Phenoli.

1. Ufafanuzi. Uainishaji.

2. Nomenclature na isomerism. Wawakilishi wakuu

3. Risiti

4. Tabia za kimwili

5. Sifa za kemikali

6. Maombi. Athari kwa afya ya binadamu.

Phenoli ni derivatives ya benzini yenye kikundi kimoja au zaidi cha hidroksili.

Uainishaji.

Kutegemea juu ya idadi ya vikundi vya haidroksi phenoli imegawanywa kulingana na atomiki yao katika: moja-, mbili- na triatomic.

Na kiwango cha tete ya vitu Kawaida hugawanywa katika vikundi viwili - phenoli ambazo ni tete na mvuke (phenol, cresols, xylenols, guaiacol, thymol) na fenoli zisizo tete (resorcinol, pyrocatechol, hidroquinone, pyrogallol na phenols nyingine za polyhydric). Tutazingatia muundo na nomenclature ya wawakilishi binafsi hapa chini.

Nomenclature na isomerism. Wawakilishi wakuu.

Mwakilishi wa kwanza, kama sheria, anaitwa na nomenclature isiyo na maana, phenol (hydroxybenzene, asidi ya kizamani ya carbolic).

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

3,5-dimethylphenol 4-ethylphenol

Mara nyingi kwa phenols viwango tofauti mbadala hutumia majina yasiyo na maana.

Risiti

1) Kutengwa na bidhaa za makaa ya makaa ya mawe kavu, na pia kutoka kwa bidhaa za pyrolysis za makaa ya mawe ya kahawia na kuni (tar).

2) Kupitia asidi ya benzenesulfoniki. Kwanza, benzini inatibiwa kwa kupokanzwa na asidi ya sulfuriki iliyojilimbikizia

C6H6 + H2SO4 = C6H5SO3H + H2O

Asidi ya benzenesulfoniki inayotokana imeunganishwa na alkali

C6H5SO3H + 3NaOH = C6H5ONA + 2H2O + Na2SO3

Baada ya kutibu phenolate na asidi kali, phenol hupatikana.

3) Mbinu ya Cumene (kulingana na oxidation hidrokaboni yenye kunukia cumene (isopropylbenzene) yenye oksijeni ya angahewa ikifuatiwa na mtengano wa hidroperoksidi inayotolewa na H2SO4). Mmenyuko huendelea na mavuno mengi na huvutia kwa kuwa inaruhusu mtu kupata bidhaa mbili za kitaalam mara moja - phenol na asetoni (unahitaji kuzingatia mwenyewe).

Tabia za kimwili

Phenoli ni fuwele zisizo na rangi zenye umbo la sindano ambazo hubadilika kuwa waridi hewani kutokana na uoksidishaji, na hivyo kusababisha bidhaa za rangi. Wana harufu maalum ya gouache. Mumunyifu katika maji (6 g kwa 100 g ya maji), katika ufumbuzi wa alkali, katika pombe, katika benzini, katika asetoni.

Wakati wa kufanya kazi na phenol, lazima ufuate tahadhari za usalama: fanya kazi chini ya hood, tumia vifaa vya kinga binafsi, kwani husababisha kuchoma ikiwa inagusana na ngozi.

Kemikali mali ya phenols

Muundo wa molekuli ya phenoli

Pete ya benzini na kundi la OH zikijumuishwa katika molekuli ya fenoli huathiri nyingine, na kuongeza utendakazi wa kila mmoja. Kundi la phenyl huchukua jozi moja ya elektroni kutoka kwa atomi ya oksijeni katika kundi la OH.

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

Mwingiliano wa kichocheo na pombe husababisha etha, na kama matokeo ya mmenyuko na anhidridi au kloridi ya asidi asidi ya kaboksili huundwa esta. Hizi ni athari zinazofanana na athari za alkoholi ambazo zilisomwa katika hotuba ya mwisho (pia huitwa o-alkylation na o-acylation).

2. Miitikio inayohusisha uondoaji wa kikundi cha OH

Wakati wa kuingiliana na amonia (kwa joto la juu na shinikizo), kikundi cha OH kinabadilishwa na NH2, na aniline huundwa.

3. Matendo ya uingizwaji wa atomi za hidrojeni kwenye pete ya benzini

(athari za kubadilisha umeme) .

Kundi la OH ni wakala wa mwelekeo wa kuwezesha aina ya I. Kwa hiyo, wakati wa halojeni, nitration, sulfonation na alkylation ya phenol, vituo vilivyo na kuongezeka kwa wiani wa elektroni vinashambuliwa, yaani, uingizwaji hutokea hasa katika ortho- Na jozi- masharti. Athari kama hizo zilisomwa kwa undani katika hotuba juu ya sheria za mwelekeo katika pete ya benzene.

Athari za phenols na halojeni endelea haraka, bila vichocheo.

o-chloro- na p-chlorophenol

Phenol katika hatua conc.HNO3 kubadilishwa kuwa 2,4,6-trinitrophenol (asidi ya picric). Nitration inaambatana na oxidation, hivyo mavuno ya bidhaa ni ya chini.

Mononitrophenols huundwa na nitration ya phenol na asidi ya nitriki kuondokana (kwa joto la kawaida).

o-nitro- na p-nitrophenol

Phenol ni sulfonated kwa urahisi kujilimbikiziaH2 HIVYO 4, wakati kwa joto la 15-20 ° C o-isomer hupatikana kwa kiasi kikubwa, na kwa 100 ° C - p-isomer.

o-phenol- na p-phenolsulfoniki asidi

Phenols pia huathiriwa kwa urahisi alkylation na acylation kwa msingi.

