Какие свойства имеет фенол

Химическое название

Гидроксибензол

Химические свойства

Что такое Фенол? Гидроксибензол, что это такое? Согласно Википедии – это один из простейших представителей своего класса ароматических соединений. Фенолы – это органические ароматические соединения, в молекулах которых к гидроксильной группе присоединены атомы углерода из ароматического кольца. Общая формула Фенолов: С6Н6n(ОН)n. Согласно стандартной номенклатуре, органические вещества этого ряда различают по числу ароматических ядер и ОН-групп. Различают одноатомные аренолы и гомологи, двухатомные арендиолы, терхатомные арентриолы и многоатомные формулы. Также Фенолам свойственно иметь ряд пространственных изомеров. Например, 1,2-дигидроксибензол (пирокатехин), 1,4-дигидроксибензол (гидрохинон) являются изомерами.

Спирты и Фенолы отличаются друг от друга наличием ароматического кольца. Этанол является гомологом метанола. В отличие от Фенола, метанол взаимодействует с альдегидами и вступает в реакции этерификации. Утверждение, что гомологами являются метанол и Фенол неверно.

Его подробно рассмотреть структурную формулу Фенола, то можно отметить, что молекула представляет собой диполь. При этом бензольное кольцо – отрицательный конец, а группа ОН – положительный. Наличие гидроксильной группы обуславливает повышение электронной плотности в кольце. Неподеленная пара электронов кислорода вступает в сопряжение с пи-системой кольца, а для атома кислорода характерна sp2 гибридизация. Атомы и атомные группы в молекуле обладают сильным взаимным влиянием друг на друга, и это отражается на физических и химических свойствах веществ.

Физические свойства. Химическое соединение имеет вид бесцветных игольчатых кристаллов, которые розовеют на воздухе, так как подвержены окислению. У вещества специфический химический запах, оно умеренно растворимо в воде, спиртах, щелочи, ацетоне и бензоле. Молярная масса = 94,1 грамм на моль. Плотность = 1,07 г на литр. Кристаллы плавятся при 40-41 градусах Цельсия.

С чем взаимодействует Фенол? Химические свойства Фенола. В связи с тем, что молекула соединения содержится, как ароматическое кольцо, так и гидроксильную группу, то оно проявляет некоторые свойства спиртов и ароматических углеводородов.

С чем реагирует группа ОН? Вещество не проявляет сильных кислотных свойств. Но является более активным окислителем, чем спирты, в отличие от этанола взаимодействует с щелочами образуя соли-феноляты. Реакция с гидроксидом натрия: С6Н5ОН + NaOH → C6H5ONa + H2O. Вещество вступает в реакцию с натрием (металлическим): 2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2.

Фенол не реагирует с карбоновыми кислотами. Эфиры получают при взаимодействии солей фенолятов с галогенангидридами или ангидридами кислот. Для химического соединения не характерны реакции образования простых эфиров. Эфиры образуют феноляты при действии на них галогеналканов или галогенпроизводных аренов. Гидроксибензол реагирует с цинковой пылью, при этом происходит замещение гидроксильной группы на Н, уравнение реакции выглядит следующим образом: C6H5OH + Zn → C6H6 + ZnO.

Химическое взаимодействие по ароматическому кольцу. Для вещества характерны реакции электрофильного замещения, алкилирования, галогенирования, ацилирования, нитрования и сульфирования. Особое значение имеет реакций синтеза салициловой кислоты: C6H5OH + CO2 → C6H4OH(COONa), протекает в присутствии катализатора гидроксида натрия. Затем при воздействии соляной кислоты образуется салициловая к-та.

Реакция взаимодействия с бромной водой является качественной реакцией на Фенол. C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br2OH + 3HBr. При бромировании образуется твердое белое вещество — 2,4,6-трибромфенол. Еще одна качественная реакция – с хлоридом железа 3. Уравнение реакции выглядит следующим образом: 6C6H5OH + FeCl3 → (Fe(C6H5OH)6)Cl3.

