Фенолот е безбојна кристална супстанција со многу специфичен мирис. Оваа супстанца е доста широко користена во производството на разни бои, пластика и разни синтетички влакна (главно најлон). Пред развојот на петрохемиската индустрија, фенолот се произведуваше исклучиво од катран од јаглен. Се разбира, овој метод не беше во можност да ги покрие сите потреби на индустријата што брзо се развива за фенол, кој сега стана важна компонента на речиси сите предмети околу нас.
Во процесот на синтеза се користи фенолот, чие производство стана итна потреба поради појавата на екстремно широк спектар на нови материјали и супстанции од кои е составен дел, а тој, пак, е важна компонента на феноли. Исто така, голема количина фенол се преработува во циклохексанол, неопходен за индустриско производство.
Друга важна област е производството на мешавина од креосоли, која се синтетизира во креосол-формаделхидна смола, која се користи за производство на многу лекови, антисептици и антиоксиданти. Затоа, денес производството на фенол во големи количини е важна задача во петрохемијата. Веќе се развиени многу методи за производство на оваа супстанца во доволни количини. Ајде да ги погледнеме главните.
Најстариот и најпроверениот метод е методот на алкално топење, кој се карактеризира со голема потрошувачка на сулфурна киселина за и каустична сода, проследена со нивна фузија во бензенсулфонатна сол, од која оваа супстанца директно се изолира. Производството на фенол со методот на хлорирање на бензенот проследено со сапонификација на хлоробензенот е профитабилно само доколку е достапна голема количина на евтина електрична енергија за производство на каустична сода и хлор. Главните недостатоци на оваа техника се потребата да се создаде висок притисок (најмалку триста атмосфери) и исклучително значителен степен на корозија на опремата.
Помодерен метод е да се добие фенол со распаѓање на изопропилбензен хидропероксид. Точно, шемата за изолирање на потребната супстанција овде е доста комплицирана, бидејќи вклучува прелиминарно производство на хидропероксид со алкилација на бензен со раствор од пропилен. Понатаму, технологијата обезбедува оксидација на добиениот изопропилбензен со воздушна смеса за да се формира хидропероксид. Како позитивен фактор на оваа техника, може да се забележи производството, паралелно со фенолот, на уште една важна супстанција - ацетон.
Исто така, постои метод за изолирање на фенол од кокс и полукокс катрани од материјали со цврсто гориво. Оваа постапка е неопходна не само за да се добие вреден фенол, туку и да се подобри квалитетот на различните јаглеводородни производи. Едно од својствата на фенолот е брзата оксидација, што доведува до забрзано стареење на маслото и формирање на вискозни фракции слични на смола во него.
Но, најсовремениот метод и најновото достигнување на петрохемиската индустрија е производството на фенол од бензен директно со негово оксидирање.Целиот процес се изведува во посебен адијабатски реактор, кој содржи катализатор што содржи зеолит. Оригиналниот азотен оксид се добива со оксидација на амонијак со воздух или со изолација од, поточно, од неговите нуспроизводи формирани за време на процесот на синтеза. Оваа технологија е способна да произведе фенол со висока чистота со минимална вкупна содржина на нечистотии.
Формирана врз основа на бензен. Во нормални услови, тие се цврсти токсични материи со специфична арома. Во современата индустрија, овие хемиски соединенија играат важна улога. Во однос на обемот на употреба, фенолот и неговите деривати се меѓу дваесетте најпопуларни хемиски соединенија во светот. Тие се широко користени во хемиската и лесната индустрија, фармацевтските производи и енергијата. Затоа, производството на фенол на индустриско ниво е една од главните задачи на хемиската индустрија.
