Словарь научных терминов
Фенолы

ФЕНОЛЫ, ароматич. соед., содержащие в молекуле одну или неск. гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ядра. По кол-ву ароматич. ядер различают собственно Ф., наф-толы (2 конденсированных ядра), антролы (3 ядра), фенант-ролы (4), бензотетролы (5), по числу гидроксильных групп в молекуле - одно-, двух-, трех- и многоатомные Ф. Простейший Ф- 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 Ф. обладают также гетероароматич. соед., содержащие гидроксильные группы, напр, гидроксипиридины.

Ф. и их производные содержатся в древесине, торфе, буром и кам. углях, нефтяных остатках. В живой природе Ф., гл. обр. в виде производных, присутствуют в клетках растений (флавоноиды, таннины, антоцианы, лигнин, меланины, гуми-новые 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.

Ф.- бесцв. или окрашенные кристаллы либо аморфные в-ва; часто имеют сильный характерный запах. Нек-рые св-ва незамещенных Ф. приведены в табл.

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

В ИК спектрах Ф. 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

Соединение

Мол. м.

T. пл., °С

T. кип., 0C

а

(25 0C, вода)

Р-римость в воде, % по массе

Фенол

94,11

40,8

181,8

9,98

8,2 (20 0C)

Пирокатехин

110,11

105

240

9,25

31,1 (20 0C)

Резорцин

110,11

110

280,8

9,20

63,7 (20 0C)

Гидрохинон

110,11

173,8

286,5

9,91

6,7 (20 0C)

Пирогаллол

126,11

132,5

309


38,5 (25 0C)

Гидроксигидро-хинон

126,11

140,5




Флороглюцин

126,11

223

возг.


1,12 (20 0C)

1-Нафтол

144,17

96,1

288

1,4

0,07 (21 0C)

2-Нафтол

144,17

122

295



2,7-Дигидро-ксинафталин

160,11

194




2-Гидроксиби-фенил

170,21

50

285,7



4-Гидроксиби-фенил

170,21

63

319



2,2'-Дигидро-ксибифенил

186,21

109

324,6



2,2-бис-(4-Гид-роксифенил)-пропан

228,3

157

252/13 мм рт. ст.



1-Антранол

194,2

152

разл.


Трудно раств.

1-Фенантрол

194,2

105-106




Ф. 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, Ф. 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 Ф. 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 Ф. 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 Ф. группы ОН - сильного ор-то-пара-ориентанта - связана легкость электроф. замещения атомов H ядра при галогенировании, нитровании, суль-фировании и алкилировании. Галогенирование Ф. 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 Ф. Cl2 или SOCl2, ди-, три- и пентахлорзамещенные - прямым хлорированием в присут. AlCl3, FeCl3 или SbCl5 (см. Хлор-фенолы).

Нитрование Ф. 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 Ф. 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.:

5015-1.jpg

Сульфирование Ф. 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). Ф. 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 Ф.- 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 Ф. по Кольбе - Шмитта реакции с образованием ароматич. гидроксикислот. Формилирование осуществляют действием на Ф. в щелочной среде CHHal3 по Рай-мера - Тимана реакции; продукты р-ции - ароматич. орто-гидроксиальдегиды. Многоатомные Ф. или их эфиры обычно ацилируют действием нитрилов или HCN в присут. HCl и катализатора (ZnCl2, FeCl3, CoCl2, AlCl3 и др.) по Хеша реакции.

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

5015-2.jpg

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

Окисление Ф. окислителями может осуществляться по разл. механизмам с образованием разнообразных соединений. Окисление Ф. 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 Ф. 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 Ф. участвуют в окислит.-восстановит. р-циях обмена в-в, включая фотосинтез у растений. Являются регуляторами процессов жизнедеятельности, оказывая как ингибирующее, так и стимулирующее действие.

Ф. выделяют из продуктов переработки твердых топлив или из растит, сырья. Существуют также многочисленные пром. синтетич. методы получения Ф.: 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 Ф. 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 Ф. используют диазосоединения, 4-аминоантипирин, NaNO2, MO-либдат и ванадат аммония.

Ф. 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 Ф. 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 Ф. 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 Ф. 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.