Реакция нитрования Фенола: C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH + 3 H2O. Для вещества также характерна реакция присоединения (гидрирования) в присутствии металлических катализаторов, платины, оксида алюминия, хрома и так далее. В результате образуются циклогексанол и циклогексанон.

Химическое соединение подвергается окислению. Устойчивость вещества значительно ниже, чем у бензола. В зависимости от условий реакции и природы окислителя образуются разные продукты реакции. Под действием перекиси водорода в присутствии железа образуется двухатомный Фенол; при действии диоксида марганца, хромовой смеси в подкисленной среде – пара-хинон.

Фенол реагирует с кислородом, реакция горения: С6Н5ОН +7О2 → 6СО2 + 3Н2О. Также особое значение для промышленности имеет реакция поликонденсации с формальдегидом (например, метаналем). Вещество вступает в реакцию поликонденсации до тех пор, пока не израсходуется полностью один из реагентов и не образуются огромные макромолекулы. В результате образуются твердые полимеры, фенолформальдегидные или формальдегидные смолы. Фенол не взаимодействует с метаном.

Получение. На данный момент существуют и активно применяются несколько методов синтеза гидроксибензола. Кумольный способ получения Фенола является наиболее распространенным из них. Таким способом синтезируют порядка 95% всего объема производства вещества. При этом некаталитическому окислению воздухом подвергается кумол и образуется гидропероксид кумола. Полученное соединение разлагается под действием серной кислоты на ацетон и Фенол. Дополнительным побочным продуктом реакции является альфа-метилстирол.

Также соединение можно получить при окислении толуола, промежуточным продуктом реакции будет являться бензойная кислота. Таким образом, синтезируют около 5% вещества. Все остальное сырье для различных нужд выделяют из каменноугольной смолы.

Как получить из бензола? Фенол можно получить с помощью реакции прямого окисления бензола NO2 (закись азота) с дальнейшим кислотным разложением гидропероксида втор-бутилбензола. Как из хлорбензола получить Фенол? Существует два варианта получения из хлорбензола данного химического соединения. Первый – реакция взаимодействия со щелочью, например, с гидроксидом натрия. В результате образуется Фенол и поваренная соль. Второй – реакция с водяным паром. Уравнение реакции выглядит следующим образом: C6H5-Cl + H2O → C6H5-OH + HCl.

Получение бензола из Фенола. Для этого сначала требуется обработать бензол хлором (в присутствии катализатора), а затем прибавить к полученному соединению щелочь (например, NaOH). В итоге образуется Фенол и хлорид натрия.

Превращение метан — ацетилен — бензол — хлорбензол можно осуществить следующим образом. Сначала проводится реакция разложения метана при высокой температуре 1500 градусов Цельсия до ацетилена (С2Н2) и водорода. Затем ацетилен при особых условиях и высокой температуре переводят в бензол. К бензолу прибавляют хлор в присутствии катализатора FeCl3, получают хлорбензол и соляную кислоту: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl.

Одним из структурных производных Фенола является аминокислота тирозин, которая имеет важное биологическое значение. Данную аминокислоту можно рассмотреть в виде пара-замещенного Фенола или альфа-замещенного пара-крезола. Крезолы – достаточно распространены в природе на ряду с полифенолами. Также свободную форму вещества можно обнаружить в некоторых микроорганизмах в равновесном состоянии с тирозином.

Гидроксибензол применяется:

при производстве бисфенола А, эпоксидной смолы и поликарбоната;
для синтеза фенолформальдегидных смол, капрона, нейлона;
в нефтеперерабатывающей промышленности, при селективной очистке масел от ароматических соединений серы и смол;
при производстве антиоксидантов, поверхностно-активных веществ, крезолов, лек. препаратов, аспирина, пестицидов и антисептических препаратов;
в медицине в качестве антисептического и обезболивающего средства для местного использования;
в качестве консерванта при изготовлении вакцин и копченых продуктов питания, в косметологии при проведении глубокого пилинга;
для дезинфекции животных в скотоводстве.

