фенол

Структурная формула
Структурные формулы фенола
Общий
Фамилия фенол
Другие названия
  • Бензенол ( системное название )
  • Карбол
  • Гидроксибензол
  • Гидроксибензол
  • Бензолин
  • Карболовая кислота / карболовая кислота (устарело)
  • Гидрат фенилоксида (устаревший)
Молекулярная формула С 6 Н 6 О
Краткое описание

бесцветные игольчатые кристаллы с проникающим запахом

Внешние идентификаторы / базы данных
Количество CAS 108-95-2
Номер ЕС 203-632-7
ECHA InfoCard 100.003.303
PubChem 996
ChemSpider 971
DrugBank DB03255
Викиданные Q130336
Информация о наркотиках
Код УВД
характеристики
Молярная масса 94,11 г моль -1
Физическое состояние

твердо

плотность

1,07 г см −3

Температура плавления

41 ° С

точка кипения

182 ° С

Давление газа

0,2 гПа (20 ° C)

значение pK s

9,99

растворимость

умеренный в воде (84 г л -1 при 20 ° С)

Показатель преломления

1,5408 (41 ° С)

Инструкции по технике безопасности
Обратите внимание на освобождение от требований по маркировке лекарств, медицинских устройств, косметики, продуктов питания и кормов для животных.
Маркировка опасности GHS из  Регламента (ЕС) № 1272/2008 (CLP) , при необходимости расширенная
06 - Токсичен или очень токсичен 05 - Коррозийный 08 - Опасно для здоровья 09 - Опасно для окружающей среды

Опасность

H- и P-фразы ЧАС: 301 + 311 + 331-314-341-373-411
П: 260-280-301 + 330 + 331 + 310-303 + 361 + 353-304 + 340 + 310-305 + 351 + 338
MAK
  • DFG : значение MAK не установлено
  • Швейцария: 5 мл м -3 , 19 мг м -3
  • Австрия: 2 мл м −3 , 8 мг м −3
Токсикологические данные
Насколько это возможно и общепринято, используются единицы СИ . Если не указано иное, приведенные данные относятся к стандартным условиям . Показатель преломления: линия Na-D , 20 ° C

Фенол или гидроксибензол (устаревшее также карболовой кислоты или карболовым для короткого замыкания ) является ароматическим , органическое соединение , и состоит из фенильной группы  (-C 6 H 5 ) , к которой гидроксильная группа  (-ОН) прилагается. Бесцветное кристаллическое твердое вещество является важным промышленным химическим веществом и используется в качестве промежуточного продукта, особенно при производстве различных пластмасс . Фенол - простейший представитель фенолов . С основаниями фенол образует соли , феноляты .

номенклатура

Систематическое название ИЮПАК - бензенол . Однако сегодня предпочтительным названием ИЮПАК является фенол .

история

Фенол был открыт в 1834 году химиком Фридлибом Фердинандом Рунге при перегонке каменноугольной смолы ; он назвал это вещество «карболовой кислотой». Огюст Лоран заново открыл его в 1841 году и определил молекулярную формулу как C 6 H 6 O. Чарльз Герхардт назвал его фенолом . Название относится к угольному газу, который производился помимо каменноугольной смолы при производстве кокса. В то время осветительный газ ( городской газ ) использовался для освещения городов (греч. Phainomai : сиять).

Джозеф Листер использовал его в 1865 году - в пятипроцентном растворе - в качестве антисептика для дезинфекции ран; В то время карболовая кислота была чуть ли не единственным доступным средством от раневых инфекций. Однако из-за раздражающих кожу побочных эффектов его вскоре заменили другими антисептиками. Из-за своего бактерицидного действия он использовался в качестве дезинфицирующего средства и теперь заменяется производными фенола.

Фенол в сочетании с формальдегидом дл получени фенольной смолы - смола используется: под торговой маркой бакелит фенольная смола была в начале 20 - го века в качестве первого полностью синтетического, промышленно производимого пластика производства.

Во время Холокоста врачи СС убивали узников концлагерей и других. от внутрисердечных инъекций фенола.

Водорастворимый анестетик пропофол, разработанный в 1977 году, является одним из недавно известных производных фенола .

Извлечение и представление

Фенолы не могут быть представлены электрофильным ароматическим замещением , поскольку соответствующий кислородный электрофил недоступен.