1,10-фенантролин 3-фосфоглицераткиназа N-фенилнафтиламины Фаз правило Фазовое равновесие Фазовые переходы Фазовый анализ Фарадея законы Фарадея постоянная Фарадея эффект Фармакокинетика Фармацевтическая химия Фарнезол Фарфор Фаянс Фаянса - пакета правило Фелинга реактив Фелландрены Феназепам Феназин Фенамин Фенантрен Фенетидины Фенетол Фенилаланин Фенилацетальдегид Фенилацетилен Фенилгидразин Фенилендиамины Фенилизоцианат Фенилин Фенилуксусная кислота Фенилфенолы Фенилфлуорон Фенилхлорсиланы Фенилэтиламины Фенилэтиловый спирт Фенкарол Феноксазин Фенол Феноло-альдегидные смолы Феноло-формальдегидные смолы Фенолсульфокислоты Фенолфталеин Фенолы Фенольные смолы Фенопласты Фенотиазин Фентоламин Фенхены Фенхол Фенхон Ферментативный катализ Ферментсодержащие волокна Ферменты Фермий Феромоны Ферредоксин Ферримагнетики Ферриты Ферромагнетики Ферросплавы Ферроцен Фертильные материалы Фибриллированные нити Фибрин Физико-химическая гидродинамика Физико-химическая механика Физико-химический анализ Физическая химия Физические методы анализа Физостигмин Фиксаналы Фиксирование фотографического изображения Фильтрование Финкельштайна реакция Фитогормоны Фиттига реакция Фишера - тропша синтез Фишера - хеппа перегруппировка Фишера реактив Фишера реакция Фишера формулы Флавиновые коферменты Флавон Флавоноиды Флокулянты Флокуляция Флори-q-температура Флорион Флороглюцин Флотация Флуорантен Флуорен Флуоресцентные красители Флуоресцентные отбеливатели Флуоресцентный анализ Флуоресценция Флуоресцирующие красители Флюорит Фолацин Фолиевая кислота Фолина реакция Фолион Фопурин Формазаны Формалин Формальдегид Формамид Форманилид Форматирование Формиаты Форполимеры Фосген Фосгенирование Фосфазосоединения Фосфакол Фосфат-ацетилтрансфераза Фосфатазы Фосфатидилглицерины Фосфатидилинозит Фосфатидилсерины Фосфатидилхолины Фосфатидилэтаноламины Фосфатидовые кислоты Фосфаты конденсированные Фосфаты неорганические Фосфаты органические Фосфиды Фосфиналкилены Фосфинаты Фосфинистые кислоты Фосфиниты Фосфиновые кислоты Фосфиноксиды и фосфинсульфиды Фосфины Фосфиты неорганические Фосфиты органические Фосфоглицериды Фосфодиэстеразы Фосфоенолпируват-карбоксикиназа Фосфоинозитиды Фосфолипазы Фосфолипиды Фосфоназо Фосфонат-фосфатная перегруппировка Фосфонаты Фосфониевые соединения Фосфонистые кислоты Фосфониты Фосфоновые кислоты Фосфор Фосфора галогениды Фосфора кислоты Фосфора оксиды Фосфора тиохлорид Фосфора хлориды Фосфораны Фосфоресцентный анализ Фосфоресценция Фосфорилирование Фосфористая кислота Фосфористой кислоты амиды Фосфоритная мука Фосфориты Фосфорная кислота Фосфорноватая кислота Фосфорноватистая кислота Фосфорной кислоты гексаметилтриамид Фосфорные удобрения Фосфорорганические полимеры Фосфорорганические соединения Фосфорсодержащие гетероциклы Фосфосфинголипиды Фотобумага Фотографическая Фотографические материалы Фотографические эмульсии Фотография цветная Фотография чёрно-белая Фотоионизация Фотокатализ Фотолиз Фотолитография Фотометрический анализ Фотонно-нейтронный анализ Фотоокисление Фотоперенос протона Фотоперенос электрона Фотопластинки Фотоплёнки Фотополимеризация Фоторезисты Фотосинтез Фотохимические реакции Фотохимия Фотохромизм Фотоэлектронная спектроскопия Фотоэлектрохимия Фотоэмульсионные микрокристаллы Фрагментации реакции Франций Фреоны Фреттинг-коррозия Фриделя - крафтса реакция Фридлендера синтез Фрикционные материалы Фриса перегруппировка Фруктаны Фруктоза Фталазин Фталевая кислота Фталевые кислоты Фталевый ангидрид Фталексоны Фталид Фталимид Фталогены Фталодинитрилы Фталоцианиновые красители Фталоцианины Фталоцианогены Фтивазид Фтор Фторакрилатные каучуки Фторволокна Фториды Фторирование Фтористоводородная кислота Фторкаучуки Фторлоны Фторобораты Фторолефины Фторопластовые лаки Фторопласты Фторорганические соединения Фторосиликаты Фторофосфаты Фторсилоксановые каучуки Фтортензиды Фторуглepoды Фторуксусная кислота Фторурацил Фугитивность Фузидиевая кислота Фукоза Фуксины Фуллерены Фульвены Фумарат-гидратаза Фумаровая кислота Фумиганты Фунгициды Функции кислотности Функциональная группа Функциональность полимеров Функциональный анализ Фурадонин Фуразан Фуран Фурановые смолы Фурилдиоксим Фуриловые смолы Фуроксан Фуросемид Фурфуриловый спирт Фурфурол Фурье-спектроскопия