seotud fenüülradikaali. Täpselt nagu alkoholid fenoolid klassifitseerivad aatomilisuse järgi, st. hüdroksüülrühmade arvu järgi.

Monatoomilised fenoolid sisaldavad molekulis ühte hüdroksüülrühma:

Mitmehüdroksüülsed fenoolid sisaldavad molekulides rohkem kui ühte hüdroksüülrühma:

Samuti on mitmehüdroksüülseid fenoole, mis sisaldavad benseenitsüklis kolme või enamat hüdroksüülrühma.

Tutvume üksikasjalikumalt selle klassi kõige lihtsama esindaja - fenool C 6 H 5 OH - struktuuri ja omadustega. Selle aine nimetus oli aluseks kogu kassaaparaadi nimetusele - fenoolid.

Fenooli füüsikalised omadused

Fenool on tahke, värvitu kristalne aine, sulamistemperatuur = 43 ° C, keemistemperatuur = 181 ° C, terava iseloomuliku lõhnaga Mürgine Fenool lahustub toatemperatuuril vees kergelt. Fenooli vesilahust nimetatakse karboolhappeks. Nahaga kokkupuutel põhjustab põletused, seetõttu tuleb fenooliga ümber käia väga ettevaatlikult!

Fenooli keemilised omadused

Fenoolid on enamikus O-H sideme reaktsioonides aktiivsemad, kuna see side on polaarsem tänu elektrontiheduse nihkele hapnikuaatomilt benseenitsükli suunas (hapnikuaatomi üksiku elektronpaari osalemine p-konjugatsioonis süsteem). Fenoolide happesus on palju kõrgem kui alkoholidel. Fenoolide puhul vahereaktsioon C-O ühendused ei ole iseloomulikud, kuna hapnikuaatom on kindlalt seotud benseenitsükli süsinikuaatomiga tänu selle üksiku elektronpaari osalemisele konjugatsioonisüsteemis. Aatomite vastastikune mõju fenooli molekulis ei avaldu mitte ainult hüdroksürühma käitumises, vaid ka suuremas reaktsioonivõime benseeni südamik. Hüdroksüülrühm suurendab elektronide tihedust benseenitsüklis, eriti orto- ja para-asendis (OH rühmad)

Fenooli happelised omadused

Hüdroksüülrühma vesinikuaatom on happeline. Sest fenooli happelised omadused on rohkem väljendunud kui vee ja alkoholide omad, siis fenool reageerib mitte ainult leelismetallid, aga ka leelistega, moodustades fenolaadi:

Fenoolide happesus sõltub asendajate olemusest (elektronitiheduse doonor või aktseptor), positsioonist OH-rühma suhtes ja asendajate arvust. Fenoolide OH-happesusele avaldavad suurimat mõju orto- ja para-asendis paiknevad rühmad. Doonorid suurendavad jõudu O-N ühendused(vähendades seeläbi vesiniku liikuvust ja happelisi omadusi), vähendavad aktseptorid O-H sideme tugevust, samas kui happesus suureneb:

Fenooli happelised omadused on aga vähem väljendunud kui anorgaanilistel ja karboksüülhapetel. Nii on näiteks fenooli happelised omadused umbes 3000 korda väiksemad kui süsihappel. Seetõttu läbides naatriumfenolaadi vesilahust süsinikdioksiid, saab eraldada vaba fenooli.

Vesinikkloriid- või väävelhappe lisamine naatriumfenolaadi vesilahusele põhjustab samuti fenooli moodustumist:

Kvalitatiivne reaktsioon fenoolile

Fenool reageerib raudkloriidiga (3), moodustades intensiivse värvuse lilla kompleksühend.See reaktsioon võimaldab seda tuvastada isegi väga piiratud kogustes.Teised fenoolid, mis sisaldavad benseenitsüklis üht või mitut hüdroksüülrühma, annavad reaktsioonis raudkloriidiga (3) samuti eredalt sini-violetse värvuse.

Fenooli benseenitsükli reaktsioonid

Hüdroksüülasendaja olemasolu hõlbustab oluliselt elektrofiilsete asendusreaktsioonide kulgu benseenitsüklis.

1. Fenooli broomimine. Erinevalt benseenist ei vaja fenoolbromimine katalüsaatorit (raud(3)bromiid). Lisaks toimub interaktsioon fenooliga valikuliselt (selektiivselt): broomi aatomid saadetakse orto- ja paar- positsioonid, asendades seal asuvad vesinikuaatomid. Asenduse selektiivsust seletatakse ülaltoodud tunnustega elektrooniline struktuur fenooli molekulid.