Ознаки на фенол
Оригиналното име на фенол е карболна киселина. Подоцна, ова соединение го добило името „фенол“. Формулата на оваа супстанца е прикажана на сликата:
Атомите на фенол се нумерирани од јаглеродниот атом кој е поврзан со OH хидроксо групата. Низата продолжува по таков редослед што другите супституирани атоми добиваат најмал број. Дериватите на фенолот постојат во форма на три елементи, чии карактеристики се објаснуваат со разликите во нивните структурни изомери. Разни орто-, мета-, пара-крезоли се само модификации на основната структура на соединението на бензенскиот прстен и хидроксилната група, чија основна комбинација е фенол. Формулата на оваа супстанца во хемиската нотација изгледа како C 6 H 5 OH.
Физички својства на фенолот
Визуелно, фенолот се појавува како цврсти, безбојни кристали. На отворено тие оксидираат, давајќи на супстанцијата карактеристична розова нијанса. Во нормални услови, фенолот е прилично слабо растворлив во вода, но со зголемување на температурата до 70 o оваа бројка нагло се зголемува. Во алкалните раствори оваа супстанца е растворлива во која било количина и на која било температура.
Овие својства се зачувани и во други соединенија, чии главни компоненти се фенолите.
Хемиски својства
Уникатните својства на фенолот се објаснуваат со неговата внатрешна структура. Во молекулата на оваа хемиска супстанција, р-орбиталата на кислородот формира единствен p-систем со бензенскиот прстен. Оваа цврста интеракција ја зголемува густината на електроните на ароматичниот прстен и го намалува овој индикатор за атомот на кислород. Во овој случај, поларитетот на врските на хидрокс групата значително се зголемува, а водородот вклучен во неговиот состав лесно се заменува со кој било алкален метал. Така се формираат различни фенолати. Овие соединенија не се распаѓаат со вода како алкохолатите, но нивните раствори се многу слични на соли на силни бази и слаби киселини, па затоа имаат прилично изразена алкална реакција. Фенолатите реагираат со различни киселини; како резултат на реакцијата, фенолите се намалуваат. Хемиските својства на ова соединение му овозможуваат да реагира со киселини, формирајќи естри. На пример, реакцијата на фенол и оцетна киселина доведува до формирање на фенил естер (фенијацетат).
Надалеку е позната реакцијата на нитрација, во која, под влијание на 20% азотна киселина, фенолот формира мешавина од пара- и ортонитрофеноли. Кога фенолот се третира со концентрирана азотна киселина, тој произведува 2,4,6-тринитрофенол, кој понекогаш се нарекува пикринска киселина.
Фенол во природата
Како независна супстанција, фенолот се наоѓа во природата во катран од јаглен и во одредени видови нафта. Но, за индустриските потреби оваа количина не игра никаква улога. Затоа, добивањето вештачки фенол стана приоритет за многу генерации научници. За среќа, овој проблем беше решен и на крајот беше добиен вештачки фенол.
Својства, примање
Употребата на различни халогени овозможува да се добијат фенолати, од кои се формира бензен при понатамошна обработка. На пример, загревањето на натриум хидроксид и хлоробензен произведува натриум фенолат, кој, кога е изложен на киселина, се распаѓа на сол, вода и фенол. Формулата за таква реакција е дадена овде:
C 6 H 5 -CI + 2NaOH -> C 6 H 5 -ONa + NaCl + H 2 O
Ароматичните сулфонски киселини се исто така извор за производство на бензен. Хемиската реакција се изведува со истовремено топење на алкали и сулфонска киселина. Како што може да се види од реакцијата, прво се формираат феноксиди. Кога се третираат со силни киселини, тие се сведуваат на полихидрични феноли.
Фенол во индустријата
Во теорија, наједноставниот и најперспективен начин за добивање на фенол изгледа вака: со помош на катализатор, бензенот се оксидира со кислород. Но, досега не е избран катализатор за оваа реакција. Затоа, во моментов се користат други методи во индустријата.
Континуиран индустриски метод за производство на фенол се состои од интеракција на хлоробензен и 7% раствор на натриум хидроксид. Добиената смеса се пренесува низ еден и пол километарски систем на цевки загреан на температура од 300 C. Под влијание на температурата и одржуваниот висок притисок, почетните материи реагираат, што резултира со 2,4-динитрофенол и други производи.
