Fenol

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 11 szerkesztést igényelnek .

Fenol

Tábornok

Szisztematikus
név

Hidroxibenzol

Hagyományos nevek

Fenol, karbolsav, karbolsav, benzol; oxibenzol

Chem. képlet

C6H6O _ _ _ _

Patkány. képlet

C6H5OH _ _ _ _

Fizikai tulajdonságok

szilárd

94,11 g/ mol

1,07 g/cm³

8,5 ± 0,1 eV

Termikus tulajdonságok

Hőfok

• olvadás

41 °C

• forralás

Olvadáspont: 181,84 °C

• villog

79 (zárt csésze ), 85 (nyitott) °C

Robbanási határok

1,8 ± 0,1 térfogat%

Mol. hőkapacitás

134,7 (kr.) J / (mol K)

Entalpia

• oktatás

−162,944 kJ/mol

Gőznyomás

0,4 ± 0,1 Hgmm

Kémiai tulajdonságok

Sav disszociációs állandó

pK_{a}

9,89 ± 0,01 [1]

Oldhatóság

• vízben

6,5 g/100 ml

Szerkezet

Hibridizáció

sp 2 hibridizáció

Osztályozás

996

203-632-7

OC1=CC=CC=C1

InChI=1S/C6H6O/c7-6-4-2-1-3-5-6/h1-5,7HISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N

RTECS

SJ3325000

CHEBI

15882

ENSZ szám

1671

ChemSpider

971

Biztonság

LD 50

140 mg/kg (tengerimalac, intragasztrikusan)

Toxicitás

Mérgező, erősen maró, erősen irritáló

Kockázati mondatok (R)

R23/24/25 , R34 , R48/20/21/22 , R68

Biztonsági mondatok (S)

S24/25 , S26 , S28 , S36/37/39 , S45

Rövid karakter. veszély (H)

H301 , H311 , H331 , H314 , H341 , H373

elővigyázatossági intézkedések. (P)

P260 , P301+P310 , P303+P361+P353 , P305+P351+P338 , P361 , P405 , P501

jelző szó

veszélyes

GHS piktogramok

NFPA 704

2 3 0

Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.

Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A fenol ( hidroxibenzol , elavult karbolsavból , kémiai képlete -C 6 H 6 O vagy C 6 H 5 OH ) egy szerves vegyület , amely a fenolok osztályát vezeti .

Normál körülmények között a fenol színtelen tűszerű kristályok , amelyek a levegőben rózsaszínűvé válnak, jellegzetes szaggal. Mérgező , erős irritáló hatású .

A fenol sóit és észtereit fenolátoknak nevezzük .

Történelem

A fenolt 1834-ben Friedlieb Ferdinand Runge fedezte fel , aki (tisztán) kőszénkátrányból vonta ki [2] . Runge a fenolt "Karbolsäure"-nek (szén-vajsav, karbolsav) nevezte el. A kőszénkátrány maradt a fő fenolforrás egészen a petrolkémiai ipar kialakulásáig. 1841- ben Auguste Laurent francia kémikus tiszta fenolt kapott [3] .

1836-ban Auguste Laurent megalkotta a "von" nevet a benzolnak [4] , amely a "fenol" és a "fenil" szavak gyökere. 1843-ban Charles Gerhardt francia kémikus megalkotta a "fenol" nevet [5] .

A fenol antiszeptikus tulajdonságait Sir Joseph Lister (1827–1912) használta ki úttörő antiszeptikus sebészeti technikájában . Lister úgy döntött, hogy magukat a sebeket alaposan meg kell tisztítani. Ezután a sebeket fenollal vagy „karbolsavval” bevont ronggyal vagy szöszszel [6] fedte be, ahogy ő nevezte. A fenolnak való állandó expozíció okozta bőrirritáció végül az aszeptikus technikák bevezetéséhez vezetett a műtétben.

Fizikai tulajdonságok

Ez egy színtelen tű alakú kristály , amely a levegőben oxidáció következtében rózsaszínűvé válik, ami színes anyagok képződéséhez vezet (ez a kinonok közbenső képződésének köszönhető ). Sajátos illata van (például gouache illata , mivel a gouache fenolt tartalmaz). Mérsékelten oldódik vízben (6 g/100 g víz), lúgos oldatokban, alkoholban, benzolban , acetonban . Az 5%-os vizes oldat egy antiszeptikum, amelyet korábban széles körben használtak az orvostudományban.

Kémiai tulajdonságok

Egy aromás gyűrű és egy hidroxilcsoport jelenléte miatt a fenol olyan kémiai tulajdonságokat mutat, amelyek mind az alkoholokra , mind az aromás szénhidrogénekre jellemzőek.

