Фенолы с солями тяжелых металлов

Содержание
  1. ПОИСК
  2. Фенол
  3. Производство фенола
  4. Характеристики и свойства фенола
  5. Соли фенола
  6. Производные фенола 
  7. Многоатомные фенолы
  8. Содержание в продуктах 
  9. Применение
  10. Опасность для здоровья
  11. Пожароопасность
  12. фенол, физические, химические свойства и применение фенола
  13. Получение, производство фенола
  14. Кумольный метод получение фенола
  15. Окисление толуола, с промежуточным образованием бензойной кислоты
  16. Физические свойства
  17. Химические свойства
  18. По гидроксильной группе:
  19. Взаимодействие с металлическим натрием:
  20. Образование простых эфиров
  21. Во втором случае получают чисто-ароматические простые эфиры:
  22. По ароматическому кольцу:
  23. Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:
  24. Реакция присоединения
  25. Биологическая роль и значение
  26. Применение
  27. Токсические свойства
  28. Предельно допустимые концентрации (ПДК) фенола:
  29. Фенольная катастрофа в Уфе

Фенолы с солями тяжелых металлов Фенолы с солями тяжелых металлов Фенолы с солями тяжелых металлов А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

ФЕНОЛЫ, ароматич. соед., содержащие в молекуле одну или неск. гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ядра. По кол-ву ароматич. ядер различают собственно фенолы, наф-толы (2 конденсированных ядра), антролы (3 ядра), фенант-ролы (4), бензотетролы (5), по числу гидроксильных групп в молекуле — одно-, двух-, трех- и многоатомные фенолы. Простейший фенол- гидроксибензол ф-лы C6H5OH наз. фенолом, 1,2-, 1,3- и 1,4-гидроксибензолы наз. соотв. пирокатехином, резорцином и гидрохиноном; 1,2,3-, 1,2,4- и 1,3,5-тригидроксибен-золы — соотв. пирогаллолом, гидроксигидрохиноном и фло-роглюцином.

Св-вами фенолов обладают также гетероароматич. соед., содержащие гидроксильные группы, напр, гидроксипиридины.

Фенолы и их производные содержатся в древесине, торфе, буром и кам. углях, нефтяных остатках. В живой природе фенолы, гл. обр. в виде производных, присутствуют в клетках растений (флавоноиды, таннины, антоцианы, лигнин, меланины, гуминовые к-ты и др.); в своб.

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 в-ва; часто имеют сильный характерный запах. Нек-рые св-ва незамещенных фенолов приведены в табл.

Фенолы- слабые к-ты, причем их кислые св-ва усиливаются при введении в молекулу электроотрицат. заместителей. Фенолы хорошо раств. в этаноле, диэтиловом эфире, ацетоне, ограниченно — в бензоле, воде. Перегоняются с водяным паром.

В ИК спектрах фенолов 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

Р-римость в воде, % по массе
2,2-бис-(4-Гид-роксифенил)-пропан

Фенолы вступают в р-ции как по гидроксильной группе, так и по ароматич. кольцу. Легко раств. в р-рах щелочей MOH с образованием солей — фенолятов ф-лы ArOM; исключение составляют т. наз. пространственно-затрудненные алкилфено-лы.

Как и спирты, фенолы образуют эфиры: простые — с алкилга-логенидами или диалкилсульфатами и сложные — с хлоран-гидридами к-т; мн. эфиры обладают приятным запахом и используются в парфюмерии, напр, анизол.

Замена группы ОН на NH2 происходит при действии на фенолы при повышенной т-ре NH3 и солей аммония, а также NH3 в водных р-рах гидросульфитов щелочных металлов (р-ции Бухерера).

Замещение гидроксила на водород в фенолах 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 т-рах 150-250 0C в присут. Ni- и Pd-катализаторов в жидкой фазе приводит гл. обр. к алицик-лич. спиртам.

С наличием в молекуле фенолов группы ОН — сильного ор-то-пара-ориентанта — связана легкость электроф. замещения атомов H ядра при галогенировании, нитровании, суль-фировании и алкилировании. Галогенирование фенолов осуществляют как действием своб. галогенов (за исключением F2), так и с использованием др. реагентов (напр.

, CuCl2 в ДМФА или CHCl3, трет-бутилгипохлорита, N-бромсукцинимида). Фторфенолы обычно получают из диазониевых солей гидро-ксиаренов обработкой фтороборной к-той с послед, термич. разложением образовавшегося продукта (Шимана реакция). В пром-сти монохлорфенолы получают хлорированием фенолов Cl2 или SOCl2, ди-, три- и пентахлорзамещенные — прямым хлорированием в присут.

AlCl3, FeCl3 или SbCl5 (см. Хлор-фенолы).

Нитрование фенолов разб. HNO3 идет с образованием смеси орто- и пара-мононитропроизводных; катализатор р-ции -нитрит щелочного металла. Другие нитрующие агенты — аце-тилнитрат, N2O4 и его комплекс с BF3.

Нитрование фенолов 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, напр.:

Сульфирование фенолов H2SO4 при низкой т-ре протекает с образованием орто- и пара-сульфопроизводных, сульфирова-ние олеумом при повышенной т-ре — с образованием смеси ди- и трисульфопроизводных (см. Нафтолсулъфокислоты, Фенолсулъфокислоты).

Фенолы легко алкилируются алкилгалоге-нидами, спиртами или олефинами по Фриделя — Крафтса реакции в присут. к-т Льюиса (AlCl3, ZnCl2, BF3, SnCl4); при алкилировании олефинами в качестве катализатора часто используют конц. H2SO4 и катионообменные смолы. Др. катализаторы алкилирования фенолов- оксиды металлов (напр.