Не така одамна, беше развиен индустриски метод за производство на супстанции што содржат фенол со помош на методот кумен. Овој процес се состои од две фази. Прво, изопропилбензен (кумен) се добива од бензен. За да го направите ова, бензенот се алкализира со пропилен. Реакцијата изгледа вака:
По ова, куменот се оксидира со кислород. Излезот од втората реакција е фенол и уште еден важен производ, ацетон.
Фенолот може да се произведува на индустриско ниво од толуен. За да го направите ова, толуенот се оксидира на кислородот содржан во воздухот. Реакцијата се јавува во присуство на катализатор.
Примери на феноли
Најблиските хомолози на фенолите се нарекуваат крезоли.
Постојат три типа на крезоли. Метакрезолот во нормални услови е течност, паракрезолот и ортокрезолот се цврсти материи. Сите крезоли се слабо растворливи во вода, а нивните хемиски својства се речиси слични на фенолот. Во нивната природна форма, крезолите се наоѓаат во катран од јаглен, а во индустријата се користат за производство на бои и некои видови пластика.
Примери на диатомски феноли вклучуваат пара-, орто- и мета-хидробензен. Сите тие се цврсти материи, лесно растворливи во вода.
Единствен претставник на трихидричниот фенол е пирогалолот (1,2,3-трихидроксибензен). Неговата формула е претставена подолу.
Пирогалол е прилично силен редуцирачки агенс. Лесно се оксидира, па затоа се користи за производство на гасови без кислород. Оваа супстанца е добро позната на фотографите, се користи како развивач.
Производство на фенол со сулфонација на бензен.
Пресметки за производство на фенол 1000r
Синтетичкиот фенол во индустриски размери првпат бил добиен во 1899 година во фабриката за сода во Баден Анилино со сулфонација на бензен. Оттогаш, овој метод, во голема мера модифициран и подобрен, е широко користен во многу земји во светот.
Бензен сулфонација
С6Н6+Н2SO4=С6Н5SO3Н+Н2О
Неутрализација на сулфонска киселина
2С6Н5SO3Н+Na2SO3 = 2С6Н5SO3 Na+Н2О+SO2
Алкално топење
C6H5 SO3 Na+2 NaOH=C6H5 O Na+ Na2SO3+H2O
Распаѓање на натриум фенолат
2 С6Н5 О Na+ SO2+Н2О=2С6Н5 ОН+ Na2SO3
Бензен сулфонацијата може да се изврши во течна фаза, во фаза на пареа и во двостепен метод.
Методот на сулфонација на бензен во фаза на пареа е развиен од Р.К. Ајхман и е најекономичен. Цената на фенолот добиен со овој метод е 10% пониска од цената на фенолот произведен со методот на бензен сулфонација во течната фаза што се користи во Германија и 6% пониска од цената на фенолот произведен со методот вообичаен во САД ( двостепен метод).
Процесот на парна фаза на сулфонација на бензен се изведува на континуиран начин. Бензенските пареи се снабдуваат паралелно преку меурчиња во четири каскадни сулфуратори опремени со мешалки и јакни. За сулфонација се снабдува 94-95% сулфурна киселина, која преку меурчиња се внесува во првиот од сулфураторите. Добиената сулфомаса тече последователно од долниот сулфуратор во друг. Следниве несакани реакции се јавуваат при сулфонација:
а) формирање на дифенил сулфон:
С6Н5SO3Н+С6Н6?С6Н5SO2С6Н5+Н2О
б) Формирање на бензен дисулфонска киселина:
С6Н5SO3Н+Н2SO4?С6Н4(SO3Н)2+ Н2О
в) целосна оксидација на бензенот:
С6Н6+15 SO3?6СО2+3 Н2О+15 SO2
Овие несакани реакции се забрзуваат со зголемување на температурата, како резултат на што температурата во сулфуризерите се одржува не повисока од 160 ° C. Пареите од вода и бензен ослободени при сулфонација се кондензираат, а одвоениот бензен по неутрализацијата се враќа на сулфонација.