Класс опасности. Фенол – крайне токсичное, ядовитое, едкое вещество. При вдыхании летучего соединения нарушается работа центральной нервной системы, пары раздражают слизистую глаз, кожу, дыхательные пути и вызывают сильные химические ожоги. При попадании на кожу вещество быстро всасывается в кровоток и достигает тканей мозга, вызывая паралич дыхательного центра. Смертельная доза при приеме внутрь для взрослого составляет от 1 до 10 грамм.

Фармакологическое действие

Антисептическое, прижигающее.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Средство проявляет бактерицидную активность по отношению в аэробным бактериям, их вегетативным формам и грибам. Практически не оказывает влияния на споры грибов. Вещество вступает во взаимодействие с белковыми молекулами микробов и приводит к их денатурации. Таким образом, нарушается коллоидное состояние клетки, значительно повышается ее проницаемость, нарушаются окислительно-восстановительные реакции.

В водном растворе является отличным дезинфицирующим средством. При использовании 1,25% раствора практически микроорганизмы погибают в течение 5-10 минут. Фенол, в определенной концентрации оказывает прижигающее и раздражающее действие на слизистую оболочку. Бактерицидный эффект от применения средства усиливается с ростом температуры и кислотности.

При попадании на поверхность кожи, даже если она не повреждена, лекарство быстро всасывается, проникает в системный кровоток. При системной абсорбции вещества наблюдается его токсическое действие, преимущественно на центральную нервную систему и дыхательный центр в головном мозге. Порядка 20% от принятой дозы подвергается окислению, вещество и продукты его метаболизма выводятся с помощью почек.

Показания к применению

Применение Фенола:

для дезинфекции инструментов и белья и дезинсекции;
в качестве консерванта в некоторых лек. средствах, вакцинах, свечах и сыворотках;
при поверхностных пиодермиях, фолликулите, фликтене, остиофолликулите, сикозе, стрептококковом импетиго;
для лечения воспалительных заболеваний среднего уха, ротовой полости и глотки, ангины, фарингита, стоматита, пародонтита, генитальных остроконечных кондилом.

Противопоказания

Вещество не используют:

при распространенных поражениях слизистой оболочки или кожи;
для лечения детей;
во время кормления грудью и беременности;
при аллергии на Фенол.

Побочные действия

Иногда лекарственное средство может спровоцировать развитие аллергических реакций, зуд, раздражение в месте нанесения и чувство жжения.

Инструкция по применению (Способ и дозировка)

Консервацию лекарственных препаратов, сывороток и вакцин проводят с помощью 0,5% растворов Фенола.

Для наружного применения лекарство используют в виде мази. Препарат наносят тонким слоем на пораженные участки кожи несколько раз в сутки.

При лечении отита вещество используют в форме 5% раствора в глицерине. Препарат подогревают и закапывают по 10 капель в пораженное ухо на 10 минут. Затем необходимо удалить остатки лекарства с помощью ваты. Процедуру повторяют 2 раза в день в течение 4 суток.

Препараты Фенола для лечения ЛОР-заболеваний используют в соответствии с рекомендациями в инструкции. Продолжительность терапии – не более 5 дней.

Для ликвидации остроконечных кондилом их обрабатывают 60% раствором Фенола или 40% раствором трикрезола. Процедуру проводят один раз в 7 дней.

При дезинфекции белья применяют 1-2% растворы на основе мыла. С помощью мыльно-фенольного раствора обрабатывают помещение. При дезинсекции используются фенольно-скипидарные и керосиновые смеси.

Передозировка

При попадании вещества на кожу возникают жжение, покраснение кожи, анестезия пораженного участка. Поверхность обрабатывают растительным маслом или полиэтиленгликолем. Проводят симптоматическую терапию.