, Al2O3), металлы (Cu, Zn, Cr, Fe, Pb, Mo, W, Al), иногда -алифатич. эфиры бензолсульфокислот.

При действии CO2 на феноляты происходит карбокси-лирование фенолов по Кольбе — Шмитта реакции с образованием ароматич. гидроксикислот.

Формилирование осуществляют действием на фенолы в щелочной среде CHHal3 по Рай-мера — Тимана реакции; продукты р-ции — ароматич. орто-гидроксиальдегиды.

Многоатомные фенолы или их эфиры обычно ацилируют действием нитрилов или HCN в присут. HCl и катализатора (ZnCl2, FeCl3, CoCl2, AlCl3 и др.) по Хеша реакции.

Фенолы легко конденсируются с карбонильными соед. в присут. кислотных или основных катализаторов, напр.:

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

Окисление фенолов окислителями может осуществляться по разл. механизмам с образованием разнообразных соединений. Окисление фенолов в бескислородной среде под действием K3[Fe(CN)6], PbO2, Ag2O и др.

приводит к образованию ароксилъныхрадикалов, стабильность к-рых зависит от кол-ва и строения алкильных заместителей в ароматич. ядре. Одноатомные фенолы под действием O2 воздуха или K2S2O8 (по Эльбса реакции)превращаются в двухатомные, к-рые 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 биол. объектах фенолы участвуют в окислит.-восстановит. р-циях обмена в-в, 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 фенолов: окисление ароматич. углеводородов и циклоалканов, гидролиз арилгалогенидов, щелочное плавление ароматич. сульфокислот. Лаб. способы получения — гидролиз ароматич. аминов и простых алкиларило-вых эфиров, а также из солей диазония.

Для качеств, определения фенолов используют цветные р-ции 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 фенолов используют диазосоединения, 4-аминоантипирин, NaNO2, MO-либдат и ванадат аммония.

Фенолы применяют в произ-ве разл. феноло-альдегидных смол, полиамидов, полиарилатов, полиариленсульфонов, эпоксидных смол, антиоксидантов, бактерицидов и пестицидов (напр., нитрафен). Алкилфенолы используют в произ-ве ПАВ, стабилизаторов и присадок к топливам.

Двухатомные фенолы и их производные входят в состав дубителей для кожи и меха, модификаторов и стабилизаторов резин и каучуков, применяются для обработки кино- и фотоматериалов.

В медицине фенолы и их производные используют в качестве антимикробных (фенол, резорцин), противовоспалительных (салол, осарсол), спазмолитических (адреналин, папаверин), жаропонижающих (аспирин, салициловая к-та), слабительных (фенолфталеин), адренолити-ческих (мезатон), вяжущих (таннины) и др. лек. ср-в, а также витаминов E и P.

Мировой объем произ-ва фенолов ок. 5 млн. т в год (1985), в наиб, кол-вах производят фенол, двухатомные фенолы, наф-толы, бисфенол А.

Лит.: 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.

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Еще по теме:

ПОИСК

    Отдельного обсуждения требует проблема загрязнения гидросферы нефтью и нефтепродуктами. Существует серьезная проблема загрязнения водного бассейна, начиная от небольших водоемов и рек и заканчивая великими реками и Мировым океаном. Кроме того, существует отдельная проблема загрязнения грунтовых вод.

Со сточными водами нефтеперерабатывающих предприятий в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфидов, хлоридов, соединений азота, фенолов, солей тяжелых металлов, взвешенных веществ и др. Природные катастрофы — землетрясения, цунами и т. д. сопровождаются разрушением нефтебаз, портовых нефтехранилищ и гибелью судов.

[c.33]     Устойчивость полиамидов к термоокислительной деструкции может быть значительно повышена стабилизацией — введением небольшого количества веществ, действующих как антиоксиданты ароматических аминов, фенолов, солей борной кислоты, нафтената меди. [c.

127]

    Фенолят-соль сали[ иловой кислоты [c.383]

    Вода — фенол — соли. [c.203]

    Кислая среда указывает на присутствие кислот, фенолов, солей слабых оснований, аминов. Если при смешении раствора органического соединения с раствором соды выделяется СО2, то возможно присутствие в молекуле сульфо- или карбоксильной группы. [c.288]

    Можно превращать в фенолы соли пирилия К [c.320]

    В процессе работы масла в двигателе образующиеся продукты его окисления (органические кислоты, фенолы, соли) разрушают и смывают защитную пленку. Чем больше продуктов окисления и чем выше температура, тем сильнее разрушается пленка. Если в масле содержится достаточно антикоррозионной присадки, то разрушенная пленка восстанавливается. [c.34]

    В городских агломерациях отрицательную роль в ухудшении гидрогеохимического состояния верхних водоносных горизонтов играют промышленные стоки с содержащимися в них вредными, в том числе высокотоксичными (диоксины, бенз(а)пирен, фенолы, соли тяжелых металлов и пр.) веществами. [c.4]

    Это важный метод получения ароматических азосоединений. Он заключается во взаимодействии с фенолами солей диазония (диазоние-вых солей) в присутствии щелочи  [c.155]

Читайте также:  Сообщение виды коррозии металла

    Сокатализаторами полимеризации метилметакрилата в присутствии диэтилкадмия являются хиноны и фенолы Предполагается, что диэтилкадмий образует с хинонами и фенолами соли, быстро разлагающиеся с образованием радикалов, инициирующих полимеризацию. [c.23]

    Ряд работ посвящен исследованию механизма и кинетики ингибирования блочной полимеризации стирола различными хинонами, фенолами, солями железа и нитросоединениями [c.313]

    Фенол хорошо растворяется в водных растворах едких, щелочей, например В 6%-ном растворе едкого натра, с образованием фенолятов. Последние разлагаются с выделением свободного фенола при действии угольной кислоты.