Mojawapo ya athari zinazovutia zaidi ni joto la fenoli na anhydride ya phthalic mbele ya asidi ya sulfuriki, ambayo inaongoza kwa uzalishaji wa rangi ya triarylmethylene inayoitwa phenolphthaleins.

Aspirini" href="/text/category/aspirin/" rel="bookmark">aspirini. Fenolate za sodiamu na potasiamu humenyuka pamoja na CO2. Katika joto la 125°C, isoma ya o - asidi ya phenolcarboxylic hupatikana, ambayo ni acylated. katika kundi la OH, wakitengeneza aspirini.

Ni muhimu kutambua athari mbili zaidi za ubora wa phenoli:

1) Mmenyuko wa phenols na bromini: inaendelea haraka sana na ni vigumu sana kuizuia katika hatua ya monobromination. Matokeo yake, 2.4.6-tribromophenol huundwa - precipitate nyeupe.

Mwitikio hutumika kugundua phenoli katika maji: tope huonekana hata kwa maudhui ya chini sana ya phenoli katika maji (1:100,000).

2) Mmenyuko na chumvi za Fe (III). Mmenyuko ni msingi wa malezi ya tata za phenolates za chuma, ambazo zina rangi ya zambarau.

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

Hidrojeni na hidrojeni mbele ya kichocheo cha nickel huathiri pete ya kunukia, kuipunguza.

4. Oxidation ya phenols

Phenols ni nyeti kwa hatua ya mawakala wa oksidi. Chini ya ushawishi wa asidi ya chromic, phenoli na hidrokwinoni hutiwa oksidi hadi p-benzoquinone, na pyrocatechol hadi o-benzoquinone. Metaderivatives ya phenol ni ngumu sana katika oksidi.

Nyenzo za kumalizia na kazi" href="/text/category/otdelochnie_materiali_i_raboti/" rel="bookmark">nyenzo za kumalizia, bidhaa za rangi na varnish, vipodozi vya mapambo na hata vifaa vya kuchezea vya watoto vinaweza kupuuza mahitaji ya usalama na kuzalisha bidhaa zenye maudhui ya juu ya sumu isiyokubalika. kama vile phenoli na derivatives zao.

Kwa hiyo, ni muhimu kuwa macho na kuchukua hatua kwa dalili za kwanza za sumu. Kumbuka ikiwa una wasiwasi harufu mbaya bidhaa iliyonunuliwa hivi karibuni, ikiwa inaonekana kwako kuwa afya yako imezorota baada ya kununua samani au ukarabati wa hivi karibuni, itakuwa bora kumwita mtaalamu wa mazingira ambaye atafanya kila kitu. utafiti muhimu na itatoa mapendekezo muhimu kuliko kubaki katika wasiwasi na shaka, kuogopa afya yako na afya ya wapendwa wako.

Katika Pili vita vya dunia phenol ilitumika kambi za mateso Reich ya Tatu kwa mauaji.

Phenol pia huathiri vibaya mazingira: katika maji ya mto yasiyo na uchafu au kidogo, maudhui ya phenoli kawaida hayazidi 20 μg/dm3. Kuzidi asili ya asili kunaweza kuonyesha uchafuzi wa miili ya maji. Katika kuchafuliwa na phenols maji ya asili maudhui yao yanaweza kufikia makumi na hata mamia ya micrograms kwa lita. Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa phenoli katika maji kwa Urusi ni 0.001 mg/dm3

Uchambuzi wa maji kwa phenol ni muhimu kwa asili na Maji machafu. Ni muhimu kupima maji kwa maudhui ya phenol ikiwa kuna mashaka ya uchafuzi wa mifereji ya maji na uchafu wa viwanda.

Phenols ni misombo isiyo imara na inakabiliwa na biochemical na oxidation ya kemikali . Phenoli za polyhydric huharibiwa hasa na oxidation ya kemikali.

Hata hivyo, wakati wa kutibu maji yenye uchafu wa phenoli na klorini, misombo ya hatari sana ya kikaboni inaweza kuunda. sumu - dioksini.

Mkusanyiko wa phenol ndani maji ya uso kuathiriwa mabadiliko ya msimu. KATIKA kipindi cha majira ya joto maudhui ya phenoli hupungua (kwa kuongezeka kwa joto kiwango cha mtengano huongezeka). Kutolewa kwa maji ya phenolic ndani ya hifadhi na mifereji ya maji kunazidisha hali yao ya jumla ya usafi, na kuathiri viumbe hai sio tu na sumu yake, bali pia. mabadiliko makubwa utawala wa virutubisho na gesi kufutwa (oksijeni, dioksidi kaboni). Kama matokeo ya klorini ya maji yenye phenoli, misombo thabiti ya klorophenoli huundwa, athari ndogo ambayo (0.1 μg/dm3) huwapa maji ladha ya tabia.