Промышленное производство

В промышленном масштабе, основной химический фенол получают путем процесса гидропероксида кумола , также известный как Хок синтеза фенола ( Хок процесса ):

Процесс гидропероксида кумола

Бензол и пропен сначала превращаются в изопропилбензол ( кумол ) путем алкилирования Фриделя-Крафтса в кислоте . Кумол окисляется кислородом воздуха с образованием гидропероксида , который разлагается в результате кислотной обработки с перегруппировкой в фенол и ацетон . Одновременное создание двух легко отделимых ценных продуктов делает этот процесс особенно экономичным.

Производство из возобновляемого сырья

В настоящее время ведутся исследования способов производства фенола из возобновляемого сырья и, в частности, из лигнина . Для этого подходят различные варианты пиролиза с последующей подготовкой продукта. Однако, по оценкам, потребуется еще 10–20 лет, чтобы такое производство фенола стало коммерческим.

Производство в лаборатории

В лабораторном масштабе фенолы также кипячения из солей диазония , представленное диазотирования ароматических аминосоединений - здесь анилина  с - азотистой кислотой производства возникают в холоде:

Получение анилина через соль диазония

Другая возможность представления состоит в плавлении натриевой соли бензолсульфоновой кислоты с гидроксидом щелочного металла при нуклеофильном ароматическом замещении по механизму присоединения-элиминирования ( ипсо-замещения ):

Синтез фенола

В смысле радикального замещения бензол можно превратить в фенол в реакции Фентона . Байеру-Виллигеру из ацетофенона дает фенил ацетат , который высвобождает фенола после омыления.

характеристики

фенол

Физические свойства

Чистый фенол образует бесцветные кристаллические иглы при комнатной температуре, но коммерчески доступный продукт обычно имеет цвет от розового до красновато-коричневого из-за незначительных, но сильно окрашенных примесей. Температура плавления составляет 41 ° C, а температура кипения - 182 ° C. Имеет характерный ароматный запах. Из-за гидрофильной группы ОН фенол гигроскопичен . В феноле растворяется ограниченное количество воды. При примерно 6% воды смесь становится жидкой при 20 ° C. Фенол умеренно растворим в воде. Между растворами с высоким и низким содержанием фенола существует разрыв в смешиваемости . Фенол, сжиженный водой, в медицине был назван Phenolum liquefactum .

Химические свойства

Гидроксильная группа фенола более кислая, чем спирт ; следовательно, фенол - слабая органическая кислота . Причина - стабилизация мезомерии соответствующего основания фенолят-иона. Отрицательный заряд может делокализоваться в кольце.

мезомерные предельные формы депротонированного фенола

В отличие от спиртов фенолы вступают в реакции нуклеофильного замещения только при высоких температурах и в присутствии специальных катализаторов, при этом гидроксильная группа заменяется другими нуклеофилами . Гидрокси-функция проявляет, особенно в депротонированном состоянии, выраженный + M-эффект . Кроме того, он показывает эффект -I . Однако, поскольку это значительно меньше, чем эффект + M, фенол очень легко атакуется электрофилами. Атака происходит предпочтительно в орто- и пара- положении по отношению к гидроксильной группе. Из-за электронодонорной природы гидроксигруппы фенол примерно в тысячу раз более активен, чем бензол. Предпочтение орто- или пара- атаки электрофилами можно понять, с одной стороны, при рассмотрении граничных структур фенолят-аниона. Отрицательный заряд делокализован в ароматическом кольце в орто- и пара- положения. Поскольку электрофилы предпочитают атаковать богатые электронами позиции, наблюдается наблюдаемая региоселективность . С другой стороны, σ-комплекс (ион карбения), образующийся на промежуточной стадии замещения, более мезомерно стабилизирован в орто- и пара- положениях, чем в мета- положении, поскольку возможны более низкоэнергетические граничные структуры и делокализация поэтому электроны более выражены. Замещение в пара- положении также является предпочтительным, поскольку нет стерического взаимодействия атакующего электрофила с неподеленными электронными парами кислорода.

Кето-енольной таутомерии полностью на стороне енольной из-за образования термодинамически благоприятной ароматической системы.

Технически важной реакцией нуклеофильного замещения является получение анилина из фенола при 250 ° C в присутствии оксидного катализатора (оксид алюминия , кремния или магния , а также борная кислота ) в виде « процесса Halcon ».

