2. Способи добування фенолів
Природні джерела.
Природним джерелом фенолів є кам’яновугільна смола, з якої в 1834 р. Фрідліб Фердинанд Рунге вперше і отримав фенол і назвав його карболової кислотою.
З кам’яновугільної смоли також виділяють крезоли.
1) Синтез фенолів з аренів.
Промисловий синтез фенолу здійснюють з бензену. Реакцію проводять в дві стадії.
Спочатку бензен сульфують або хлорують, а потім в жорстких умовах під впливом лугу проводять заміну сульфогрупи або атома хлору на групу -ОН:
2) Кумольний спосіб отримання фенолу.
Даний спосіб отримання фенолу заснований на окисненні кумола (ізопропілбензену).
В якості вихідних продуктів використовують бензен і пропілен:
Окиснення кумолу ‒ економічно вигідний метод, так як дозволяє отримати поряд з фенолом інший важливий продукт ‒ ацетон (на 1 кг фенолу доводиться 0,6 кг ацетону). В даний час цей метод найбільш широко використовується в промисловості і дозволяє виробляти більше 80% синтетичного фенолу.
3) Окиснювальне декарбоксилювання ароматичних карбонових кислот.
При нагріванні аренкарбонових кислот до температури 200-300 0С в присутності солей купруму (II) відбувається утворення фенолів:
4) Розкладання солей арилдіазонію.
Феноли можна отримати при нагріванні водних розчинів солей арилдіазонію.
3. Фізичні властивості фенолів
Найпростіші феноли є в'язкі рідини або низькоплавкі тверді речовини з дуже специфічним стійким запахом («карболовий запах»).
Фенол розчинний у воді (9 частин на 100 частин води), інші феноли в воді малорозчинні. З водою утворює кристалогідрати, а з парою води легко переганяється.
Фенол – отруйна речовина, при попаданні на шкіру утворює опіки. Має дезінфікуючі й антисептичні властивості.
Більшість фенолів ‒ безбарвні речовини, проте при зберіганні під дією кисню повітря вони можуть окислюватися і набувають темного забарвлення за рахунок домішок продуктів окиснення.
Феноли мають високі температури кипіння, що пов’язано у значною асоціацією їх молекул за рахунок міжмолекулярних водневих зв’язків.
4. Хімічні властивості фенолів
Всі можливі реакції фенолів можна поділити на реакції з участю зв’язку О-Н, зв’язку С-О, арильного радикала, а також реакції відновлення та окислення.
Однак внаслідок p, π-спряження неподіленої пари електронів атома Оксигену з π-електронною системою ароматичного ядра міцність зв’язку С-О значно більше, ніж у спиртів. Тому реакції фенолів з розривом зв’язку С-О протікають з великими труднощами.
Тільки при дії PCl3 або PCl5 в жорстких умовах гідроксильна група заміщується на галоген, а основним продуктом є ефір фосфорної або фосфористої кислоти відповідно:
Реакції за участю зв’язку с-о
Кислотні властивості.
Феноли ‒ сильніші ОН-кислоти, ніж спирти. Це викликане тим, що неподілена пара електронів атома Оксигену в молекулі фенолу зміщена до ядра (+ М-ефект ОН-групи), що призводить до утворення часткового позитивного заряду δ+ на атомі Оксигену і збільшення полярізації зв’язку О-Н в порівнянні зі спиртами.
Крім того, що утворюється фенолят-іон (феноксид-іон) має підвищену стабільність за рахунок де локалізації негативного заряду по ароматичному радикалу:
1) Доказом більш сильних кислотних властивостей фенолів в порівнянні з спиртами може служити їхня реакція з водними розчинами лугів з утворенням
солей ‒ фенолятів (феноксид):
У водному розчині феноляти лужних металів частково гідролізувати (як солі слабких кислот і сильних основ), і тому їх розчини мають лужну реакцію.
Під дією розчинів карбонових і мінеральних кислот, в тому числі та карбонатної кислоти, з солей отримують вільні феноли.