Imeundwa kwa msingi wa benzini. Katika hali ya kawaida ni imara vitu vya sumu na harufu maalum. Katika tasnia ya kisasa, misombo hii ya kemikali ina jukumu muhimu. Kwa suala la kiasi cha matumizi, phenol na derivatives yake ni kati ya ishirini maarufu zaidi misombo ya kemikali katika dunia. Zinatumika sana katika tasnia ya kemikali na nyepesi, dawa na nishati. Kwa hivyo, kupata phenol ndani kiwango cha viwanda- moja ya kazi kuu za tasnia ya kemikali.

Majina ya phenol

Jina la asili la phenol ni asidi ya carbolic. Baadaye, kiwanja hiki kilipewa jina "phenol". Muundo wa dutu hii umeonyeshwa kwenye takwimu:

Atomi za phenoli zimehesabiwa kutoka kwa atomi ya kaboni ambayo imeunganishwa na kundi la OH hydroxo. Mfuatano unaendelea kwa mpangilio hivi kwamba atomi zingine zilizobadilishwa hupokea nambari za chini zaidi. Derivatives ya phenol inapatikana kwa namna ya vipengele vitatu, sifa ambazo zinaelezewa na tofauti zao isoma za miundo. Ortho-, meta-, para-cresols mbalimbali ni marekebisho tu ya muundo wa msingi wa kiwanja pete ya benzini na kikundi cha hydroxyl, mchanganyiko wa msingi ambao ni phenol. Fomula ya dutu hii katika nukuu ya kemikali inaonekana kama C 6 H 5 OH.

Mali ya kimwili ya phenol

Kwa kuibua, phenoli inaonekana kama fuwele ngumu, isiyo na rangi. Katika hewa ya wazi wao oxidize, kutoa dutu tabia yake rangi ya pink. Katika hali ya kawaida, phenol haina mumunyifu kabisa katika maji, lakini kwa ongezeko la joto hadi 70 o takwimu hii huongezeka kwa kasi. Katika ufumbuzi wa alkali dutu hii ni mumunyifu kwa kiasi chochote na kwa joto lolote.

Mali hizi pia zimehifadhiwa katika misombo mingine, sehemu kuu ambazo ni phenols.

Tabia za kemikali

Mali ya kipekee ya phenol yanaelezewa na muundo wake wa ndani. Katika molekuli ya hii dutu ya kemikali P-orbital ya fomu za oksijeni mfumo wa p-umoja na pete ya benzini. Mwingiliano huu mkali huongeza msongamano wa elektroni wa pete ya kunukia na hupunguza kiashiria hiki cha atomi ya oksijeni. Katika kesi hiyo, polarity ya vifungo vya kikundi cha hydroxo huongezeka kwa kiasi kikubwa, na hidrojeni iliyojumuishwa katika muundo wake inabadilishwa kwa urahisi na chuma chochote cha alkali. Hivi ndivyo phenolates mbalimbali huundwa. Misombo hii haiozi na maji kama vile vileo, lakini suluhu zao ni sawa na chumvi za besi kali na asidi dhaifu, kwa hivyo zina athari ya alkali iliyotamkwa. Phenolates humenyuka na asidi mbalimbali; Sifa za kemikali za kiwanja hiki huruhusu kuguswa na asidi, na kutengeneza esta. Kwa mfano, mmenyuko wa phenol na asidi asetiki husababisha kuundwa kwa phenyl ester (phenyacetate).

Mmenyuko wa nitration unajulikana sana, ambayo, chini ya ushawishi wa 20% asidi ya nitriki phenol huunda mchanganyiko wa para- na orthonitrophenols. Wakati phenoli inatibiwa na asidi ya nitriki iliyokolea, hutoa 2,4,6-trinitrophenol, ambayo wakati mwingine huitwa asidi ya picric.

Phenol katika asili

Kama dutu inayojitegemea, phenol hupatikana katika asili katika lami ya makaa ya mawe na katika aina fulani za mafuta. Lakini kwa mahitaji ya viwanda kiasi hiki hakina jukumu lolote. Kwa hiyo, uzalishaji wa phenol bandia imekuwa kipaumbele kwa vizazi vingi vya wanasayansi. Kwa bahati nzuri, tatizo hili lilitatuliwa na phenol ya bandia hatimaye ilipatikana.

Mali, kupokea

Matumizi ya halojeni mbalimbali hufanya iwezekanavyo kupata phenolates, ambayo benzini huundwa juu ya usindikaji zaidi. Kwa mfano, inapokanzwa hidroksidi ya sodiamu na klorobenzene hutoa phenolate ya sodiamu, ambayo, inapofunuliwa na asidi, huvunja ndani ya chumvi, maji na phenoli. Njia ya majibu kama hii imetolewa hapa:

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

Asidi za sulfonic zenye kunukia pia ni chanzo cha utengenezaji wa benzini. Mmenyuko wa kemikali kuyeyuka kwa wakati mmoja wa alkali na asidi ya sulfoniki. Kama inavyoonekana kutokana na majibu, phenoksidi huundwa kwanza. Wakati wa kutibiwa na asidi kali, hupunguzwa kwa phenoli za polyhydric.

Phenol katika tasnia

Kwa nadharia, njia rahisi na ya kuahidi zaidi ya kupata phenol inaonekana kama hii: kwa msaada wa kichocheo, benzene hutiwa oksidi na oksijeni. Lakini hadi sasa, kichocheo cha mmenyuko huu hakijachaguliwa. Kwa hivyo, njia zingine hutumiwa sasa katika tasnia.