Фенол превращается в циклогексанол путем каталитического гидрирования .

использовать

Фенопласты - это поликонденсаты, состоящие из фенолов и формальдегида . Это первые синтетические пластмассы, которые первоначально продавались под названием бакелит . Фенол (1) реагирует с формальдегидом (2) и другой молекулой фенола с образованием димера (4); В качестве кислотного катализатора здесь используется хлористый водород (3), выделяется вода (3). Димер превращается в пластик вместе с фенолом и формальдегидом.

Фенол в основном используется в качестве сырья для производства пластмасс . Важнейшую роль здесь играет продукция фенопластов . Фенол также превращается в капролактам , вещество, используемое при производстве полиамидов . Превращение в бисфенол А является важным исходным материалом для производства эпоксидных смол .

Препарат ацетилсалициловая кислота производится на основе фенола . В микроскопии фенол используется для консервирования и окрашивания по Граму .

В прошлом в качестве дезинфицирующего средства использовался раствор из 22 промилле фенола на литр воды, так называемая карболовая вода или раствор карболы. Из-за токсичности и раздражения кожи карболная вода перестала использоваться вскоре после открытия других дезинфицирующих средств. Обозначение (молодых) медсестер как карболических мышей происходит от этого использования.

Инструкции по технике безопасности

Фенол очень токсичен как местно, так и системно; При контакте с кожей оказывает раздражающее или разъедающее действие на слизистые оболочки, кожу и глаза. Глаза могут пострадать в виде помутнения роговицы , отека и слипания век вплоть до слепоты. Контакт с кожей сначала приводит к покраснению кожи, а затем к обесцвечиванию; более длительное время воздействия вызывает потемнение вплоть до образования некроза .

Фенол в основном всасывается через кожу, но также возможно вдыхание или пероральное всасывание. В организме человека вещество сильно повреждает почки, кровь, центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. В случае хронического воздействия, желудочно-кишечных и нервных расстройств известны дальнейшие повреждения печени, почек и изменения кожи. Симптомами интоксикации после ингаляции были головокружение, головная боль и нарушение слуха, рвота, бессонница и раздражение почек. Прием внутрь в больших количествах приводил к массивному нарушению функции почек вплоть до острой почечной недостаточности в течение нескольких часов. Проглатывание вызывает ожоги во рту, горле, пищеводе и желудке; Известны также нарушения глотания и расстройства желудочно-кишечного тракта.

Токсичность объясняется реактивными метаболитами фенола, которые связываются с ДНК и другими макромолекулами и могут вызывать разрывы хромосом и мутагенные эффекты. Пероральная доза 1 г или более иногда может быть смертельной для человека; индивидуально, однако, выживали и гораздо более высокие дозы. Оральная величина LD Lo для людей составляет от 140 до 1400 мг / кг массы тела; У детей минимальная летальная доза при пероральном приеме составляет 10 мг / кг массы тела.

В 2015 году фенол был включен ЕС в текущий план действий Сообщества ( CoRAP ) в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1907/2006 (REACH) как часть оценки вещества . Воздействие вещества на здоровье человека и окружающую среду повторно оценивается и, при необходимости, принимаются последующие меры. Проглатывание фенола было вызвано опасениями по поводу его использования потребителями , воздействия на рабочих , высокого (совокупного) тоннажа, соотношения характеристик высокого риска (RCR) и других опасностей, связанных с опасностями, а также потенциальным риском мутагенных свойств. Повторная оценка проводится с 2015 года и проводится Данией .