Симптомы отравления Фенолом при попадании внутрь. Наблюдаются сильные боли в животе, глотке, в ротовой полости, пострадавшего рвет бурой массой, бледность кожи, общая слабость и головокружение, миоз, коллапс, падение температуры тела, судороги, кома, острая печеночная недостаточность. В качестве терапии желудок промывают растительным маслом с добавлением белков, затем дают пострадавшему 10% раствор глицерола и активированный уголь. Показан прием оксида магния и глюконата кальция, форсированный диурез, тиосульфат натрия капельно внутривенно, витамины группы В. Проводят лечение токсического шока.

Взаимодействие

Лекарственное взаимодействие не происходит.

Особые указания

Фенол обладает способностью адсорбироваться пищевыми продуктами.

Средством нельзя обрабатывать обширные участки кожи.

Перед использованием вещества для дезинфекции предметов быта, их необходимо механически очистить, так как средство абсорбируется органическими соединениями. После обработки вещи могут еще длительное время сохранять специфический запах.

Химическое соединение нельзя использовать для обработки помещений для хранения и готовки пищевой продукции. Оно не влияет на окраску и структуру ткани. Повреждает поверхности, покрытые лаком.

Детям

Средство нельзя использовать в педиатрической практике.

При беременности и лактации

Фенол не назначают во время кормления грудью и при беременности.

Препараты, в которых содержится (Аналоги)

Совпадения по коду АТХ 4-го уровня:

Фенол входит в состав следующих препаратов: Ферезол, Фукорцин, Фенола раствор в глицерине, Орасепт, Фармасептик. В качестве консерванта содержится в препаратах: Экстракт Белладонны, Набор для кожной диагностики медикаментозной аллергии, Постеризан и так далее.

Отзывы

Фенол – хорошее антисептическое средство, которое подходит, как для обработки инструментов и помещений, так и при лечении воспалительных ЛОР-заболеваний. При соблюдении рекомендаций врача и инструкции по применению, необходимых мер безопасности при работе с такого рода веществами, средство хорошо переносится и не вызывает негативного влияния на организм. Отзывы о применении препаратов Фенола, как правило, положительные. Особенно хорошие отзывы при лечении заболеваний горла.

Цена, где купить

Стоимость вещества для технического использования зависит от количества и производителя. Купить спрей для готовой полости Орасепт можно примерно за 400 рублей – флакон.

Источник

[vc_row][vc_column][vc_column_text]

Фенол – это самое простое соединение из класса фенолов, производное аренов, в молекуле которого непосредственно реализуется связь гидроксильных групп и бензольного кольца. По сути, это слабая кислота, что и есть главным отличием между фенолами и спиртами, являющимися неэлектролитами. Выпускается мировой промышленностью в миллионах тонн ежегодно. По объемах среди всех хим. веществ занимает 33 место, среди органических – 17. Характеризуется токсичностью и достаточно большой едкостью, способно обжигать кожу и выступает мощным ирритантом. Может выполнять роль антисептика в виде 5 %-го водного раствора, и не просто может, а выполняет и активно с этой целью используется в медицине.

Названия-синонимы: гидроксибензол, карболовая кислота (устар.).

Свойства

Выглядит это вещество как бесцветная прозрачная твердая масса, сформированная игольчатыми кристаллами. Запах – специфический, у большинства ассоциируется с запахом гуаши, так как в ее составе присутствует фенол.

Растворяется в воде в стандартных условиях ограниченно: в соотношении 6,5 г на 100 мл. При температуре 66 °C и более смешивается с H2O в различных пропорциях. Именно к водным растворам чаще используют наименование «кислота карболовая». Кроме того, растворению поддается в щелочах, спиртах, бензене и диметилкетоне.

Пребывая на воздухе, данное соединение окисляется и приобретает розоватый окрас. Появление цветных компонентов объясняется промежуточным формированием хинонов.

Молярная масса – 94,11 г/моль, плотность – 1,07 г/см³. Термосвойства: t плавления – 40,9 °C, t кипения – 181,84 °C, t вспышки – 79/85 °C (в закрытом и открытом тигле, соответственно). Формула: C6H5OH.