Добиената сулфомаса се доставува до соголување на бензен, бидејќи на температура на сулфонација, околу 1,5% од бензенот по маса од сулфомасата се раствора. Како резултат на соголување, извршено во вакуум или со користење на инертен гас, содржината на бензен во него се намалува на 0,1-0,2%.
Бензенските пареи што се ослободуваат за време на соголувањето се делумно кондензирани, а преостанатиот бензен се адсорбира од гасовите. Бензенот добиен при кондензација и регенерација на адсорбентот се додава во повратниот бензен.
Сулфомасата, по дестилирањето на бензенот, е подложена на континуирана неутрализација на суспензии на натриум сулфит. Добиениот сулфур диоксид последователно се користи за разградување на натриум фенолат.
Заситениот раствор на сулфосол се доведува до алкално топење, кое периодично се изведува во котел загреан со димни гасови. За топење, се користи 80-85% раствор на NaOH; процесот се спроведува на 285-315?C.
Во оваа фаза се јавуваат несакани реакции, што резултира со формирање на o-ip-оксидифенили C6H5C6H4OH, дифенил алкохол C6H5OC6H5, тиофенол C6H5 SH и ресоцин C6H4(OH)2.
Топењето оди на гаснење, кое се изведува на 40-50°C. За време на процесот на гаснење, дел од водата и фенолот испаруваат, натриум фенолат и вишокот натриум хидроксид се раствораат во преостанатата вода; добиениот натриум сулфит се таложи.
Пареите на водата и фенолот што се ослободуваат при топење и гаснење се кондензираат, а кондензатот се испраќа на дефенолизација.
Растворот на фенолата се преточува за да се одвои од натриум сулфитот. По декантирањето, сулфитот се филтрира и се мие во автоматска центрифуга, а водата за миење се враќа во гаснечот; дел од сулфитот се испраќа до неутрализаторот, а остатокот се изолира и се користи како комерцијален производ.
По дополнителна декантација, фенолатниот раствор се разложува со сулфур диоксид. На тој начин се добива суров фенол, кој се испраќа на исправка, и раствор на сулфит, кој се враќа на неутрализација.
Недостатокот на сулфур диоксид во процесот се компензира со распаѓање на натриум сулфит добиен со алкално топење со сулфурна киселина.
Суровиот фенол се подложува на вакуумска дестилација, при што се изолираат следните фракции: фенолна вода која содржи 6-8% фенол; суров фенол кој содржи до 97% фенол; комерцијален фенол кој содржи повеќе од 99,5% чист фенол; примарна смола.
Преостанатата примарна смола во коцката исто така се дестилира во вакуум, избирајќи две фракции - фенолна вода и суров фенол. Остатокот од дното (секундарна смола) содржи 15-20% фенол, 20-25% минерални соли и 25-30% оксибифенили, кои можат да се изолираат.
Производство на фенол со сапонификација на хлоробензен.
Синтезата на фенол со сапонификација на хлоробензен со раствор на натриум хидроксид под притисок беше спроведена на индустриско ниво во 1927 година од страна на Dow Chemical Co., најголемиот производител на фенол со овој метод, и е формализирана на следниов начин.
Исушениот бензен се обработува со гас хлор на 80°C и вишок притисок од 1,12 во присуство на катализатор (железен хлорид). Реакциската маса содржи 30-50% монохлоробензен, 3-12% дихлоробензен и околу 30-50% нереагиран бензен. За да се отстрани катализаторот и поголемиот дел од еволуираниот водород хлорид, производот од реакцијата се мие со раствор од разредена хлороводородна киселина и потоа се неутрализира. Водород хлоридот последователно се користи директно или во форма на воден раствор.