Hidroxilcsoport szerint:

Gyenge savas tulajdonságokkal rendelkezik (erősebb, mint az alkoholoké), lúgok hatására sókat - fenolokat - képez (például nátrium-fenolát - C 6 H 5 ONa) [7] :

\mathsf{C_6H_5OH + NaOH \jobbra nyíl C_6H_5ONa + H_2O}

A fenol olyan gyenge sav, hogy még a szénsav is kiszorítja a fenolátokból:

{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{5}OH+NaHCO_{3))))

A fenolátok intenzívebben bomlanak le erős savak hatására, például kénsav hatására :

{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+H_{2}SO_{4}\rightarrow C_{6}H_{5}OH+NaHSO_{4))))

Kölcsönhatás fémes nátriummal :

\mathsf{2C_6H_5OH + 2Na \jobbra 2C_6H_5ONa + H_2\uparrow}

A fenol nem észterezett közvetlenül karbonsavakkal; észterek állíthatók elő fenolátok anhidridekkel vagy savhalogenidekkel történő reagáltatásával :

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CH_{3}COCl\jobbra nyíl C_{6}H_{5}OCOCH_{3}+NaCl))

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+(CH_{3}CO)_{2}O\jobbra C_{6}H_{5}OCOCH_{3}+CH_{3}COONa))

Az éterek képződése . A fenol-éterek előállításához halogén -alkánok vagy arének halogénszármazékai hatnak a fenolátokra. Az első esetben vegyes zsír-aromás étereket kapnak:

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+CH_{3}I\jobbra C_{6}H_{5}OCH_{3}+NaI))

A második esetben tiszta aromás étereket kapunk:

{\mathsf {C_{6}H_{5}ONa+C_{6}H_{5}Cl{\xrightarrow[{}]{Cu))C_{6}H_{5}OC_{6}H_ {5}+NaCl}}

A reakciót rézpor jelenlétében hajtjuk végre , amely katalizátorként szolgál.

A fenol cinkporral történő desztillációja során a hidroxilcsoportot hidrogén helyettesíti [8] :

{\mathsf {C_{6}H_{5}OH+Zn\jobbra nyíl C_{6}H_{6}+ZnO))

A fenol az aromás gyűrűn elektrofil szubsztitúciós reakciókba lép . A hidroxocsoport , mint az egyik legerősebb donorcsoport (a funkciós csoport elektronsűrűségének csökkenése miatt), növeli a gyűrű reaktivitását ezekre a reakciókra, és a helyettesítést az orto és para pozícióba irányítja [9] . A fenol könnyen alkilezhető, acilezhető, halogénezett, nitrálható és szulfonálható.

A Kolbe-Schmitt reakciót szalicilsav és származékai ( acetilszalicilsav és mások) szintézisére használják .

{\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}\jobbra C_{6}H_{4}OH(COOH)+NaHSO_{4))))

Kölcsönhatás brómos vízzel (minőségi reakció fenollal):

\mathsf{C_6H_5OH + 3Br_2 \jobbra nyíl C_6H_2Br_3OH + 3HBr}

2,4,6-tribróm-fenol képződik fehér szilárd anyag formájában.

Kölcsönhatás tömény salétromsavval :

\mathsf{C_6H_5OH + 3HNO_3 \jobbra nyíl C_6H_2(NO_2)_3OH + 3H_2O}

Kölcsönhatás vas(III)-kloriddal ( a fenol kvalitatív reakciója [10] ):

{\mathsf {6C_{6}H_{5}OH+FeCl_{3}\rightarrow H_{3}[Fe(C_{6}H_{5}O)_{6}]+3HCl))

Addíciós reakció: a fenol hidrogénezése fémkatalizátorok jelenlétében ciklohexanol és ciklohexanon képződéséhez vezet :

{\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}}

Fenol oxidáció: a fenol molekulában egy hidroxilcsoport jelenléte miatt az oxidációval szembeni ellenállás sokkal kisebb, mint a benzolé. Az oxidálószer jellegétől és a reakciókörülményektől függően különböző termékeket kapunk. Tehát hidrogén-peroxid hatására vaskatalizátor jelenlétében kis mennyiségű kétatomos fenol - pirokatekol képződik:

{\mathsf {C_{6}H_{5}OH+2H_{2}O_{2}{\xrightarrow[{-H_{2}O}]{kat:Fe))C_{6}H_{ 4}(OH)_{2}}}

Erősebb oxidálószerekkel (króm keverék, mangán-dioxid savas közegben) való kölcsönhatás során para-kinon képződik .