Seega fenooli koostoimes broomi vesi moodustub valge 2,4,6-tribromofenooli sade:

See reaktsioon, nagu ka reaktsioon raud(3)kloriidiga, on mõeldud fenooli kvalitatiivne tuvastamine.

2.Fenoolnitreerimine toimub ka kergemini kui benseeni nitreerimine. Reaktsioon lahjendatud lämmastikhappega kulgeb toatemperatuuril. Tulemuseks on segu orto- ja paro nitrofenooli isomeerid:

Kontsentreeritud lämmastikhappe, 2,4,6, trinitritfenool-pikriinhappe kasutamisel tekib lõhkeaine:

3. Fenooli aromaatse ringi hüdrogeenimine katalüsaatori juuresolekul läbib kergesti:

4.Fenooli polükondensatsioon aldehüüdidega, eriti formaldehüüdiga toimub reaktsiooniproduktide - fenool-formaldehüüdvaikude ja tahkete polümeeride - moodustumine.

Fenooli ja formaldehüüdi koostoimet saab kirjeldada järgmise skeemi abil:

Dimeeri molekulis säilivad “liikuvad” vesinikuaatomid, mis tähendab, et reaktsiooni saab jätkata piisava koguse reaktiividega:

Reaktsioon polükondensatsioon, need. polümeeri tootmisreaktsioon, mis kulgeb väikese molekulmassiga kõrvalsaaduse (vee) vabanemisega, võib jätkuda (kuni üks reagentidest on täielikult kulunud) tohutute makromolekulide moodustumisega. Protsessi saab kirjeldada üldvõrrandiga:

Lineaarsete molekulide moodustumine toimub tavalisel temperatuuril. Sama reaktsiooni läbiviimine kuumutamisel viib selleni, et saadud toode on hargnenud struktuuriga, see on tahke ja vees lahustumatu Lineaarse fenool-formaldehüüdvaigu kuumutamisel aldehüüdi liiaga saadakse tahked plastilised massid. koos ainulaadsed omadused. Fenoolformaldehüüdvaikudel põhinevaid polümeere kasutatakse lakkide ja värvide, kuumenemisele, jahutamisele, veele, leelistele, hapetele vastupidavate plasttoodete valmistamisel. dielektrilised omadused. Fenoolformaldehüüdvaikudel põhinevatest polümeeridest on vastutustundlikumad ja olulised üksikasjad elektriseadmed, jõuallikate ja masinaosade korpused, raadioseadmete trükkplaatide polümeerist alus. Fenoolformaldehüüdvaikudel põhinevad liimid suudavad usaldusväärselt ühendada erineva iseloomuga osi, säilitades kõrgeima sidemetugevuse väga laias temperatuurivahemikus. Sellist liimi kasutatakse valgustuslampide metallaluse kinnitamiseks klaaspirni külge.Seega on fenool ja sellel põhinevad tooted laialt kasutusel.

Fenoolide kasutamine

fenool - tahke, iseloomuliku lõhnaga, põhjustab kokkupuutel nahaga põletusi. Mürgine. See lahustub vees, selle lahust nimetatakse karboolhappeks (antiseptiline). Ta oli esimene antiseptik, mis kirurgias kasutusele võeti. Kasutatakse laialdaselt plastide tootmisel, ravimid(salitsüülhape ja selle derivaadid), värvained, lõhkeained.

Monatoomilised fenoolid on selged vedelikud või kristalsed ained, mis on nende oksüdatsiooni tõttu sageli toonitud roosakaspunaseks. Need on mürgid ja kokkupuutel nahaga põhjustavad põletusi. Nad tapavad paljusid mikroorganisme, see tähendab, et neil on desinfitseerivad ja antiseptilised omadused. Fenoolide lahustuvus vees on madal, nende keemistemperatuur on suhteliselt kõrge molekulidevahelise vesiniksidemed.

Füüsikalised omadused

Fenoolid lahustuvad vees halvasti, kuid lahustuvad hästi alkoholis, eetris, benseenis, moodustavad veega kristalseid hüdraate ja destilleeritakse veeauruga. Õhus fenool ise kergesti oksüdeerub ja tumeneb. Asendajate nagu halogeniidid, nitrorühmad jne sisestamine fenooli molekuli para-asendisse tõstab oluliselt ühendite keemis- ja sulamistemperatuuri:

1. pilt.