Kuendelea mbinu ya viwanda kupata phenol ina mwingiliano wa klorobenzene na suluhisho la 7%. soda ya caustic. Mchanganyiko unaozalishwa hupitishwa kupitia mfumo wa kilomita moja na nusu ya mabomba yenye joto hadi joto la 300 C. Chini ya ushawishi wa joto na kudumishwa. shinikizo la juu vitu vya kuanzia huguswa na kuzalisha 2,4-dinitrophenol na bidhaa nyingine.

Sio muda mrefu uliopita, mbinu ya viwanda ya kuzalisha vitu vyenye phenol kwa kutumia mbinu ya cumene ilitengenezwa. Utaratibu huu una hatua mbili. Kwanza, isopropylbenzene (cumene) hupatikana kutoka kwa benzene. Kwa kufanya hivyo, benzene ni alkalated na propylene. Mwitikio unaonekana kama hii:

Baada ya hayo, cumene ni oxidized na oksijeni. Matokeo ya mmenyuko wa pili ni phenol na nyingine bidhaa muhimu- asetoni.

Phenol inaweza kuzalishwa kwa kiwango cha viwanda kutoka kwa toluini. Kwa kufanya hivyo, toluini ni oxidized juu ya oksijeni zilizomo katika hewa. Mmenyuko hutokea mbele ya kichocheo.

Mifano ya phenols

Homologues za karibu zaidi za phenoli huitwa cresols.

Kuna aina tatu za cresols. Meta-cresol chini ya hali ya kawaida ni kioevu, para-cresol na ortho-cresol ni yabisi. Krizoli zote hazimunyiki vizuri katika maji, na mali zao za kemikali ni karibu sawa na phenol. KATIKA fomu ya asili Cresols hupatikana katika lami ya makaa ya mawe na hutumiwa viwandani katika utengenezaji wa rangi na aina fulani za plastiki.

Mifano ya phenoli za diatomiki ni pamoja na para-, ortho-, na meta-hydrobenzene. Yote ni yabisi, mumunyifu kwa urahisi katika maji.

Mwakilishi pekee wa phenol ya trihydric ni pyrogallol (1,2,3-trihydroxybenzene). Fomula yake imewasilishwa hapa chini.

Pyrogallol ni wakala wa kupunguza nguvu. Ni oxidizes kwa urahisi, hivyo hutumiwa kuzalisha gesi zisizo na oksijeni. Dutu hii inajulikana sana kwa wapiga picha;

Phenoli - dutu za kikaboni ambazo molekuli zake zina itikadi kali ya phenyl iliyounganishwa na kikundi kimoja au zaidi cha hidroxo. Kama vile pombe, fenoli zimeainishwa kwa atomiki, i.e. kwa idadi ya vikundi vya hidroksili.

Fenoli za monohydric Ina kundi moja la haidroksili kwenye molekuli:

Phenoli za polyhydric vyenye zaidi ya kundi moja la haidroksili katika molekuli:

Pia kuna fenoli za polyhydric zilizo na vikundi vitatu au zaidi vya hidroksili kwenye pete ya benzene.

Hebu tuchunguze kwa undani muundo na mali ya mwakilishi rahisi zaidi wa darasa hili - phenol C 6 H 5 OH. Jina la dutu hii liliunda msingi wa jina la cass nzima - phenols.

Mali ya kimwili ya phenol

Phenol ni dutu ya fuwele isiyo na rangi, kiwango myeyuko = 43 ° C, kiwango cha mchemko = 181 ° C, na harufu kali ya tabia. Suluhisho la maji la phenol linaitwa asidi ya carbolic. Inapogusana na ngozi husababisha kuungua, Kwa hivyo, phenol lazima ishughulikiwe kwa uangalifu sana!

Kemikali mali ya phenol

Katika miitikio mingi, fenoli hufanya kazi zaidi kwenye dhamana ya O-H, kwa kuwa dhamana hii ni ya ncha zaidi kutokana na kuhama kwa msongamano wa elektroni kutoka atomi ya oksijeni kuelekea pete ya benzini (ushiriki wa jozi ya elektroni pekee ya atomi ya oksijeni katika p. -mfumo wa mnyambuliko). Asidi ya phenoli ni kubwa zaidi kuliko ile ya alkoholi. Kwa phenoli, athari za kupasuka Viunganisho vya S-O si tabia, kwani atomi ya oksijeni imeshikamana kwa uthabiti na atomi ya kaboni ya pete ya benzini kutokana na ushiriki wa jozi yake ya elektroni pekee katika mfumo wa mnyambuliko. Ushawishi wa kuheshimiana wa atomi kwenye molekuli ya phenoli hauonyeshwa tu katika tabia ya kikundi cha hydroxy, lakini pia katika kundi kubwa. reactivity kiini cha benzini. Kundi la haidroksili huongeza msongamano wa elektroni katika pete ya benzini, haswa kwenye nafasi za ortho na para (vikundi vya OH)

Asidi mali ya phenol

Atomi ya hidrojeni ya kikundi cha hidroksili ni ya asili ya asidi. Kwa sababu Sifa za tindikali za phenol hutamkwa zaidi kuliko zile za maji na alkoholi, basi phenol humenyuka sio tu na madini ya alkali, lakini pia na alkali na malezi ya phenolates:

Asidi ya fenoli inategemea asili ya vibadala (wafadhili wa wiani wa elektroni au kipokeaji), nafasi inayohusiana na kundi la OH na idadi ya vibadala. Ushawishi mkubwa zaidi juu ya asidi ya OH ya phenoli hutolewa na vikundi vilivyo kwenye nafasi za ortho- na para. Wafadhili huongeza nguvu Viunganishi vya O-N(na hivyo kupunguza uhamaji wa hidrojeni na mali ya tindikali), wapokeaji hupunguza nguvu ya dhamana ya O-H, wakati asidi huongezeka:

Hata hivyo, mali ya tindikali ya phenoli haijulikani zaidi kuliko yale ya asidi ya isokaboni na ya kaboksili. Kwa mfano, mali ya tindikali ya phenoli ni takriban mara 3000 chini ya yale ya asidi ya kaboni. Kwa hiyo, kupitisha phenolate ya sodiamu kupitia suluhisho la maji kaboni dioksidi, phenol ya bure inaweza kutengwa.

Kuongeza asidi hidrokloriki au sulfuriki kwenye suluhisho la maji ya phenolate ya sodiamu pia husababisha malezi ya phenol:

Mmenyuko wa ubora kwa phenol

Phenoli humenyuka pamoja na kloridi ya feri (3) kutengeneza rangi yenye rangi nyingi zambarau Mchanganyiko changamano Hii inaruhusu kutambuliwa hata kwa idadi ndogo sana phenoli zingine zilizo na kikundi kimoja au zaidi za hidroksili kwenye pete ya benzini pia hutoa rangi ya samawati-violet inayong'aa inapoguswa na kloridi ya feri (3).

Athari za pete ya benzini ya phenol

Uwepo wa kibadala cha hidroksili hurahisisha sana kutokea kwa miitikio ya kieletrofili kwenye pete ya benzene.

1. Kupasuka kwa phenol. Tofauti na benzini, bromisheni ya phenoli haihitaji kuongezwa kwa kichocheo (chuma (3) bromidi). Kwa kuongeza, mwingiliano na phenol hutokea kwa kuchagua: atomi za bromini zinaelekezwa ortho- Na jozi- nafasi, kuchukua nafasi ya atomi za hidrojeni ziko hapo. Uteuzi wa uingizwaji unaelezewa na vipengele vilivyojadiliwa hapo juu muundo wa elektroniki molekuli za phenoli.

Kwa hivyo, wakati phenol inaingiliana na maji ya bromini mvua nyeupe ya 2,4,6-tribromophenol huundwa:

Mwitikio huu, kama majibu ya kloridi ya chuma(3), hutumika utambuzi wa ubora wa phenol.

2.Nitration ya phenol pia hutokea kwa urahisi zaidi kuliko nitrati ya benzene. Mmenyuko na asidi ya nitriki ya dilute hutokea kwenye joto la kawaida. Matokeo yake, mchanganyiko huundwa ortho- Na paro isoma za nitrophenol:

Wakati asidi ya nitriki iliyokolea inatumiwa, 2,4,6, trinitritephenol-picric acid, kilipuzi, huundwa:

3. Hidrojeni ya pete ya kunukia ya phenol mbele ya kichocheo hupita kwa urahisi:

4.Polycondensation ya phenol na aldehydes, hasa, na formaldehyde hutokea kwa malezi ya bidhaa za majibu - resini za phenol-formaldehyde na polima imara.

Mwingiliano wa phenol na formaldehyde unaweza kuelezewa na mpango ufuatao:

Molekuli ya dimer huhifadhi atomi za hidrojeni "simu", ambayo ina maana kwamba kuendelea zaidi kwa majibu kunawezekana na idadi ya kutosha ya vitendanishi:

Mwitikio polycondensation, hizo. mmenyuko wa uzalishaji wa polymer, ambayo hutokea kwa kutolewa kwa bidhaa ya chini ya Masi-uzito (maji), inaweza kuendelea zaidi (mpaka moja ya reagents imetumiwa kabisa) na kuundwa kwa macromolecules kubwa. Mchakato unaweza kuelezewa na equation ya muhtasari:

Uundaji wa molekuli za mstari hutokea kwa joto la kawaida. Kufanya majibu sawa wakati wa joto husababisha ukweli kwamba bidhaa inayotokana ina muundo wa matawi, ni imara na haipatikani katika maji Kama matokeo ya kupokanzwa resin ya phenol-formaldehyde na muundo wa mstari na ziada ya aldehyde, plastiki imara. wingi hupatikana kwa mali ya kipekee. Polima kulingana na resini za phenol-formaldehyde hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa varnishes na rangi, bidhaa za plastiki ambazo zinakabiliwa na joto, baridi, maji, alkali, na asidi mali ya dielectric. Kuwajibika zaidi na maelezo muhimu vifaa vya umeme, nyumba za kitengo cha nguvu na sehemu za mashine, msingi wa polymer wa bodi za mzunguko zilizochapishwa kwa vifaa vya redio. Adhesives kulingana na resini za phenol-formaldehyde zina uwezo wa kuunganisha kwa uhakika sehemu za aina mbalimbali za asili, kudumisha nguvu ya juu ya pamoja juu ya aina mbalimbali za joto. Adhesive hii hutumiwa kuunganisha msingi wa chuma wa taa za taa kwenye bulbu ya kioo Kwa hivyo, phenol na bidhaa zinazozingatia hutumiwa sana.