При кипячении растворов углекислых солей щелочных металлов с фенолом соли разлагаются с выделением двуокиси углерода, причем образуются. растворы фенолятов .

Фенол в водных растворах может быть открыт при помощи качественных реакций, приведенных в табл. 4. [c.33]

    Однократная промывка выделенных фенолов водой в мешалке-отстойнике недостаточно удаляет из фенолов соли (содержание золы 0,3—1,5%). [c.258]

    Применение. Определение очень слабых кислот, фенолов, солей аммония и аминов, фенольных сложных эфиров , перекисей. [c.634]

    В этом обзоре нами было рассмотрено в сжатой форме Основное применение кондуктометрического метода титрования для кислотно-щелочных реакций.

Более подробно с вопросами, касающимися комбинаций различных систем и специальных веществ (двуокись углерода, фосфорная кислота, алкалоиды, фенолы, соли тяжелых металлов и т. п.

), читатель может ознакомиться в монографиях, посвященных данному вопросу. [c.177]

    Фтористый формил реагирует с ароматическими углево- дородами, спиртами, фенолами, солями карбоновых кислот, тиоспиртами, первичными и вторичными аминами. [c.117]

    Под действием кислорода воздуха, катализируемым ультрафиолетовым излучением, полиамиды окисляются. Это сопровождается изменением цвета и уменьшением прочностных свойств. Для предотвращения окисления в полимер вводят стабилизаторы (меркапто-бензотиазол, фенолы, соли хрома и меди и т. д.). [c.321]

    Так, при действии едких щелочей (NaOH) в реакции участвуют и карбоксильная группа, и фенольный гидроксил салициловой кислоты и образуется фенолят-соль. В реакцию же с углекислыми щелочами (Naj Og) вступает только более кислотная, чем фенольный гидроксил, карбоксильная группа, с образованием соли салициловой кислоты (салициловокислого натрия) [c.383]

    Кислый гудрон, образующийся при сернокислотной очистке нефтепродуктов, имеет очень сложную природу, даже когда очистке подвергается бензин или керосин.

В кислом гудроне содержатся эфиры и спирты, которые образуются при взаимодействии кислоты с олефинами сульфокислоты, которые образуются прп сульфировании ароматики, нафтенов и фенолов соли, которые образуются при реакции кислоты с азотистыми основаниями нафтеновые кислоты, сернистые соединения и асфальтены, для которых серная кислота является селективным растворителелк К этому перечню соединений следует еще добавить продукты окислительно-восстановительных реакций, т. е. смолы и растворимые в кислоте углеводороды, а также воду и свободную серную кислоту. Гурвич [66] считает, что в кислом гудроне присутствует много непрочных соединений кислоты с углеводородами эти соединения легко разлагаются при хранении кислого гудрона или при разбавлении его водой. Очевидно, что соотношение между перечисленными компонентами кислого гудрона будет различным в различных конкретных случаях и зависит как от природы очищаемого нефтепродукта, так и от технологического режима очистки и от крепости применяемой кислоты. [c.236]

    Фенолфталеин — окситрифенилметановый краситель, так как содержит в двух бензольных ядрах фенольные оксигруппы. Кроме того, в нем имеется карбоксильная группа, образующая с карби-нольным гидроксилом внутренний циклический эфир (лактон).

По внешнему виду фенолфталеин — белый порошок с темп, плавл. 261 ° С. При действии щелочей лактонное кольцо в нем разрывается — получается фенолят-соль (стр. 383), содержащая хиноидную группу (стр. 400). В щелочной среде фенолфталеин окрашен в красный цвет.

[c.407]

    Д 20.17. На нитриевую фенолят-соль салициловой кислоты (см. ответ 20.15) подействуйте избытком иодистого метила. Что представляет собой полученный продукт Напишите и объясните реакцию его гидролиза в кислой среде. Назовите конечное соединение. [c.102]

    Растворы солеи некоторых слабых кислот (СНзСООМа, Na2HPOl, растворяют салициловую кислоту с образованием двойных солей (горького вкуса). С избытком едкой щелочи образуется фенолят-соль.

При осторожном нагревании салициловая кислота возгоняется, по при энергичном и быстром нагревании она разлагается с выделением фенола, ощущаемого по запаху.

Разбавленными растворами хлорного железа она окрашивается в сине-фнолетовый цвет. [c.168]

    Если даже не рассматривать механические загрязнения и загрязнения, попадающие в воду из промышленных установок (например, целлюлозно-бумажных фабрик или химических заводов) вследствие недостаточной очистки (эти загрязнения могут быть всевозможных типов основания, кислоты, растворители, фенолы, соли, многие из которых, например ртутные, очень ядовиты), то в реки, озера и моря попадает огромное количество детергентов, применение которых в современном обществе чрезвычайно расширилось. Значительную отрицательную роль играют прежде Бсего детергенты, которые с трудом разлагаются в природных услО Виях (разд. 9.4), а не классические мыла, которые разлагаются легко. Присутствие таких веществ сильно изменяет поверхностное натяжение загрязненной воды, что в свою очередь серьезно угрожает жизни водяных растений и животных (например, детергенты растворяют естественное жировое покрытие перьев водоплавающих птиц, угрожая их существованию). В некоторых местах загрязнение [c.336]

    Хиноны получают окислением одно- и двухатомных фенолов, амннов и диам1Ш0Е ароматического ряда. Самый удобный способ получения хинонов заключается в окислении одноатомных фенолов солью Фреми нитроз одисульфонатом калня. Эта реакция осуществляется в исключительно мягких условиях в водном спирте 1шн ацетоне, выход обычно иревьппает 90%. [c.1778]

    Этот синтез похож на синтез Гаггермана — Коха, но в данном случае формилгалогенид выделяется перед введением в реакцию. Фтористый формил формилирует ароматические углеводороды (а также спирты, фенолы, соли карбоновых кислот, тиоспирты и первичные и вторичные амины) [10].