Химическим свойствам гидроксибензола характерна двуплановость. С одной стороны, у них присутствует ароматическое кольцо, с другой – гидроксильная группа. Поэтому фенол обладает свойствами и спиртов, и аренов:

– по гидроксильной группе. Небольшие кислотные качества (сильнее, по сравнению со спиртами). Формирование солей, именуемых фенолятами, в частности натрия фенолята, при воздействии щелочей. В виду очень слабых свойств кислоты, из фенолятов ее может вытеснить даже угольная к-та. А более интенсивное разложение фенолятов характерно при влиянии сильных кислот, к примеру, H2SO4 (сульфатной кислоты).

Кроме того, C6H5OH реагирует с металлическим натрием. Этерификации карбоновыми кислотами не поддается. Для получения эфиров может задействоваться реакция между фенолятами и ангидридами/галогенангидридами кислот.

Этеры появляются тогда, когда на фенол воздействуют алкилгалогениды, либо же на феноляты – галогенпроизводные ароматических углеводородов. Итог первого варианта воздействия – сочетания жирных ароматических простых эфиров, второго – чисто-ароматические эфиры. Для обеспечения реакции необходимо присутствие катализатора, которым выступает медь в форме порошка.

Перегонка совокупности «фенол + цинковая пыль» приводит к тому, что гидроксильную группу замещает водород.

– по ароматическому кольцу. Данному соединению свойственно вступление в реакции электрофильного замещения. Оно легко поддается таким воздействиям, как алкилирование, ацилирование, галогенирование, нитрование и сульфирование.

В этом ракурсе стоит упомянуть также реагирование с водным раствором брома, хлорным железом (качественные реакции на гидроксибензол) и концентрированной HNO3 (нитратной кислотой).

Гидрируя фенол в ходе присоединительной реакции и при условии наличия катализирующих металлических компонентов, создают гексалин и циклогексанон.

Что касается окисления карболовой к-ты, то так как в фенольной молекуле присутствует гидроксильная группа, стойкость к окислению значительно слабее, по сравнению с бензолом. Продукт на выходе зависит от природы окисляющего материала и условий, при которых проводилась реакция.

Получение

На сегодняшний день пром. изготовление фенола происходит 3-мя способами:

Кумольный метод. Основной способ получения, на который приходится около 95 % мирового фенольного производства. Его разработка принадлежит советским ученым. А суть состоит вот в чем:

– кумол (изопропилбензол) помещают в каскад барботажных колонн и выполняют некаталитическое окисление с помощью воздуха, при этом формируется гидропероксид кумола (2-гидроксипропан-2-илбензол);

– полученный ГПК при воздействии H2SO4 катализируется и разлагается на фенол и диметилкетон.

Кстати, в ходе данного процесса в качестве побочного продукта выделяется еще одно ценное вещество, а именно α-метилстирол (изопренилбензол).

Окисление метилбензола. На этот способ приходится всего примерно 3 % производства. Особенностью является промежуточное образование бензойной кислоты.
Третий способ основывается на использовании в качестве исходного сырья такого продукта, как каменноугольная смола. Остальной фенол получают именно так.

Кстати, сейчас подвергаются испытаниям установки, с помощью которых предполагается синтез фенола в ходе прямого окисления бензола оксид диазотом и кислотного разложения гидропероксида втор-бутилбензола. Кроме того, это вещество может быть получено при восстановлении хинона.

Применение

Рассматриваемый материал имеет очень широкий спектр использования. Без него не обходятся в разноплановых процессах, о которых не помешает знать.

Фенол – это соединение, которое было выведено искусственным путем. Ему характерна низкая t плавления, растворение в средах и органической, и неорганической природы. Оно – ценная основа для создания различных материалов, важных в пром. масштабах. Ввиду антисептических свойств, применяется для дезинфекционных мероприятий, направленных на белье, помещения и т.д. Но если раньше для этих целей вещество использовалось активно, то сегодня его задействование ограничено, из-за высокотоксичности.