Неутрализираните течни реакциони производи се подложени на исправка. Во првата (во текот на процесот) колона, нереагираниот бензен и дериватите на хлор се дестилираат, од кои во следните колони се одвојуваат бензен, монохлоробензен, како и о- и р-дихлоробензен. Нереагираниот бензен се враќа во производниот циклус за хлорирање.
Сапонификацијата на хлоробензенот се изведува со 10-20% раствор на натриум хидроксид во систем од тубуларни реактори на ~ 375°C и под вишок притисок од 280 во. Дифенил етер и мали количини на o- и p-оксидифенили се формираат како нуспроизводи за време на хидролизата на хлоробензенот:
С6Н5Сl+ С6Н5ОНa=(С6Н5)2О+Na Сl
C6H5Cl+ C6H5ONa+NaOH=C6H5C6H4O Na + Na Cl+H2O
За да се намали приносот на дифенил етер, во почетната смеса се додава околу 10% (C6H5)2O. Како што се зголемува концентрацијата на дифенил етер, стапката се зголемува
(C6H5)2O+ H2O NaOH=2C6H5OH
со што се компензира формирањето на (C6H5)2O во текот на процесот.
Молекуларен однос на реагенси: NaOH: C6H5Cl: (C6H5)2O-2-2,5: 0,5: 0,5.
По ладењето на реакционата смеса, реакционите производи се испраќаат во сад за сепарација. Дифенил етер (горниот слој) се собира во посебен сад, а натриум фенолат (долниот слој) се внесува во неутрализатор и се третира со хлороводородна киселина.
Како резултат на неутрализација и таложење, се формира слој кој содржи раствор на натриум хлорид и воведен фенолен слој. Од саламура, азеотропната мешавина од фенол и вода се дестилира во првата колона за дестилација и се испраќа до неутрализаторот; По прочистувањето, растворот на Na Cl се испраќа на електролиза.
Воведниот фенолен слој кој содржи ~75% фенол и ~25% вода е подложен на азеотропна дестилација (сушење) во втора дестилирана колона. Следно, суровиот фенол влегува во колона за вакуум дестилација, од која се отстранува комерцијалниот фенол. Остатокот од дното, кој содржи 15% фенол, ~85% o- и p-оксидифенили и траги од алкилфеноли, се одвојува на компоненти за време на дестилацијата.
Производство на фенол со методот Рашиг.
Синтезата на фенол со контактна хидролиза на хлоробензен со водена пареа (метод Рашиг) на индустриско ниво беше спроведена во Германија во 1938 година, а потоа ја совладаа СССР и САД.
Процесот се одвива според следнава шема:
С6Н6+Н Сl+1/2О2=С6Н5 Сl+Н2О
C6H5 Cl+H2O=C6H5OH+H Cl
C6H6+1/2O2=C6H5OH
Првата фаза - оксидативно хлорирање на бензенот со водород хлорид - се изведува на 250-270 °C во присуство на катализатор (алуминиум оксид активиран со бакар хлорид). При хлорирање, покрај хлоробензенот, се формираат и дихлоробензени, а односот C6H5Cl:C6H4Cl2 се зголемува со зголемување на степенот на конверзија. Затоа, процесот се изведува со стапка на конверзија од ~ 10%.
Конверторот, кој се состои од ќелии исполнети со катализатор, меѓу кои циркулира ладен воздух, прима испарувања на бензен и хлороводородна киселина, како и воздух. За да се избегне оксидација на бензенот, кислородот се зема во количина помала од стехиометриската. Полихлоробензените се формираат како нуспроизводи, а кога се оксидираат мали количини на бензен, се формираат јаглерод диоксид и јаглерод моноксид.
Мешавината што содржи бензен, хлоробензен, полихлоробензени, јаглеродни оксиди и нереагиран водород хлорид се испраќа на „делумна“ кондензација. Некондензираните пареи влегуваат во кондензаторот на опашката.