Этот реагент можно получить из муравьиной кислоты и кислого фторида калия или из смешанного ангидрида уксусной и муравьиной кислот и безводного фтористого водорода. В качестве катализатора следует предпочесть трехфтористый бор выходы с ароматическими углеводородами колеблются от 56 до 78%.

[c.50]

    Для количественного определения ароматически связанной первичной аминогруппы пользуются методом диазотирования 39, 40]. Ниже изложен разработанный электрометрический метод определения первичных ароматических аминов в ЛПО.

Выбранная потенциалоо бра-зующая биметаллическая система электродов вольфрам — никель надежна, электроды не боятся агрессивной среды. Данный метод позволяет анализировать интенсивно окрашенные, содержащие смолистые вещества растворы при Комнатной температуре. Присутствие фенолов, солей аммония [МН4[С1, (М Н4)йСОз, (N1 4)2804 и др.

], цианидов, -роданидов и синильной кислоты в продукте не мешает определению. [c.67]

    В первом иатепте в качестве катализатора орго-алкилирования предлагали металлы способные образовать е фенолом соли, — Ка, К, 1-1, Мё, п, Ре, Л1, Си позднее была обнаружена каталитическая активность фенолятов галлия 49, 50], титана [51, 52], циркония, гафния, ниобия, тантала и ванадия [53], но практическое значение напюл только фенолят алюминия. [c.199]

    В процессе работы масла в двигателе образующиеся продукты окисления (органические кислоты, фенолы, соли) разрушают защитную пленку. Чем больше продуктов окисления и выше температура, тем сильнее разрушение.

Если в масле содержится достаточное количество антикоррозионной присадки, то разрушенная пленка восстанавливается вновь.

Процессы разрушения и восстановления протекают одновременно до тех пор, пока в масле содержится активная несработавшаяся присадка. [c.166]

    Методы выделения и анализа водорастворимых полисахаридов и полиуронидов рассмотрены в главе 11. В водных экстрактах методами химического н хроматографического анализа определяют низкомолекулярные вещества (сахара, гликозиды, таннины, фенолы, соли и т.д.). [c.505]

    Препараты первого типа получили название бактерицидных, или в более широком смысле, фунгицидных. К ним относятся нерастворимые соединеиня меди и других металлов, производные фенола, соли четвертичных аммониевых оснований, органические производные серы. Препараты второго типа реагируют [c.186]

    Восстановление ароматических альдегидов в соответствующие фенолы Соли металлов, гидроокиси которых растворимы в избытке аммиака осаждаются на кизельгуре, силикагеле, геле глинозема, активном угле или фуллеровой земле  [c.152]

    Реакции проводились в среде СС14 в присутствии безводного А1С1з при обычных условиях в атмосфере воздуха или азота. При разложении перекиси бензоила в этих условиях выделены СО2, фенилбензоат, фенол, соль бензойной кислоты. Из отдельного опыта разгонкой реакционной смеси выделен хлористый бензоил. [c.303]

    Для взаимодействия а-окисей с кислородсодержащими соединениями (водой, спиртами, фенолами, карбоновыми кислотами), сероводородом и меркаптанами, а также с синильной кислотой и органическими соединениями со слабыми кислотными свойствами (амидами, сульфамидами и др.

) наиболее типичными катализаторами являются основания. Во всех этих случаях добавляемое в реакционную массу основание (в виде NaOH, Nas Os или третичного амина) быстро образует производное исходного реагента (т. е. алкоголят, фенолят, соль кислоты) [c.

390]

    Достаточно реакционные органические вещества вступают в реакцию с ро-даном (S N)2 в момент его образования из солей роданистоводо родной кислоты.

В результате реакции образуются продукты замещения атома водорода органической молекулы на подобную галоидам роданогруппу S N. В наиболее простой форме это взаимодействие можно осуществить, растворив роданид в воде, введя в водный раствор роданируе.

мое соединение (фенол, соль амина и т. п.) и прибавив галоид (бром или хлор), например, по схеме 22S  [c.251]

    Нами были поставлены опыты, определяюпще характер окраски солей титана с фенолами в среде концентрированной серной кислоты и влияние концентрации кислоты на окраску растворов.

В стеклянных пробирках с притертыми пробками смешивали по 0,2 0,02 М раствора сульфата титана с 1 жл 0,02 Л/ раствора соответствующего фенола (соль титана и фенолы растворяли в 80 %-ной Н2304). К одной серии смесей прибавляли по 8,8 мл концентрированной серной кислоты (уд. в.

1,84), к другой — такие же объемы серной кислоты меньшей концентрации, с таким расчетом, чтобы кислотность в конечном объеме соответствовала 50 %-ной Н2804. Растворы перемешивали и наблюдали визуально полученные окраски. Результаты приведены в табл. 1. [c.274]

    Б аналитической химии применяют четыреххлористое олово для отделения рубидия и цезия от калия хлорстаннатным методом и для омыления простых эфиров фенолов соли висмута — для микрокристаллоскопического определения калия, натрия и других металлов калий теллуристокислый — в качестве диагностического средства в медицине натрий кремнефтористоводородный — для осаждения и отделения скандия. [c.33]

Читайте также:  Презентация на тему обобщение по теме металлы 9 класс

    А. Ф. В о м п е. Четвертичные соли пиридина, хинолина и ди-пиридила необычайно склонны к образованию окрашенных комплексов с ароматическими аминами, фенолами, солями тяжелых металлов и т. п. (Михайленко и Минофьев, Эммерт с сотр., Штейнкопф, Шепф и др.). [c.118]

Фенол

Фенол был открыт Фридлибом Фердинандом Рунге в 1834 году при перегонке каменноугольной смолы. Он назвал ее карболовой кислотой или угольной кислотой (карбон = уголь, олеум = масло) из-за ее кислотного действия в водном растворе. 