Utumiaji wa phenols

Phenoli - imara, na harufu ya tabia, husababisha kuchoma juu ya kuwasiliana na ngozi. Yenye sumu. Inapasuka katika maji, suluhisho lake linaitwa asidi ya carbolic (antiseptic). Alikuwa antiseptic ya kwanza kuletwa katika upasuaji. Inatumika sana katika utengenezaji wa plastiki, dawa(asidi ya salicylic na derivatives yake), dyes, vilipuzi.

Phenoli za monohydric ni maji ya uwazi au vitu vya fuwele, mara nyingi huwa na rangi nyekundu-nyekundu kutokana na oxidation yao. Hizi ni sumu na husababisha kuchoma ikiwa hugusana na ngozi. Wanaua microorganisms nyingi, yaani, wana mali ya disinfectant na antiseptic. Umumunyifu wa phenoli katika maji ni mdogo, pointi zao za kuchemsha ni za juu kwa sababu ya kuwepo kwa intermolecular. vifungo vya hidrojeni.

Tabia za kimwili

Phenoli huyeyushwa kidogo katika maji, lakini huyeyuka vizuri katika pombe, etha, benzini, hutengeneza hidrati za fuwele na maji, na huyeyushwa kwa mvuke. Katika hewa, phenoli yenyewe huoksidisha kwa urahisi na kuwa giza. Kuanzishwa kwa viambajengo kama vile halojeni, vikundi vya nitro, n.k. katika nafasi ya para ya molekuli ya phenoli huongeza kwa kiasi kikubwa kiwango cha mchemko na kiwango cha kuyeyuka cha misombo:

Picha 1.

Phenoli ni vitu vya polar na wakati wa dipole $\mu$ = 1.5-1.6 $D$. Thamani ya $EI$ ya 8.5-8.6 eV inaonyesha sifa kubwa zaidi za wafadhili wa fenoli ikilinganishwa na uwanja kama vile benzene (9.25 eV), toluini (8.82 eV), na ethylbenzene (8.76 eV). Hii ni kutokana na mwingiliano wa kikundi cha haidroksili na vifungo vya $\pi$ vya pete ya benzene kutokana na athari chanya ya $M$ ya kikundi cha $OH$ athari yake hasi ya $I$ inatawala.

Tabia za Spectral za phenols

Upeo wa kunyonya katika sehemu ya UV ya wigo wa phenoli huhamishwa hadi urefu wa mawimbi kwa takriban nm 15 ikilinganishwa na benzene (kuhama kwa bathochromic) kutokana na ushiriki wa $\pi$-elektroni za oksijeni katika kuunganishwa na pete ya benzini na huonekana 275 nm na muundo mzuri.

Mwonekano wa IR wa phenoli, pamoja na alkoholi, una sifa ya bendi kali za $v_(OH)$ katika eneo la 3200-3600 cm$^(-1)$ na 3600-3615 cm$^(-1)$ kwa suluhisho zenye diluted sana , lakini kwa $v_(c\_D)$ phenoli kuna bendi karibu 1230 cm$^(-1)$, tofauti na 1220-1125 cm$^(-1)$ kwa alkoholi.

Katika mwonekano wa NMR, ishara ya protoni ya kundi la $OH$ ya phenoli inaonekana katika anuwai (4.0-12.0 ppm) ikilinganishwa na alkoholi, kulingana na asili na mkusanyiko wa kiyeyushi, halijoto, na uwepo wa kati. - au vifungo vya hidrojeni vya intramolecular. Mara nyingi ishara ya protoni ya kikundi cha $OH$ imeandikwa kwa 8.5-9.5 ppm. katika dimethyl sulfoxide au 4.0-7.5 ppm, katika $CCl_4$.

Katika wigo wa wingi wa phenoli, mwelekeo mkuu wa kugawanyika ni uondoaji wa chembe za $HCO$ na $CO$:

Kielelezo cha 2.

Ikiwa radikali za alkili zipo kwenye molekuli ya phenoli, mchakato wa msingi utakuwa upasuaji wa benzyl.

Kemikali mali ya phenols

Tofauti na alkoholi, ambazo zina sifa ya athari zinazohusisha mgawanyiko wa dhamana ya $O-H$ (sifa za msingi wa asidi, uundaji wa esta, oksidi, n.k.) na dhamana ya $C-O$ (athari za uingizwaji wa nukleofili, upungufu wa maji mwilini, kupanga upya. ), phenoli zinajulikana zaidi na athari za aina ya kwanza. Kwa kuongeza, wao ni sifa ya athari za uingizwaji wa electrophilic katika pete ya benzene iliyoamilishwa na kikundi cha hidroksili kinachotoa elektroni.

Sifa za kemikali za phenoli zimedhamiriwa na ushawishi wa pande zote wa kikundi cha hidroksili na pete ya benzini.

Kikundi cha haidroksili kina athari ya $-I-$ na + $M$. Mwisho unazidi kwa kiasi kikubwa athari ya $-I$ inayosababisha $n-\pi$-conjugation elektroni za bure oksijeni yenye $\pi$-orbital ya pete ya benzene. Kutokana na muunganisho wa $n-\pi$-, urefu wa dhamana ya $C - O$, ukubwa wa muda wa dipole na nafasi ya mikanda ya kunyonya ya vifungo katika mwonekano wa IR kupungua ikilinganishwa na pombe ya ethyl:

Baadhi ya sifa za phenol na ethanol:

Kielelezo cha 3.