Fenoolid on polaarsed ained, mille dipoolmoment on $\mu$ = 1,5-1,6 $D$. $EI$ väärtus 8,5-8,6 eV näitab fenoolide suuremaid doonoriomadusi võrreldes selliste areenidega nagu benseen (9,25 eV), tolueen (8,82 eV), etüülbenseen (8,76 eV). See on tingitud hüdroksüülrühma interaktsioonist benseenitsükli $\pi$-sidemetega $OH$-rühma positiivse $M$-efekti tõttu, domineerib selle negatiivne $I$-efekt.

Fenoolide spektraalsed omadused

Fenooli spektri UV-osa neeldumismaksimum nihkub benseeniga võrreldes umbes 15 nm võrra pikemate lainepikkuste suunas (batokroomne nihe), kuna hapniku $\pi$ elektronid osalevad konjugatsioonis benseeni tuumaga ja ilmub 275 nm juures. peene struktuuriga.

Fenoolide ja ka alkoholide IR-spektris on iseloomulikud intensiivsed $v_(OH)$ ribad vahemikus 3200-3600 cm$^(-1)$ ja 3600-3615 cm$^(-1)$ tugevalt lahjendatud lahuste puhul, kuid $v_(c\_D)$ fenoolide puhul on riba umbes 1230 cm$^(-1)$, erinevalt 1220-1125 cm$^(-1)$ alkoholide puhul.

PMR-spektrites avaldub fenoolide $OH$-rühma prootoni signaal alkoholidega võrreldes laias vahemikus (4,0-12,0 ppm), sõltuvalt lahusti olemusest ja kontsentratsioonist, temperatuurist ja interpreetide olemasolust. - või molekulisisesed vesiniksidemed . Sageli registreeritakse $OH$-rühma prootonisignaal 8,5-9,5 m/h. dimetüülsulfoksiidis või 4,0-7,5 m.h juures $CCl_4$.

Fenooli massispektris on killustumise põhisuund $HCO$ ja $CO$ osakeste elimineerimine:

Joonis 2.

Kui fenooli molekulis esinevad alküülradikaalid, on esmaseks protsessiks bensüüli lõhustamine.

Fenoolide keemilised omadused

Erinevalt alkoholidest, mida iseloomustavad reaktsioonid nii $O-H$ sidemete lõhenemisega (happe-aluse omadused, estri moodustumine, oksüdatsioon jne) kui ka $C-O$ sidemetega (nukleofiilsed asendusreaktsioonid, dehüdratsioon, ümberkorraldamine), on fenoolid tüüpilisemad esimest tüüpi reaktsioonid. Lisaks iseloomustavad neid elektrofiilsed asendusreaktsioonid benseenitsüklis, mis on aktiveeritud elektrone loovutava hüdroksüülrühma poolt.

Fenoolide keemilised omadused tulenevad hüdroksüülrühma ja benseeni tuuma vastastikusest mõjust.

Hüdroksüülrühmal on $-I-$ ja + $M$-efekt. Viimane ületab tunduvalt $-I$ efekti, mis määrab $n-\pi$-konjugatsiooni vabad elektronid hapnik benseenitsükli $\pi$-orbitaaliga. $n-\pi$-konjugatsiooni tõttu väheneb etanooliga võrreldes $C - O$ sideme pikkus, dipoolmomendi suurus ja sideme neeldumisribade asukoht IR spektrites:

Mõned fenooli ja etanooli omadused:

Joonis 3

$n-\pi$-konjugatsioon viib elektrontiheduse vähenemiseni hapnikuaatomil, mistõttu fenoolides $O - H$ sideme polaarsus suureneb. Sellega seoses on fenoolide happelised omadused rohkem väljendunud kui alkoholide omad. Fenoolide suurem happesus võrreldes alkoholidega on seletatav ka laengu delokaliseerumise võimalusega fenolaadi aniooniks, mis viib süsteemi stabiliseerumiseni:

Joonis 4

Fenooli ja alkoholide happesuse erinevust näitab dissotsiatsioonikonstant. Võrdluseks: fenooli puhul Kd = $1,3 \cdot 10^(-10)$ ja etüülalkoholi puhul Kd = $10^(-18)$.