Органскиот слој на кондензат формиран во „делумниот“ кондензатор се неутрализира со 10% раствор на натриум хидроксид, се мие со вода и се подложува на ректификација, во која нереагираниот бензен прво се дестилира, се враќа во циклусот на производство, а потоа хлоробензенот се отстранети од полихлоробензените.
Киселиот воден слој на кондензат се користи во втората фаза од процесот за апсорпција на водород хлорид. Кондензатот од кондензаторот на опашката е поврзан со повратниот хлоробензен, а некондензираните гасови се испраќаат за апсорпција на бензен.
Втората фаза - контактната хидролиза на хлоробензенот се јавува преку интеракција на неговата пареа со водена пареа на 400-500 °C во присуство на катализатор (калциум фосфат). Реакцијата е ендотермична, процесот се изведува со степен на конверзија, вкупниот принос на фенол се намалува, а катализаторот брзо се карбонизира, губи активност и бара честа регенерација.
Реакцијата продолжува со циркулирање на нереагиран хлоробензен и вода. Водород хлоридот се апсорбира од циркулирачката смеса и се отстранува во форма на 15-17% раствор на хлороводородна киселина, која содржи 5% од вкупната количина на формиран фенол.
Главниот дел од фенолот се отстранува од циркулирачката смеса со миење со топла вода и последователно екстракција со бензен.
Фенолот содржан во раствор на разредена хлороводородна киселина исто така се екстрахира со бензен. Растворот на водород хлорид се враќа на оксидативно хлорирање. Така, водород хлоридот постојано циркулира во системот, а во пракса треба да се компензира само дел од неговите загуби.
Бензенот се дестилира од бензен раствор на фенол и изолираниот суров фенол е подложен на вакуумска ректификација за да се добие комерцијален фенол.
Производство на фенол заедно со ацетон преку изопропилбензен хидропероксид.
Во 1949 година, во СССР, за прв пат во светот, процесот на заедничко производство на фенол и ацетон преку изопропилбензен (кумен) хидропероксид беше спроведен на индустриско ниво.
Кумен методот за производство на фенол е развиен врз основа на истражувањето на P.G. Sergeev, R.Yu. Удриса, Б.Д. Кружалова и М.С.Немцов.
Во 1953 година, како резултат на работата на англиската компанија Distillers Companu Limited и американската компанија Hercules Powder Companu, сличен процес беше воведен во британско-американската фабрика Showingan во Монтреал (Канада). Од тоа време, кумен методот за синтеза на фенол стана широко распространет во многу земји.
Процесот се состои од следните фази:
1. Подготовка на изопропилбензен (кумен) со алкилација на бензен со пропилен:
C6H6-CH2=CH-CH3=C6H6-CH (CH3)2
2. Оксидација на изопропилбензен со атмосферски кислород во хидропероксид:
C6H5-CH(CH3)2+O2=C6H5-C(CH3)2-O-OH
3. Разложување на изопропилбензен хидропероксид во фенол и ацетон:
C6H5-C(CH3)2-O-OH=C6H5OH+(CH3)2CO
Проценка на ефективноста на методот кумен и начините на неговиот развој може да се направи само со споредба со другите методи.
Споредба на методи.
Методот на копродукција на фенол и ацетон преку изопропилбензен хидропероксид има голем број очигледни предности во однос на другите методи на синтеза на фенол.
Кога се произведува фенол преку бензенсулфонска киселина, неопходно е да се консумираат големи количини на супстанции како што се сулфурна киселина, каустична сода, сулфур диоксид; опремата е подложна на интензивна корозија, периодично се изведуваат голем број процеси, а условите за извршување на поединечни фази од процесот се многу сурови.
Синтезата на фенол со сапонификација на хлоробензен вклучува потрошувачка на значителни количини на хлор, алкали и хлороводородна киселина. Употребата на високо агресивни материи во процесот бара употреба на скапи антикорозивни материјали. Друг недостаток е работата под висок вишок на притисок (до 300 атм).