$n-\pi$-Mchanganyiko husababisha kupungua kwa msongamano wa elektroni kwenye atomi ya oksijeni, kwa hiyo polarity ya dhamana ya $O - H $ katika fenoli huongezeka. Katika suala hili, mali ya asidi ya phenols yanajulikana zaidi kuliko yale ya pombe. Asidi kubwa zaidi ya phenoli ikilinganishwa na alkoholi pia inaelezewa na uwezekano wa uhamishaji wa malipo kwenye anion ya phenolate, ambayo inajumuisha uimarishaji wa mfumo:

Kielelezo cha 4.

Tofauti ya asidi kati ya phenol na alkoholi inaonyeshwa na utengano wa mara kwa mara. Kwa kulinganisha: Kd = $1.3 \cdot 10^(-10)$ kwa phenoli na Kd = $10^(-18)$ kwa pombe ya ethyl.

Kwa hivyo, phenoli, tofauti na alkoholi, huunda phenolates sio tu na metali za alkali, lakini pia kupitia mwingiliano na alkali:

Kielelezo cha 5.

Mwitikio wa phenoli na metali za alkali ni mkali sana na unaweza kuambatana na mlipuko.

Lakini phenol ni asidi dhaifu, dhaifu hata kuliko asidi ya kaboniki ($K = 4.7 \cdot 10^(-7)$). Kwa hivyo, asidi ya kaboni huondoa phenoli kutoka kwa suluhisho la phenolate. Athari hizi hutumiwa kutenganisha phenoli, alkoholi au asidi ya kaboksili. Vikundi vya uondoaji wa elektroni katika molekuli ya phenoli huongeza kwa kiasi kikubwa, na vikundi vya wafadhili vinadhoofisha, mali ya asidi ya phenolic hidroksili.

Kwa kuongezea, phenol inaonyeshwa na idadi ya athari za mwelekeo tofauti:

1. malezi ya ethers na esta;
2. athari za alkylation na acylation;
3. athari za oxidation

4. athari za kielektroniki katika pete ya kunukia, pamoja na athari:

   • halojeni,
   • salfoni,
   • nitrosation,
   • uundaji,
   • condensation na aldehydes na ketoni,
   • kaboksili.

1. Phenoli- derivatives ya hidrokaboni yenye kunukia, katika molekuli ambazo kundi la hidroksili (-OH) linaunganishwa moja kwa moja na atomi za kaboni kwenye pete ya benzini.

2. Uainishaji wa phenols

Fenoli moja, mbili, na trihydric hutofautishwa kulingana na idadi ya vikundi vya OH kwenye molekuli:

Kwa mujibu wa idadi ya pete zenye kunukia zilizofupishwa kwenye molekuli, phenoli zenyewe zinajulikana (pete moja yenye kunukia - derivatives ya benzini), naphthols (pete 2 zilizofupishwa - derivatives ya naphthalene), anthranols (pete 3 zilizofupishwa - derivatives ya anthracene) na phenanthros:

3. Isomerism na nomenclature ya phenols

Kuna aina 2 za isomerism iwezekanavyo:

• isomerism ya nafasi ya vibadala katika pete ya benzini

• isomerism ya mnyororo wa upande (muundo wa radical ya alkyl na idadi ya radicals)

Kwa phenoli, majina yasiyo na maana ambayo yametengenezwa kihistoria hutumiwa sana. Majina ya phenoli za nyuklia zilizobadilishwa pia hutumia viambishi awali ortho-,meta- Na jozi -, kutumika katika nomenclature ya misombo ya kunukia. Kwa misombo changamano zaidi, atomi zinazounda pete za kunukia zimehesabiwa na nafasi ya viambajengo huonyeshwa kwa kutumia fahirisi za kidijitali.

4. Muundo wa molekuli

Kikundi cha phenyl C 6 H 5 - na hidroksili -OH huathiri kila mmoja

• haijashirikiwa jozi ya elektroni atomi ya oksijeni inavutiwa na wingu la elektroni 6 la pete ya benzini, kwa sababu ambayo dhamana ya O-H imegawanywa zaidi. Phenol ni asidi kali kuliko maji na pombe.

• Katika pete ya benzini, ulinganifu wa wingu la elektroni huvunjika, wiani wa elektroni huongezeka katika nafasi 2, 4, 6. Hii inawafanya kuwa tendaji zaidi. Viunganisho vya S-N katika nafasi 2, 4, 6. na - vifungo vya pete ya benzene.

5. Tabia za kimwili

Fenoli nyingi za monohydric chini ya hali ya kawaida ni vitu vya fuwele visivyo na rangi na kiwango cha chini cha kuyeyuka na harufu ya tabia. Phenoli huyeyushwa kidogo katika maji, huyeyuka kwa urahisi katika vimumunyisho vya kikaboni, sumu, na inapohifadhiwa hewani huwa giza polepole kama matokeo ya oxidation.