Getting

Jelenleg a fenol ipari méretekben történő előállítása háromféleképpen történik:

kumén módszer. A buborékoszlop-kaszkádban a kumolt nem katalitikus levegőoxidációnak vetik alá, így kumol-hidroperoxid (HPC) keletkezik. A keletkező CHP, kénsavval katalizálva, lebomlik, és fenol és aceton keletkezik . Ezen túlmenően az eljárás értékes mellékterméke az α-metilsztirol . A világon előállított összes fenol 95%-át ezzel a módszerrel állítják elő. A módszert P. G. Szergejev, N. M. Gornasztaleva, R. Yu. Udris, B. D. Kruzhalov szovjet tudósok találták ki. A legtöbb más eljáráshoz képest a kuméneljárás viszonylag enyhe szintéziskörülményeket és viszonylag olcsó nyersanyagokat használ. A gazdaságos működéshez azonban mind a fenolra, mind az acetonra keresletnek kell lennie [11] [12] . 2010-ben az aceton iránti globális kereslet megközelítőleg 6,7 millió tonna volt, ennek 83 százalékát kumol-aceton fedezte;
toluol oxidációja , közbenső benzoesav képződéssel (körülbelül 3%);
kitermelés kőszénkátrányból .

A fenol a kinon redukciójával is előállítható .

Biológiai szerep

A proteinogén aminosav, a tirozin a fenol szerkezeti származéka, és para - szubsztituált fenolnak vagy α - szubsztituált para-krezolnak tekinthető . Más fenolos vegyületek is gyakoriak a természetben, beleértve a polifenolokat . A fenol szabad formájában néhány mikroorganizmusban megtalálható, és egyensúlyban van a tirozinnal. Az egyensúlyt a tirozin -fenol-liáz enzim ( EC 4.1.99.2) tartja fenn.

A fenol biológiai jelentőségét általában a környezetre gyakorolt hatása alapján veszik figyelembe. A fenol az egyik ipari szennyezőanyag. Tiszta formájában a fenol meglehetősen mérgező az állatokra és az emberekre . A fenol számos mikroorganizmusra káros , ezért a magas fenoltartalmú ipari szennyvizet nehéz biológiailag kezelni.

Alkalmazás

A világ fenoltermelése 2006-ban 8,3 millió tonna/év. A termelést tekintve a fenol a vegyipar által előállított összes anyag között a 33., a szerves anyagok között pedig a 17. helyen áll. . A 2006-os adatok szerint a világ fenolfogyasztásának szerkezete a következő:

A fenol 43%-át a biszfenol A előállításához használják fel , amelyből viszont polikarbonátokat és epoxigyanták készülnek ;
A fenol 30%-át fenol-formaldehid gyanták előállítására fordítják ;
A fenol 12%-a hidrogénezéssel ciklohexanollá alakul , amelyet mesterséges szálak előállítására használnak - nylon és kapron [13] ;
Oroszországban nagy mennyiségű fenolt használnak az olajfinomításban , különösen az olajok szelektív tisztítására a 37/1 és A-37/1 típusú technológiai egységekben. A fenol nagy szelektivitást és hatékonyságot mutat a gyantaszerű anyagok, a különböző rövid oldalláncú policiklusos aromás szénhidrogének , valamint a kéntartalmú vegyületek olajokból való eltávolításában [14] ;
a fenol többi részét más szükségletekre fordítják, beleértve az antioxidánsok (ionol), nemionos felületaktív anyagok - polioxietilezett alkil-fenolok ( neonolok ), egyéb fenolok ( krezolok ), gyógyszerek ( aszpirin ), antiszeptikumok ( xeroform ) és peszticidek előállítását . Az 1,4%-os fenolos oldatot a gyógyászatban (oracept) érzéstelenítőként és fertőtlenítőként használják [15] .

A fenol és származékai meghatározzák a füstfüst tartósító tulajdonságait . . A kozmetológiában - mint egy kémiai hámlasztás (mérgező).

szarvasmarha-tenyésztésben - az állatok fertőtlenítése fenol és származékai oldataival.
kozmetológiában - mélyhámlasztáshoz.

Mérgező tulajdonságok

A fenol mérgező . Az emberi szervezetre gyakorolt hatás mértéke szerint a fenol rendkívül veszélyes anyagnak minősül ( 2. veszélyességi osztály ). Belélegezve károsítja az idegrendszer funkcióit . A por, gőzök és fenolos oldat irritálja a szem nyálkahártyáját , a légutakat, a bőrt, vegyi égési sérüléseket okozva . Nincs bizonyíték arra vonatkozóan, hogy a fenol rákkeltő az emberre [16] .