Методот Рашиг се карактеризира со употреба на големи количини водород хлорид во процесот, корозија, сурови услови на реакција и ниска конверзија по премин, што предизвикува голема потрошувачка на енергија.
Методот на кумен фенол поволно се споредува со наведените методи во благите услови за спроведување на сите фази на процесот, употребата на значително помали количини на сулфурна киселина и алкали и отсуството на хлор и хлороводородна киселина. Корозијата на опремата која се јавува за време на алкилација поради хидролиза на катализаторот (алуминиум хлорид) и за време на оксидација како резултат на нуспроизводи од мравја киселина е помалку интензивна и е полесна за спречување од корозија
(373,01 Kb) преземања 1121 пати
Главната цел на овој процес е производство на металуршки кокс. Течните производи за коксирање и гасот се формираат како нуспроизводи. Со дестилирање на течни производи за коксирање, заедно со бензен, толуен и нафталин, се добиваат фенол, тиофен, пиридин и нивните хомолози, како и посложени аналози со кондензирани јадра. Процентот на фенол од јаглен катран, во споредба со оној добиен со методот на кумен, е незначителен.
2. Замена на халогени во ароматични соединенија
Замената на халоген со хидроксилна група се случува под тешки услови и е познат како процес „Дау“ (1928)
Претходно, фенолот (од хлоробензенот) се добиваше со овој метод, но сега неговата важност е намалена поради развојот на поекономични методи кои не вклучуваат потрошувачка на хлор и алкали и формирање на големи количини на отпадна вода.
Во активираните халогениарни (кои содржат, заедно со халоген, нитро група во О-И П-позиции) халогената замена се јавува при поблаги услови:
Ова може да се објасни со ефектот на повлекување на електрони на нитро групата, која ја апсорбира електронската густина на бензенскиот прстен и на тој начин учествува во стабилизацијата на σ-комплексот:
3. Метод на Рашиг
Ова е модифициран метод на хлор: бензенот е подложен на оксидативно хлорирање со дејство на водород хлорид и воздух, а потоа, без да се изолира добиениот хлоробензен, се хидролизира со водена пареа во присуство на бакарни соли. Како резултат на тоа, хлорот воопшто не се троши, а целокупниот процес се сведува на оксидација на бензен во фенол:
4.Сулфонат метод
Фенолите може да се добијат со добар принос со спојување на ароматични сулфонски киселини Ar-SO 3 H со мешавина од натриум и калиум хидроксид (реакција алкално топење) на 300°C, проследено со неутрализација на добиениот алкохолат со додавање киселина:
Методот сè уште се користи во индустријата (за производство на фенол) и се користи во лабораториска пракса.
5. Кумене метод
Првото големо производство на фенол со методот кумен беше спроведено во 1949 година во Советскиот Сојуз. Во моментов, ова е главниот метод за производство на фенол и ацетон.
Методот вклучува две фази: оксидација на изопропилбензен (кумен) со атмосферски кислород до хидропероксид и негово киселинско распаѓање:
Предноста на овој метод е отсуството на нуспроизводи и големата потреба од финални производи - фенол и ацетон. Методот е развиен кај нас од Р.Ју. Удрис, Б.Д. Круталов и други во 1949 г
6. Од соли на дијазониум
Методот вклучува загревање на солите на дијазониум во разредена сулфурна киселина, што доведува до хидролиза - замена на диазо групата со хидрокси група. Синтезата е многу погодна за добивање хидроксиарени во лабораторија:
Структура на фенолите
Структурата и дистрибуцијата на густината на електроните во молекулата на фенол може да се прикажат на следниот дијаграм:
Диполниот момент на фенолот е 1,55 D и е насочен кон бензенскиот прстен. Хидроксилната група покажува ефект –I и +M ефект во однос на бензенскиот прстен. Бидејќи мезомерскиот ефект на хидрокси групата преовладува над индуктивниот, конјугацијата на осамените електронски парови на атомот на кислород со -орбиталите на бензенскиот прстен има ефект на донирање на електрони врз ароматичниот систем, што ја зголемува неговата реактивност во електрофилниот реакции на замена.