Сферы применения фенола:

– изготовление красителей (указанную субстанцию берут для этого направления, поскольку она под влиянием воздуха способна менять свой окрас);

– производство пластических масс, а именно фенолформальдегидных смол и ДФП, используемого, в свою очередь, при создании поликарбонатов и эпоксидных смол;

– переработка нефти (селективное маслоочищение, очистка ортокрезола и создание присадок для масел). Фенол характеризуется значительной эффективностью, если нужно удалить смолистые вещества, серосодержащие соединения и прочее из масел;

– молекулярная биология и генная инженерия (участие в очищении ДНК и в выделении ДНК из клетки совместно с метилтрихлоридом);

– медицина и фармацевтика, а именно создание популярных и востребованных медикаментов, в частности производных фенольной к-ты. Это, прежде всего, аспирин, или ацетилсалициловая кислота – средство для понижения жара. Это также салол – дезинфицирующий препарат, используемый при болезнях кишечника и мочевой системы. Это и ПАСК, показанная при туберкулезе, и хорошо известный пурген (фенолфталеин) – лекарство со слабительным эффектом, и орасепт – препарат для обезболивания и антисептической обработки;

– химия, а если быть точнее, то производство искусственного волокна, в частности капрона и нейлона;

– легкая промышленность (дезинфекционная обработка шкур животных в составе кожно-меховых дубителей);

– производство пластифицирующих составов для полимеров;

– парфюмерная отрасль (изготовление парфюмерии);

– косметология (задействуется как средство для глубокого хим. пилинга);

– аналитическая химия (служит реагентом);

– обработка с/х насаждений (выступает защитным средством для растений, входит в состав пестицидов);

– скотоводство (дезинфекционные мероприятия, направленные на животных).

Мы перечислили много направлений, где не обходятся без фенола, но и это еще не все. Из него создают антиоксиданты, неионогенные поверхностно-активные вещества, иные вещества фенольного класса, антисептики, взрывчатку, краски (гуашь), фотореактивы (проявляющие композиции для черно-белой бумаги), различные синтетические материалы. Благодаря ему, коптильный дым обретает консервирующие качества. Кроме того, консервантом гидроксибензол служит и для вакцин.

Раньше фенол активно использовали при изготовлении стройматериалов, товаров бытового назначения, пластика для различных изделий, в том числе игрушек. Сегодня же это либо максимально сокращено, либо вообще запрещено, ввиду опасного воздействия на человеческий организм, в частности на нервную систему, сердце и сосуды, почки и печень, а также на иные внутренние органы. Хотя до сих пор есть производители, которые, не смотря на все запреты и ограничения, используют фенол даже при создании игрушек для детей.

На заметку! Фенол как отдельное соединение используется в разных сферах, но еще в больших объемах в работу берутся его различные производные.

Опасность фенола

Данный реактив токсичен (принадлежит ко 2-му классу опасности хим. продуктов), является одним из пром. загрязнителей, способен наносить вред людям и животным. Кроме того, губительно воздействует на большое число микроорганизмов, как результат – биоочистка промышленных стоков, содержащих много фенола, сопровождается немалыми сложностями.

Контактируя с кожей, не только обжигает (а ожоги после могут еще и трансформироваться в язвы), но и всасывается внутрь, провоцируя отравления и пагубное воздействие на головной мозг. Попадая в организм сквозь органы дыхания, раздражает и опять же обжигает. Если площадь хим. ожога будет составлять 25 % и более, не исключен летальный исход.

Негативное воздействие фенола на организм может заключаться также в следующем: кашле, чихании, мигренях и головокружениях, побледнении, тошноте, потере сил, мышечной атрофии, язве желудка и двенадцатиперстной кишки.

Это не значит, что указанное вещество следует полностью вычеркнуть из жизни. Нужно правильно с ним обращаться, чтобы минимизировать риски, и тогда эффект, который с его помощью можно получить, порадует во всех смыслах. Используйте фенол правильно, соблюдая нормы, правила и технику безопасности, чтобы ни вам, ни другим людям, ни окружающей среде не было нанесено ни малейшего вреда.

Источник