Первое значительное применение фенола принадлежит английскому хирургу Джозефу Листеру (1827-1921). Листера вдохновила микробная теория болезней Луи Пастера (1822–1895) и он начал использовать антисептические методы во время своих операций в 1860-х годах.

В своей борьбе с раневыми инфекциями, которые часто возникали после операций, он применил так называемую «карболовую повязку» в 1865 году. Это позволило ему в значительной степени предотвратить серьезные и опасные для жизни нагноения хирургических ран. Листер также разработал основы больничной гигиены.

Частое мытье рук врачами и медперсоналом раствором фенола и использование резиновых перчаток дали прекрасные результаты и смертность пациентов резко упала. В истории медицины Листер считается «отцом антисептики».

В молекулярной биологии экстракция органических тканей смесями фенола,  хлороформа и изоамилового спирта была  одним из первых методов получения ДНК высокой чистоты.

Производство фенола

Есть три важных технических процесса для синтеза фенола:

  • В прошлом фенол экстрагировали из дистиллята при перегонке каменноугольной смолы. Фенолят натрия получали добавлением к дистилляту раствора гидроксида натрия, который можно было разложить на фенол добавлением соляной кислоты.
  • В промышленных масштабах бензол превращается в изопропилбензол (кумол) реакцией с пропеном. Гидропероксид кумола получают в результате реакции с кислородом. Кислоты расщепляют эту перекись на фенол и ацетон. Экономичность процесса особенно высока, потому что производятся два важных химических материала. Сегодня это наиболее предпочтительный способ производства фенола. Бензол и пропен первоначально превращаются в кумол путем алкилирования. Затем кумол окисляется кислородом с образованием гидропероксида. Последующая кислотная обработка дает фенол и ацетон в реакции перегруппировки. Этот процесс крайне экономичен из-за попутно производимого ацетона. 
  • Гидролиз хлорбензола гидроксидом натрия при 250 C и давлении в от 2 до 5 МПа дает в результате искомый фенол.

Характеристики и свойства фенола

Фенол (гидроксибензол) — самый простой представитель класса фенолов. Фенол токсичен и редко встречается в природе в чистом виде, и поэтому в основном производится синтетическим путем. Содержится в каменноугольной смоле, которая образуется при дегазации угля (коксовании), в небольших количествах в древесине сосны и хвое. 

Фенолы формально являются производными бензола. Его основная структура представляет собой ароматическое бензольное кольцо, в котором один или несколько атомов водорода бензола замещены гидроксильной группой. В воде фенол слабо диссоциирует на протоны и фенолят-анион. Это также объясняет хорошую растворимость фенола в разбавленном щелоке.

Фенол ядовит, образует бесцветные кристаллические иглы, которые на воздухе становятся красноватыми и постепенно растворяются. Молярная масса 94,1 г / моль.

Плавится при 43 C, кипит при 182 C и имеет плотность 1,132 (при 25 С). Обладает характерным резким запахом.

Очень хорошо растворяется в эфире, хлороформе, эфирных маслах и спирте, умеренно в бензоле и воде и очень трудно в алифатических углеводородах.

Токсичность фенола основана на его повреждающем действии на протоплазму клеток. Из-за этого бактерицидного свойства фенол или растворы, содержащие фенол (макс. 5% фенола), ранее использовались в качестве дезинфицирующих средств в хирургии. 

В отличие от спиртов фенол реагирует характерным образом с разбавленным раствором хлорида железа (III). Раствор становится сине-фиолетовым. Эта цветная реакция используется в качестве доказательства присутствия фенола. Фенол можно заставить реагировать со многими другими соединениями, и поэтому он является важным исходным материалом в синтетической органической химии. 

В отличие от алифатических спиртов фенолы не подвергаются реакциям нуклеофильного замещения с заменой гидроксильной группы другими нуклеофилами. Из-за электронодонорной природы гидроксигруппы фенол примерно в тысячу раз более активен, чем бензол.

Порог запаха в воздухе составляет 0,04 частей на миллион, а в воде — 7,9 частей на миллион.

Соли фенола

При взаимодействии с щелочными металлами образуются феноляты (соли). Феноляты (в отличие от алкоголятов) достаточно устойчивы в воде. Кроме того, в ароматическом кольце могут протекать реакции с образованием различных производных фенола.

Одним из примеров является образование салициловой кислоты (2-гидроксибензойной кислоты) в результате реакции фенола с диоксидом углерода при интенсивном нагревании. Салициловая кислота является промежуточным продуктом для производства известного лекарственного препарата аспирин (ацетилсалициловая кислота), в котором фенольная гидроксильная группа все еще ацетилирована.

Производные фенола 

Важное значение имеют не только сам фенол, но и его производные. Это соединения, которые имеют другие функциональные группы в ароматическом кольце помимо группы ОН, такие как уже упомянутая салициловая кислота.

Эти вещества (например, ванилин) как правило, имеют довольно приятный запах и широко распространены в природе. Их используют в парфюмерной промышленности в качестве ароматизаторов.