Феноли- деривати на ароматични јаглеводороди, кои може да содржат една или повеќе хидроксилни групи поврзани со бензен прстен.
Како се нарекуваат фенолите?
Според правилата на IUPAC, името " фенол" Нумерирањето на атомите доаѓа од атомот кој е директно поврзан со хидрокси групата (ако е постарата) и е нумериран така што супституентите добиваат најмал број.
Претставник - фенол - C 6 H 5 OH:
Структурата на фенолот.
Атомот на кислород има осамен електронски пар на неговото надворешно ниво, кој е „влечен“ во прстенестиот систем (+М ефект ТОЈ-групи). Како резултат на тоа, може да се појават 2 ефекти:
1) зголемување на густината на електроните на бензенскиот прстен до орто- и пара- позициите. Во основа, овој ефект се манифестира во реакции на електрофилна супституција.
2) густината на атомот на кислород се намалува, како резултат на што врската ТОЈслабее и може да се кине. Ефектот е поврзан со зголемената киселост на фенолот во споредба со заситените алкохоли.
Моно-супституирани деривати фенол(крезол) може да биде во 3 структурни изомери:
Физички својства на фенолите.
Фенолите се кристални материи на собна температура. Слабо растворлив во ладна вода, но добро растворлив во топла вода и во водени раствори на алкалии. Имаат карактеристичен мирис. Поради формирањето на водородни врски, тие имаат висока точка на вриење и топење.
Подготовка на феноли.
1. Од халобензените. Кога хлоробензенот и натриум хидроксид се загреваат под притисок, се добива натриум фенолат, кој по реакција со киселина се претвора во фенол:
2. Индустриски метод: каталитичката оксидација на куменот во воздухот произведува фенол и ацетон:
3. Од ароматични сулфонски киселини со фузија со алкалии. Реакцијата која најчесто се изведува за производство на полихидрични феноли е:
Хемиски својства на фенолите.
Р-Орбиталата на атомот на кислород формира единствен систем со ароматичниот прстен. Затоа, густината на електроните на атомот на кислород се намалува, а на бензенскиот прстен се зголемува. Поларитет на комуникација ТОЈсе зголемува, а водородот од хидроксилната група станува пореактивен и лесно може да се замени со метален атом дури и под дејство на алкалии.
Киселоста на фенолите е поголема од онаа на алкохолите, така што може да се спроведат следните реакции:
Но, фенолот е слаба киселина. Ако јаглерод диоксид или сулфур диоксид се протне низ неговите соли, се ослободува фенол, што докажува дека јаглеродните и сулфурните киселини се посилни киселини:
Киселините својства на фенолите се ослабени со воведувањето на супституенти од типот I во прстенот и зајакнати со воведувањето на тип II.
2) Формирање на естри. Процесот се јавува под влијание на киселински хлориди:
3) Реакција на електрофилна супституција. Бидејќи ТОЈ-групата е супституент од првиот вид, тогаш реактивноста на бензенскиот прстен во орто- и пара-позициите се зголемува. Кога фенолот е изложен на бромна вода, се забележува талог - ова е квалитативна реакција на фенол:
4) Нитрација на фенолите. Реакцијата се изведува со мешавина за нитрација, што резултира со формирање на пикринска киселина:
5) Поликондензација на феноли. Реакцијата се јавува под влијание на катализаторите:
6) Оксидација на феноли. Фенолите лесно се оксидираат од атмосферскиот кислород:
7) Квалитативна реакција на фенол е ефектот на раствор од железен хлорид и формирање на виолетовиот комплекс.
Примена на феноли.
Фенолите се користат во производството на фенол-формалдехидни смоли, синтетички влакна, бои и лекови и средства за дезинфекција. Пикринската киселина се користи како експлозив.
Се вчитува...