A fenol legnagyobb megengedett koncentrációi (MPC) [17] [18] [19] [20] :

MPKr.z. = 1 mg/m³ ( 2. veszélyességi osztály )
MPC.s. = 0,3 mg/m³ ( 2. veszélyességi osztály )
MPCm.r. = 0,01 mg/m3
MPCs.s. = 0,006 mg/m³
MPCv. = 0,001 mg/l.

A bőrre kerülve a fenol nagyon gyorsan felszívódik még érintetlen területeken is, és néhány perc múlva hatással lesz az agyszövetre. Először is van egy rövid távú gerjesztés, majd - a légzőközpont bénulása. Még akkor is, ha minimális dózisú fenolnak van kitéve, tüsszögés, köhögés, fejfájás, szédülés, sápadtság, hányinger és erővesztés figyelhető meg. A súlyos mérgezési eseteket eszméletlenség, cianózis, légszomj, szaruhártya érzéketlensége, gyors, alig észrevehető pulzus, hideg verejték, gyakran görcsök jellemzik. A halálos dózis emberre lenyeléskor 1-10 g, gyermekeknél 0,05-0,5 g [21] .

Munkavédelem

MPC a munkaterület levegőjében - 1 mg / m³ (maximum egyszeri) és 0,3 mg / m³ (átlagos eltolódás). A fenolszag küszöbértéke személyenként változik; és elérheti (csoportátlag) az 5,8-7,5 mg/m³ értéket [22] . Az egyes dolgozóknál pedig jóval magasabb lehet az átlagos értéknél. Emiatt várható, hogy a széles körben elérhető szűrő RPE használata a " szűrőcsere , ha a maszk szaga" kombinációval kombinálva (amint azt a beszállítók szinte általánosan ajánlják az RF-ben) legalább a fenolgőzök túlzott kitettségét eredményezi. egyes munkavállalók, és egészségkárosodást okoznak [23] - a gázálarc-szűrők megkésett cseréje miatt . A fenol elleni védelem érdekében hatékonyabb technológiaváltást és kollektív védelmet kell alkalmazni .

Fenolos katasztrófa Ufában

A fenol környezetre gyakorolt hatásának egyértelmű példája volt 1990 tavaszán Ufa -ban . Az Ufakhimprom termelőüzemben történt ember okozta baleset következtében nagy mennyiségű fenol szivárgott a Shugurovka folyóba, amely a nagyobb Ufa folyóba ömlik, amely Ufa városának közmű- és ivóvízellátásának forrása. A déli víznyerő területén a vízszennyezés több mint 100-szor haladta meg az MPC -t. Az ivóvíz fenollal való szennyeződésének veszélye abban nyilvánul meg, hogy a víztisztítás során klórt használtak , amely a fenollal kölcsönhatásba lépve klórszármazékokat (klórfenolok keverékét) képezett - mérgezőbb anyagokat (körülbelül 100-250-szer magasabb, mint a maga a fenol toxicitása). Ufa lakosságát figyelmeztették a csapvíz ivásra való felhasználásának veszélyeire. Az Ufa déli víznyelőjéből származó fenollal szennyezett ivóvizet fogyasztók teljes száma 672 876 fő volt [24] .