  • Фенольные смолы — это синтетические смолы, образующиеся в результате конденсации альдегидов (особенно формальдегида) с фенолом. В основном они используются для производства фенопластов.
  • Фенолфталеин — это органический краситель, который бесцветен в кислых и нейтральных растворах и становится розовым в щелочных растворах. Фенолфталеин — один из наиболее широко используемых индикаторов для кислотно-основного титрования.

Многоатомные фенолы

  • Одновалентный: фенол (гидроксибензол).
  • Двухвалентный: пирокатехол (1,2-дигидроксибензол), резорцин (1,3-дигидроксибензол), гидрохинон (1,4-дигидроксибензол).
  • Трехвалентный: пирогаллол (1,2,3-тригидроксибензол).

Если атом углерода дополнительно замещен одной или несколькими электроноакцепторными группами, например с нитрогруппой, кислотный характер фенольной группы -ОН значительно усиливается и может почти достигать силы некоторых минеральных кислот (например, HCl, HNO3).

Содержание в продуктах 

Фенол содержится в более чем 150 натуральных продуктах, включая, абрикос, вишню, черную смородину, чернику, клюкву, другие ягоды, виноград, фрукты гуавы, персик, ананас, спаржу, лук, вареный картофель, помидоры, кору корицы, лист кассии, имбирь, сыр, масло, молоко, сухое молоко, вареное яйцо, рыба и рыбий жир, колбасы и колбасы, пиво, пшеничный хлеб, хрустящий хлеб, коньяк, розовое вино, какао, кофе, чай, виски, жареный фундук, жареный арахис, соя, орехи пекан, мед, авокадо, арктическая ежевика, маракуйя, бобы, грибы, табак, вареная говядина и курица, ферментированный соевый соус, жареный миндаль, семена кунжута, пажитник, манго, тамаринд, бразильский орех, рис, ревень, солодка, гречка, кресс-салат, креветки, крабы, раки, моллюски, кальмары, трюфель и китайская айва.

Применение

В настоящее время фенол преимущественно используется для изготовления фенольных смол, которые находят самое широкое применение в строительной отрасли.

Они используются в качестве связующих веществ и наполнителей в деревянных изделиях, таких как фанера, ДСП, мебель и панели.

Феноловые смолы пропитываются бумагой, которая после затвердевания дает листы, которые можно склеивать, чтобы сформировать ламинат для использования в стеновых панелях и столешницах. 

Как мощный бактерицид, фенол можно найти во многих потребительских товарах, включая жидкости для полоскания рта, антисептические мази, леденцы для горла, освежители воздуха, ушные капли и бальзамы для губ.

Фенол продолжает оставаться основным химическим веществом, используемым для производства термореактивных смол. Эти смолы производятся путем объединения фенола с альдегидами, такими как формальдегид. 

Помимо строительной промышленности, фенол находит множество других применений. Он используется в фармацевтике, в гербицидах, пестицидах и красках. Его можно использовать для производства капролактама, который является мономером, используемым при производстве нейлона.

Другим важным промышленным соединением, получаемым из фенола, является бисфенол А, который производится из фенола и ацетона.

Бисфенол А используется при производстве поликарбонатных смол, для дпльнейшего использования в различных продуктах, таких как автомобильные детали, электротехнические изделия и потребительские товары: компакт-диски, очки для чтения, солнцезащитные очки и бутылки с водой.

  • Фенол используется для производства множества органических соединений, таких как пирокатехин, резорцин, анилин, салициловая кислота, пикриновая кислота, адипиновая кислота, пластмасс, фенольных смол, фенолфталеина (индикатор), пикриновой кислоты, фармацевтических препаратов, инсектицидов, консервантов для древесины, взрывчатых веществ, дубильных веществ и многого другого. 
  • Широко используется в качестве дезинфицирующего средства в нефтяной, кожевенной, бумажной, мыльной, игрушечной, кожевенной, красильной и сельскохозяйственной промышленности. 
  • В микроскопии он используется для производства фенольной воды, состоящей из десяти частей фенола и одной части воды.

Опасность для здоровья

Фенол очень токсичен: вероятная летальная доза при пероральном приеме (для человека) составляет 50-500 мг / кг. Проглатывание всего 1 грамма уже является смертельной дозой. Люди, страдающие заболеваниями печени или почек, подвергаются большему риску.

Фенол очень быстро всасывается через поверхность кожи, легких и желудка.

Симптомы отравления включают, помимо прочего, рвоту, затруднение глотания, диарею, отсутствие аппетита, головную боль, обмороки, головокружение, психические расстройства и кожную сыпь.

Читайте также:  Контактная сварка: виды и их характеристика, особенности, аппарат контактной точечной сварки

Прямой контакт с фенолом вызывает жжение во рту, раздражение глаз, носа и дерматит, изменение цвета кожи и повреждение печени и почек. Известно, что воздействие фенола в различных концентрациях вызывает психические расстройства, угнетение ЦНС и кому.

Фенол раздражает кожу, но обладает местным анестезирующим действием, поэтому при первом контакте с ним боль не ощущается. Обычно происходит побеление области контакта, а позже могут развиться тяжелые ожоги.

Фенол быстро всасывается через кожу, и токсичные или даже смертельные количества могут абсорбироваться через относительно небольшие участки.

Воздействие паров фенола может вызвать сильное раздражение глаз, носа, горла и дыхательных путей. 

Острое воздействие может привести к тошноте, рвоте, мышечной слабости и коме. Попадание фенола в глаза может вызвать серьезные повреждения и, возможно, слепоту. 

Исследования на животных показали, что фенол может быть репродуктивным токсином.

Абсорбция фенола через неповрежденную кожу, как определено по уровням фенола в крови у подопытных животных, зависела от поверхности нанесения, а не от его концентрации в исследуемых растворах. Животные (свиньи) проявляли признаки подергивания и тремора в течение нескольких минут после нанесения, за которыми следовало слюноотделение, выделения из носа и затрудненное дыхание.