Seetõttu moodustavad fenoolid erinevalt alkoholidest fenolaate mitte ainult leelismetallidega, vaid ka interaktsiooni kaudu leelistega:

Joonis 5

Fenooli reaktsioon leelismetallidega on üsna äge ja sellega võib kaasneda plahvatus.

Aga fenool on nõrk hape, isegi nõrgem kui süsihape ($K = 4,7 \cdot 10^(-7)$). Seetõttu tõrjub süsihape fenoolilahusest välja fenooli. Neid reaktsioone kasutatakse fenoolide, alkoholide või karboksüülhapete eraldamiseks. Fenooli molekulis olevad elektrone eemaldavad rühmad suurendavad oluliselt, samas kui doonorrühmad nõrgendavad fenoolhüdroksüüli happelisi omadusi.

Lisaks iseloomustavad fenooli mitmed erisuunalised reaktsioonid:

1. eetrite ja estrite moodustumine;
2. alküülimis- ja atsüülimisreaktsioonid;
3. oksüdatsioonireaktsioonid

4. aromaatse ringi elektrofiilse asendusreaktsioonid, sealhulgas reaktsioonid:

   • halogeenimine,
   • sulfoneerimine,
   • nitroseerimine,
   • formüülimine,
   • kondensatsioon aldehüüdide ja ketoonidega,
   • karboksüülimine.

1. Fenoolid- aromaatsete süsivesinike derivaadid, mille molekulides on hüdroksüülrühm (-OH) otseselt seotud benseenitsükli süsinikuaatomitega.

2. Fenoolide klassifikatsioon

Olenevalt OH-rühmade arvust molekulis on ühe-, kahe- ja kolmeaatomilised fenoolid:

Vastavalt molekulis kondenseerunud aromaatsete tsüklite arvule eristatakse fenoole endid (üks aromaatne tsükkel - benseeni derivaadid), naftoolid (2 kondenseerunud tsüklit - naftaleeni derivaadid), antranoole (3 kondenseerunud tsüklit - antratseeni derivaadid) ja fenantroole:

3. Fenoolide isomeeria ja nomenklatuur

Isomerismi on kahte tüüpi:

• benseenitsükli asendajate asukoha isomeeria

• külgahela isomeeria (alküülradikaali struktuurid ja radikaalide arv)

Fenoolide puhul kasutatakse laialdaselt ajalooliselt välja kujunenud triviaalseid nimetusi. Eesliiteid kasutatakse ka asendatud mononukleaarsete fenoolide nimetustes orto-,meta- ja paar -, kasutatakse aromaatsete ühendite nomenklatuuris. Keerulisemate ühendite puhul nummerdatakse aromaatseid ringe moodustavad aatomid ja asendajate asukohta näidatakse digitaalsete indeksite abil.

4. Molekuli struktuur

Fenüülrühm C6H5- ja hüdroksüül-OH mõjutavad üksteist vastastikku

• jagamata elektronide paar Hapnikuaatomit tõmbab ligi benseenitsükli 6-elektroniline pilv, mille tõttu O-H side on veelgi polariseeritum. Fenool on tugevam hape kui vesi ja alkoholid.

• Benseenitsüklis on elektronpilve sümmeetria katki, elektronide tihedus suureneb positsioonides 2, 4, 6. See muudab selle reaktiivsemaks S-N ühendused positsioonides 2, 4, 6. ja on benseenitsükli sidemed.

5. Füüsikalised omadused

Enamik üheaatomilisi fenoole normaalsetes tingimustes on madala sulamistemperatuuriga ja iseloomuliku lõhnaga värvitud kristalsed ained. Fenoolid lahustuvad vees halvasti, lahustuvad hästi orgaanilistes lahustites, mürgised ja oksüdeerumise tagajärjel tumenevad järk-järgult õhu käes hoidmisel.

Fenool C6H5OH (karboolhape ) - värvitu kristalne aine oksüdeerub õhus ja muutub roosaks, tavatemperatuuril lahustub see vees halvasti, temperatuuril üle 66 ° C seguneb veega mis tahes vahekorras. fenool - mürgine aine, põhjustab nahapõletust, on antiseptiline

6. Mürgised omadused

Fenool on mürgine. Põhjustab närvisüsteemi talitlushäireid. Tolm, aurud ja fenoolilahus ärritavad silmade limaskesti, hingamisteid ja nahka. Kehasse sattudes imendub fenool väga kiiresti isegi läbi tervete nahapiirkondade ja hakkab mõne minuti pärast ajukudedele mõjuma. Esiteks tekib lühiajaline erutus ja seejärel hingamiskeskuse halvatus. Isegi fenooli minimaalsete annuste kasutamisel täheldatakse aevastamist, köhimist, peavalu, peapööritust, kahvatust, iiveldust ja jõukaotust. Rasketele mürgistusjuhtudele on iseloomulikud teadvusetus, tsüanoos, õhupuudus, sarvkesta tundlikkus, kiire, vaevumärgatav pulss, külm higi, sageli krambid. Sageli on fenool vähi põhjuseks.