Jegyzetek

↑ Binas (holland) - 2 - Noordhoff Uitgevers , 1986. - ISBN 978-90-01-89351-4
↑ FF Runge (1834) "Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation" Archiválva : 2021. április 29. a Wayback Machine -nél (a széndesztilláció egyes termékeiről), Annalen der Physik und Chemie , 31 : 65-78. A 31. kötet 69. oldalán Runge a fenolt "Karbolsäure"-nek (szén-olaj-sav, karbolsav) nevezi. Runge jellemzi a fenolt: F. F. Runge (1834) "Ueber einige Produkte der Steinkohlendestillation", archiválva : 2021. március 3., a Wayback Machine Annalen der Physik und Chemie , 31 : 308-328.
↑ Auguste Laurent (1841) "Mémoire sur le phényle et ses dérivés" Archivált 2019. október 27-én a Wayback Machine -nál (Memoir on benzole and its derivatives), Annales de Chimie et de Physique , series 3, 3 : 195-228. A 198. oldalon Laurent a fenolt "hidrát de phényle"-nek és "l'acide phénique"-nek nevezi.
↑ Auguste Laurent (1836) "Sur la chlorophénise et les acides chlorophénisique et chlorophénèsique", Annales de Chemie et de Physique , vol. 63, pp. 27-45 . o. 44 Archivált 2015. március 20-án a Wayback Machine -n : Je donne le nom de phène au radical fondamental des acides précédens (φαινω, j'éclaire), puisque la benzine se trouve dans le gaz de l'éclaira. (A "phén" nevet (φαινω, megvilágítom) az előző sav alapvető gyökének adom, mert a benzol megtalálható a világító gázban.)
↑ Gerhardt, Charles (1843) "Recherches sur la salicine", archiválva : 2018. november 6., a Wayback Machine Annales de Chimie et de Physique 3., 7. sorozata : 215-229. Gerhardt a „phénol” nevet a 221. oldalon találja meg.
↑ Lister, Joseph. Antiszeptikus A műtét gyakorlatának elve . — 1867. Archiválva : 2014. szeptember 15. a Wayback Machine -nál
↑ Smith, Michael B. & March, Jerry (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure (6. kiadás), New York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1 , < https ://books.google.com/books?id=JDR-nZpojeEC&printsec=frontcover > Archiválva : 2019. december 24. a Wayback Machine -nél
↑ Roscoe, Henry. Egy értekezés a kémiáról, 3. kötet, 3. rész . London: Macmillan & Co. , 1891. - 23. o.
↑ Szerves kémia 2. kiadás. John McMurry ISBN 0-534-07968-7
↑ Kvalitatív reakció a fenolra _
↑ Fenol -- Az alapvető vegyipar online (2017. január 11.). Letöltve: 2018. január 2. Az eredetiből archiválva : 2018. január 3.. (határozatlan)
↑ Közvetlen útvonalak a fenolhoz (lefelé irányuló kapcsolat) . Letöltve: 2007. április 9. Az eredetiből archiválva : 2007. április 9.. (határozatlan)
↑ Plotkin, Jeffrey S. Újdonságok a fenolgyártásban? (nem elérhető link) . American Chemical Society (2016. március 21.). Letöltve: 2018. január 2. Az eredetiből archiválva : 2019. október 27. (határozatlan)
↑ Yaushev R. G., Usmanov R. M. Az olajok fenollal történő szelektív tisztítási folyamatának fokozása. - M. : TsNIITEneftekhim, 1988. - 76 p. - (Olajfinomítás).
↑ Fenol spray . drug.com . Letöltve: 2019. október 27. Az eredetiből archiválva : 2017. július 11. (határozatlan)
↑ Az Egyesült Államok Egészségügyi és Humánszolgáltatási Minisztériuma. Hogyan befolyásolhatja a fenol az egészségemet? Archivált : 2013. június 28., a Wayback Machine Toxicological Profile for Phenol: 24.
↑ s: GN 2.2.5.1313-03 higiéniai szabványok . "A káros anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) a munkaterület levegőjében"
↑ (Rospotrebnadzor) . No. 535. Hidroxibenzol (fenol) // GN 2.2.5.3532-18 "A káros anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) a munkaterület levegőjében" / jóváhagyta: A.Yu. Popova . - M. , 2018. - S. 39. - 170 p. - (egészségügyi szabályok). (Orosz) Archiválva : 2020. június 12. a Wayback Machine -nél
↑ s: GN 2.1.6.1338-03 higiéniai szabványok . "A szennyező anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) a lakott területek légköri levegőjében"
↑ s: GN 2.1.5.1315-03 higiéniai szabványok . „A vegyi anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) a háztartási ivóvíz, valamint kulturális és háztartási víztestek vizében”
↑ Sürgősségi ellátás akut mérgezés esetén. Toxikológiai kézikönyv. Szerk. Golikova S. N. - M .: Orvostudomány, 1977. - S. 174.
↑ Herbert Kohler és Willem Jan Homans. Kombination von Olfactometer und Flammenionisationsdetektor zur Bestimmung von Geruchsschweilwerten - Einsatz der mcBmethodik in der Praxis (német) // Staub, Reinhaltung der Luft. - Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH, 1980. - augusztus ( Bd. 40 , H. 8 ). - S. 331-335 . — ISSN 0039-0771 .
↑ Volkova Z.A., Muratov V.K., Prokazova N.V. Fenolok // Big Medical Encyclopedia : 30 kötetben / ch. szerk. B.V. Petrovszkij . - 3. kiadás - Moszkva: Szovjet Enciklopédia , 1985. - T. 26. Szénsav víz - Klór . — 560 p. — 150.000 példány.
↑ 1990 - Ufa ivóvíz szennyezése fenollal Archiválva : 2005. január 15.

Linkek

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy katalán Nagy katalán Nagy katalán nagy kínai nagy kínai Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online) Britannica (online) Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 123062886 GND : 4346494-4 J9U : 987007283488905171 LCCN : sh85020087 NDL : 00563108