Пожароопасность

Фенол — твердое горючее вещество. При нагревании фенол выделяет пары, которые являются взрывоопасными при концентрации от 3 до 10% в воздухе. Для тушения фенольных пожаров следует использовать углекислотные или сухие химические огнетушители, т.к. сток воды для пожаротушения может выделять ядовитые газы и вызывать загрязнение. 

фенол, физические, химические свойства и применение фенола

Фенол (гидроксибензол, устар. карболовая кислота) C6H5OH — простейший представитель класса фенолов. Мировое производство фенола на 2006 год составляет 8,3 млн тонн/год. По объёму производства фенол занимает 33-е место среди всех выпускаемых химической промышленностью веществ и 17-е место среди органических веществ.

Получение, производство фенола

В настоящее время производство фенола в промышленном масштабе осуществляется следующими способами способами:

Кумольный метод получение фенола

Кумольный метод. Этим способом получают более 95 % всего производимого в мире фенола. В каскаде барботажных колонн кумол подвергают некаталитическому окислению воздухом с образованием гидропероксида кумола (ГПК). Полученный ГПК, при катализе серной кислотой, разлагают с образованием фенола и ацетона. Кроме того, ценным побочным продуктом этого процесса является α-метилстирол.

Окисление толуола, с промежуточным образованием бензойной кислоты

  • Около 3 % всего фенола получают окислением толуола, с промежуточным образованием бензойной кислоты.
  • Весь остальной фенол выделяют из каменноугольной смолы.
  • Ведутся пилотные испытания установок получения фенола прямым окислением бензола закисью азота и кислотным разложением гидропероксида втор-бутилбензола.
  • Фенол также можно получить восстановлением хинона.

Физические свойства

Представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы, розовеющие на воздухе из-за окисления, приводящего к образованию окрашенных веществ (это связано с промежуточным образованием хинонов).

Обладает специфическим запахом (таким, как запах гуаши, так как в состав гуаши входит фенол). Умеренно растворим в воде (6 г на 100 г воды), в растворах щелочей, в спирте, в бензоле, в ацетоне.

5 % раствор в воде — антисептик, широко применяемый в медицине.

Химические свойства

Из-за наличия ароматического кольца и гидроксильной группы фенол проявляет химические свойства, характерные как для спиртов, так и для ароматических углеводородов.

По гидроксильной группе:

  1. Обладает слабыми кислотными свойствами (более сильными, чем у спиртов), при действии щелочей образует соли — феноляты (например, фенолят натрия — C6H5ONa):
  2. mathsf{C_6H_5OH + NaOH
    ightarrow C_6H_5ONa + H_2O}
  3. Фенол — очень слабая кислота; даже угольная кислота вытесняет его из фенолятов:
  4. {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}ONa+H_{2}CO_{3}
    ightarrow C_{6}H_{5}OH+NaHCO_{3))))
  5. Более интенсивно феноляты разлагаются под действием сильных кислот, например, серной:
  6. {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}ONa+H_{2}SO_{4}
    ightarrow C_{6}H_{5}OH+NaHSO_{4))))

Взаимодействие с металлическим натрием:

  • mathsf{2C_6H_5OH + 2Na
    ightarrow 2C_6H_5ONa + H_2uparrow}
  • Фенол непосредственно не этерифицируется карбоновыми кислотами, эфиры можно получить при взаимодействии фенолятов с ангидридами или галогенангидридами кислот:
  • {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CH_{3}COCl
    ightarrow C_{6}H_{5}OCOCH_{3}+NaCl))}
  • {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}ONa+(CH_{3}CO)_{2}O
    ightarrow C_{6}H_{5}OCOCH_{3}+CH_{3}COONa))}

Образование простых эфиров

Для получения простых эфиров фенола действуют галогеналканами или галогенпроизводными аренов на феноляты. В первом случае получают смешанные жирно-ароматические простые эфиры:

{displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CH_{3}I
ightarrow C_{6}H_{5}OCH_{3}+NaI))}

Во втором случае получают чисто-ароматические простые эфиры:

  1. {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}ONa+C_{6}H_{5}Cl{xrightarrow[{}]{Cu))C_{6}H_{5}OC_{6}H_{5}+NaCl))}
  2. Реакция проводится в присутствии порошкообразной меди, которая служит катализатором.
  3. При перегонке фенола с цинковой пылью происходит замещение гидроксильной группы водородом:
  4. {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}OH+Zn
    ightarrow C_{6}H_{6}+ZnO))}

По ароматическому кольцу:

Вступает в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу.

Гидрокси-группа, являясь одной из самых сильных донорных групп (вследствие уменьшении электронной плотности на функциональной группе), увеличивает реакционную способность кольца к этим реакциям и направляет замещение в орто- и пара-положения. Фенол с лёгкостью алкилируется, ацилируется, галогенируется, нитруется и сульфируется.

  • Реакция Кольбе — Шмитта служит для синтеза салициловой кислоты и её производных (ацетилсалициловой кислоты и других).
  • {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}OH+CO_{2}{xrightarrow[{}]{NaOH))C_{6}H_{4}OH(COONa)))}
  • {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{4}OH(COONa)+H_{2}SO_{4}
    ightarrow C_{6}H_{4}OH(COOH)+NaHSO_{4))))
  • Взаимодействие с бромной водой (качественная реакция на фенол):
  • mathsf{C_6H_5OH + 3Br_2
    ightarrow C_6H_2Br_3OH + 3HBr}
  • образуется 2,4,6-трибромфенол — твёрдое вещество белого цвета.

Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:

  1. mathsf{C_6H_5OH + 3HNO_3
    ightarrow C_6H_2(NO_2)_3OH + 3H_2O}
  2. Взаимодействие с хлоридом железа(III) (качественная реакция на фенол):
  3. mathsf{6C_6H_5OH + FeCl_3
    ightarrow [Fe(C_6H_5OH)_6]Cl_3}

Реакция присоединения

  • Гидрированием фенола в присутствии металлических катализаторов получают циклогексанол и циклогексанон:
  • {displaystyle {mathsf {2C_{6}H_{5}OH+5H_{2}{xrightarrow {t,p,kat:Pt/Pd,Pd/Ni,Pd/Al_{2}O_{3},Ni/Cr/Al_{2}O_{3))}C_{6}H_{11}OH+C_{6}H_{10}O))}
  • Окисление фенола

Вследствие наличия гидроксильной группы в молекуле фенола устойчивость к окислению намного ниже, чем у бензола. В зависимости от природы окислителя и условия проведения реакции получаются различные продукты.

  1. Так, под действием пероксида водорода в присутствии железного катализатора образуется небольшое количество двухатомного фенола — пирокатехина:
  2. {displaystyle {mathsf {C_{6}H_{5}OH+2H_{2}O_{2}{xrightarrow[{-H_{2}O}]{kat:Fe))C_{6}H_{4}(OH)_{2))))
  3. При взаимодействии более сильных окислителей (хромовая смесь, диоксид марганца в кислой среде) образуется пара-хинон.

Биологическая роль и значение

Протеиногенная аминокислота тирозин является структурным производным фенола и может быть рассмотрена как пара-замещённый фенол или α-замещённый пара-крезол.

В природе распространены и другие фенольные соединения, в том числе полифенолы. В свободном виде фенол встречается у некоторых микроорганизмов и находится в равновесии с тирозином.

Равновесие поддерживает фермент тирозин-фенол-лиаза (КФ 4.1.99.2).

Биологическое значение фенола обычно рассматривается в рамках его воздействия на окружающую среду. Фенол — один из промышленных загрязнителей. Фенол довольно токсичен для животных и человека. Фенол губителен для многих микроорганизмов, поэтому промышленные сточные воды с высоким содержанием фенола плохо поддаются биологической очистке.

Применение

  • Ммировое потребление фенола имеет следующую структуру (данные 2006 г.):
  • 44 % фенола расходуется на производство бисфенола А, который, в свою очередь, используется для производства поликарбонатов и эпоксидных смол;
  • 30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол;
  • 12 % фенола гидрированием превращается в циклогексанол, используемый для получения искусственных волокон — нейлона и капрона;
  • в России большое количество фенола используется в нефтепереработке, в частности для селективной очистки масел на технологических установках типа 37/1 и А-37/1. Фенол проявляет высокую селективность и эффективность при удалении из масел смолистых веществ, различных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также соединений, содержащих серу;

остальной фенол расходуется на другие нужды, в том числе на производство антиоксидантов (ионол), неионогенных ПАВ — полиоксиэтилированных алкилфенолов (неонолы), других фенолов (крезолов), лекарственных препаратов (аспирин), антисептиков (ксероформа) и пестицидов. Раствор 1,4 % фенола применяется в медицине (орасепт) как обезболивающее и антисептическое средство.

Фенол и его производные обусловливают консервирующие свойства коптильного дыма. Также фенол используют в качестве консерванта в вакцинах. Пример использования, в качестве антисептика — препарат «Орасепт» и «Фукорцин». В косметологии как химический пилинг (токсично).

в скотоводстве: дезинфекция животных растворами фенола и его производных.

в косметологии для проведения глубокого пилинга.

Токсические свойства

Фенол ядовит. Относится к высокоопасным веществам (Класс опасности II). При вдыхании вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, вызывая химические ожоги. Доказательства канцерогенности фенола для людей отсутствуют.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) фенола:

  • ПДКр.з. = 1 мг/м³
  • ПДКр.с. = 0,3 мг/м³
  • ПДКм.р. = 0,01 мг/м³
  • ПДКс.с. = 0,003 мг/м³
  • ПДКв. = 0,001 мг/л.

Попадая на кожу, фенол очень быстро всасывается даже через неповреждённые участки и уже через несколько минут начинает воздействовать на ткани головного мозга. Сначала возникает кратковременное возбуждение, а потом и паралич дыхательного центра.

Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил.

Тяжелые случаи отравления характеризуются бессознательным состоянием, синюшностью, затруднением дыхания, нечувствительностью роговицы, скорым, едва ощутимым пульсом, холодным потом, нередко судорогами. Смертельная доза для человека при попадании внутрь 1—10 г, для детей 0,05—0,5 г[9].

Фенольная катастрофа в Уфе

Наглядный пример воздействия фенола на окружающую среду был продемонстрирован весной 1990 года в Уфе.

В результате техногенной аварии на предприятии ПО «Уфахимпром» произошла утечка большого количества фенола в речку Шугуровка, впадающую в более крупную реку Уфу, являющуюся источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Уфы. Загрязнение воды в районе Южного водозабора превышало ПДК более чем в 100 раз.

Опасность загрязнения питьевой воды фенолом проявляется в том, что при очистке вод использовался хлор, который, взаимодействуя с фенолом, образовывал хлорпроизводные (смесь хлорфенолов) — более токсичные вещества (некоторые в 100—250 раз превышают токсичность самого фенола). Было оповещено население Уфы об опасности употребления водопроводной воды для питья. Общая численность населения, потреблявшего питьевую воду, загрязненную фенолом из Южного водозабора Уфы, составила 672 876 человек

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Станок