7. Fenoolide kasutamine

1. Sünteetiliste vaikude, plastide, polüamiidide tootmine

2. Ravimid

3. Värvained

4. Pindaktiivsed ained

5. Antioksüdandid

6. Antiseptikumid

7. Lõhkeained

8. Fenooli saamine sisse tööstusele

üks). Kumeeni meetod fenooli tootmiseks (NSVL, Sergeev P.G., Udris R.Yu., Kruzhalov B.D., 1949). Meetodi eelised: jäätmevaba tehnoloogia (kasulike toodete saagis > 99%) ja säästlikkus. Praegu kasutatakse maailmas fenoolitootmises peamise meetodina kumeenimeetodit.

2). Söetõrvast (kõrvalsaadusena – madal saagis):

C6H5ONa + H2SO4 (razb) → C6H5 -OH + NaHS04

naatriumfenolaat

(toote piltvaigust saapadseebikivi)

3). Halobenseenidest :

Alates 6 H5-Cl + NaOH t , lk→ C6H5-OH + NaCl

4). Aromaatsete sulfoonhapete soolade liitmine tahkete leelistega :

C6H5-SO3Na + NaOH t → Na2SO3 + C6H5-OH

naatriumsool

benseensulfoonhapped

9. Fenooli (karboolhappe) keemilised omadused

ma . Hüdroksüülrühma omadused

Happe omadused- on rohkem väljendunud kui küllastunud alkoholid (indikaatorite värvus ei muutu):

• aktiivsete metallidega-

2C6H5-OH + 2Na → 2C6H5-ONa + H2

naatriumfenolaat

• Leelistega-

C6H5-OH + NaOH (vesilahus)↔ C 6 H 5 -ONa + H 2 O

! Fenolaadid - nõrga karboolhappe soolad, mis lagunevad süsihappega.

C6H5-ONa + H2O+KoosO2 → C6H5-OH + NaHCO3

Happeliste omaduste poolest on fenool 10 korda parem kui etanool. Samal ajal on see sama võrra madalam äädikhape. Erinevalt karboksüülhapetest ei saa fenool süsihapet oma sooladest välja tõrjuda.

C 6 H 5 - Oh + NaHCO 3 = reaktsioon ei kulge - lahustub ideaalselt sisse vesilahused leelised, see tegelikult ei lahustu naatriumvesinikkarbonaadi vesilahuses.

Fenooli happelised omadused paranevad benseenitsükliga seotud elektrone väljatõmbavate rühmade mõjul ( EI 2 - , Br - )

2,4,6-trinitrofenool ehk pikriinhape on tugevam kui süsihappegaas

II . Benseenitsükli omadused

1). Aatomite vastastikune mõju fenooli molekulis ei avaldu mitte ainult hüdroksürühma käitumises (vt eespool), vaid ka benseenitsükli suuremas reaktsioonivõimes. Hüdroksüülrühm suurendab elektronide tihedust benseenitsüklis, eriti orto- ja paar- sätted (+ M-OH-rühma mõju):

Seetõttu on fenool aromaatse ringi elektrofiilsetes asendusreaktsioonides palju aktiivsem kui benseen.

• Nitreerimine. 20% lämmastikhappe HNO 3 toimel muudetakse fenool kergesti seguks orto- ja paar- nitrofenoolid:

Kontsentreeritud HNO 3 kasutamisel tekib 2,4,6-trinitrofenool ( pikriinhape):

• Halogeenimine. Fenool reageerib toatemperatuuril kergesti broomveega, moodustades valge 2,4,6-tribromofenooli sademe ( kvalitatiivne reaktsioon fenooli jaoks):

• Kondensatsioon aldehüüdidega. Näiteks:

2). Fenooli hüdrogeenimine

C6H5-OH + 3H2 Ni, 170ºC→ C6Hn-OH tsükloheksüülalkohol (tsükloheksanool)