Phenol C6H5OH (asidi ya kaboliki ) - dutu ya fuwele isiyo na rangi huoksidishwa hewani na kuwa waridi; Phenoli - dutu yenye sumu, husababisha kuchomwa kwa ngozi, ni antiseptic

6. Tabia za sumu

Phenol ni sumu. Husababisha ukiukaji wa utendaji wa mfumo wa neva. Vumbi, mvuke na suluhisho la phenoli hukasirisha utando wa mucous wa macho, njia ya upumuaji na ngozi. Mara moja katika mwili, Phenol inafyonzwa haraka sana hata kupitia maeneo yasiyofaa ya ngozi na ndani ya dakika chache huanza kuathiri tishu za ubongo. Kwanza, msisimko wa muda mfupi hutokea, na kisha kupooza kwa kituo cha kupumua. Hata wakati wa kutumia kipimo kidogo cha phenol, kupiga chafya, kukohoa, maumivu ya kichwa, kizunguzungu, weupe, kichefuchefu, na kupoteza nguvu huzingatiwa. Kesi kali za sumu ni sifa ya kupoteza fahamu, sainosisi, ugumu wa kupumua, kutokuwa na hisia ya konea, mapigo ya haraka, yasiyoweza kutambulika, jasho baridi, na mara nyingi degedege. Phenol mara nyingi ni sababu ya saratani.

7. Matumizi ya phenoli

1. Uzalishaji wa resini za synthetic, plastiki, polyamides

2. Dawa

3. Rangi

4. Vizuizi

5. Antioxidants

6. Antiseptics

7. Vilipuzi

8. Maandalizi ya phenol V viwanda

1). Mbinu ya Cumene ya kutengeneza phenoli (USSR, Sergeev P.G., Udris R.Yu., Kruzhalov B.D., 1949). Faida za njia: teknolojia isiyo na taka (mavuno ya bidhaa muhimu> 99%) na ufanisi wa gharama. Hivi sasa, mbinu ya cumene inatumika kama njia kuu katika uzalishaji wa kimataifa wa phenol.

2). Imetengenezwa kwa lami ya makaa ya mawe (kama bidhaa-zaidi - mavuno ni ndogo):

C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 (iliyopunguzwa) → C 6 H 5 - OH + NaHSO 4

phenolate ya sodiamu

(bidhaa yabuti za resinsoda ya kuoka)

3). Kutoka kwa halobenzenes :

C 6 H 5 -Cl + NaOH t , uk→ C 6 H 5 - OH + NaCl

4). Mchanganyiko wa chumvi ya asidi ya sulfonic yenye kunukia na alkali imara :

C 6 H 5 -SO 3 Na+ NaOH t → Na 2 SO 3 + C 6 H 5 - OH

chumvi ya sodiamu

asidi ya benzinesulfoniki

9. Sifa za kemikali za phenol (asidi ya kaboliki)

I . Tabia za kikundi cha hydroxyl

Tabia za asidi- imeonyeshwa wazi zaidi kuliko vileo vilivyojaa (rangi ya viashiria haibadilika):

• Pamoja na metali zinazofanya kazi-

2C 6 H 5 -OH + 2Na → 2C 6 H 5 -ONA + H 2

phenolate ya sodiamu

• Pamoja na alkali-

C6H5-OH + NaOH (suluhisho la maji)↔ C 6 H 5 -ONA + H 2 O

! Phenolates ni chumvi ya asidi dhaifu ya kaboni, iliyoharibiwa na asidi ya kaboni -

C6H5-ONA+H2O+NAO 2 → C 6 H 5 -OH + NaHCO 3

Kwa upande wa mali ya tindikali, phenol ni mara 10 6 zaidi ya ethanol. Wakati huo huo, ni duni kwa kiasi sawa asidi asetiki. Tofauti na asidi ya kaboksili, phenoli haiwezi kuondoa asidi ya kaboni kutoka kwa chumvi zake

C 6 H 5 - OH + NaHCO 3 = mmenyuko haufanyiki - huyeyuka kikamilifu ndani ufumbuzi wa maji alkali, ni karibu hakuna katika mmumunyo wa maji ya bicarbonate ya sodiamu.

Sifa ya asidi ya phenoli huimarishwa chini ya ushawishi wa vikundi vya kutoa elektroni vinavyohusishwa na pete ya benzene ( HAPANA 2 - , Br - )

2,4,6-trinitrophenol au asidi ya picric ina nguvu zaidi kuliko asidi ya kaboni

II . Mali ya pete ya benzini

1). Ushawishi wa pande zote wa atomi katika molekuli ya phenoli hauonyeshwa tu katika tabia ya kikundi cha hidroksi (tazama hapo juu), lakini pia katika utendakazi mkubwa wa pete ya benzini. Kundi la haidroksili huongeza msongamano wa elektroni katika pete ya benzini, hasa katika ortho- Na jozi- nafasi (+ M-OH athari ya kikundi):

Kwa hivyo, phenoli inafanya kazi zaidi kuliko benzini katika miitikio ya kielektroniki ya uingizwaji katika pete ya kunukia.

• Nitration. Chini ya ushawishi wa 20% ya asidi ya nitriki HNO 3, phenoli inabadilishwa kwa urahisi kuwa mchanganyiko ortho- Na jozi- nitrophenoli:

Wakati HNO 3 iliyokolea inatumiwa, 2,4,6-trinitrophenol ( asidi ya picric):

• Halojeni. Phenoli humenyuka kwa urahisi pamoja na maji ya bromini kwenye joto la kawaida na kutengeneza mvua nyeupe ya 2,4,6-tribromophenol ( mmenyuko wa ubora kwa phenol):

• Condensation na aldehydes. Kwa mfano:

2). Hidrojeni ya phenol

C6H5-OH + 3H2 Ni, 170ºC→ C 6 H 11 - OH pombe ya cyclohexyl (cyclohexanol)