Историческое описание

«Карболовая кислота (креозот каменноугольной смолы, acidum phenylicum, acidum carbolicum). Вещество, которое стало чрезвычайно важным для лакокрасочной промышленности и медицины (в качестве дезинфицирующего средства ). Торговое название по-прежнему - карболовая кислота, а научное название - фенол; Хотя это вещество обладает свойствами слабой кислоты и способно соединяться с основаниями, поэтому его также называют фениловой кислотой или фениновой кислотой, но в то же время и в еще большей степени оно играет роль спирта, отсюда и название фениловый спирт, который используется в укороченном феноле. Карболовая кислота в основном получает из каменноугольной смолы и лигнита смолы ; древесная смола содержит только чрезвычайно небольшое количество его, потому что креозот из древесной смолы не состоит из фенола, так как считалась , на некоторое время, но структурно подобного крезол , а также как некоторые другие вещества. Чтобы получить карболовую кислоту, часть смолы, проходящей при температуре от 150 до 200 ° C, обрабатывают каустической содой , которая соединяется с карболовой кислотой, и крезол, который также содержится в каменноугольной смоле, отделяет этот раствор от другие компоненты дегтя и разлагает их кислотой. Выделившийся маслянистый продукт затем перегоняется, а то, что превышает 190 ° C, специально собирается; последний продается как сырой крезол, а тот, который имеет температуру ниже 190 ° C, как сырая карболовая кислота. Оба вещества в этом состоянии остаются коричневыми маслянистыми жидкостями с очень неприятным запахом. Эта необработанная карболовая кислота (acidum carbolicum crudum) частично очищается, частично она используется для консервации древесины и дезинфекции выгребных ям ».

- Товарный словарь Merck

веб ссылки

Commons : Phenol  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов.
Викисловарь: Фенол  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

  1. ^ Август Лоран: О феноле (фенилоксидгидрат, фениловая кислота). В кн . : Журнал практической химии. 52, 1851, стр. 279-282. DOI: 10.1002 / prac.18510520125 .
  2. б с д е е г ч я J к л м запись на фенол в базе данных вещества GESTIS из в IFA , доступ к 8 января 2018 года. (Требуется JavaScript)
  3. a b c d Введение в фенол. В: Römpp Online . Георг Тиме Верлаг, по состоянию на 9 июня 2013 г.
  4. Справочник CRC по таблицам для идентификации органических соединений , третье издание, 1984 г., ISBN 0-8493-0303-6 .
  5. Дэвид Р. Лид (Ред.): Справочник CRC по химии и физике . 90-е издание. (Интернет-версия: 2010 г.), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, pp. 3-422.
  6. Вступление на фенол в классификации и маркировки Перечня в Европейское химическое агентство (ECHA), доступ к 1 февраля 2016 г. Производители или поставщики могут расширить гармонизированной системы классификации и маркировки .
  7. Швейцарский фонд страхования от несчастных случаев (Сува): предельные значения - текущие значения MAK и BAT (поиск 108-95-2 или фенол ), по состоянию на 2 ноября 2015 г.
  8. Предельные значения для обработки материалов ( Memento из в оригинале с 23 сентября 2015 года в Internet Archive ) Info: архив ссылка автоматически вставляются и еще не проверены. Пожалуйста, проверьте исходную и архивную ссылку в соответствии с инструкциями, а затем удалите это уведомление. , Постановление Федерального министра труда, социальных дел и защиты потребителей (Указ о предельных значениях GKV 2011), Австрия. @ 1@ 2Шаблон: Webachiv / IABot / www.arbeitsinspektion.gv.at
  9. а б в В. Б. Дайхманн: Токсикология лекарств и химикатов. Нью-Йорк, 1969, Academic Press, стр. 463.
  10. а б Р. Лефо, Огайо Кливленд: Практическая токсикология пластмасс. Chemical Rubber Co., 1968, стр. 329.
  11. ^ Анри Фавр, Уоррен Х. Пауэлл: Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 . Ред .: Королевское химическое общество. Кембридж 2014, ISBN 978-0-85404-182-4 , стр. 416, 668 .
  12. Макс Блох, в Günther Bugge, The Book of Great Chemists , Volume 2, Verlag Chemie, Berlin 1930, pp. 92-114.
  13. Heinz Lüllmann, Klaus Mohr, Lutz Hein, Pharmakologie und Toxikologie , Georg Thieme, Stuttgart, 2010, p. 541 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске книг Google).
  14. Врачи СС. ( Памятка от 4 марта 2016 г. в Интернет-архиве ) Веб-сайт Мемориала Маутхаузена. Проверено 9 июля 2019 года.
  15. Ханс Хальтер: Убийцы все еще с нами. Нацистские врачи - От эвтаназии. Report im Spiegel 25/1988, 20 июня 1988 г., стр. 112-122.
  16. Карин Орт: Система национал-социалистических концлагерей. История политической организации. Гамбург 1999.
  17. Отто Майрхофер : Мысли о 150-летии анестезии. В кн . : Анестезиолог. Том 45, 1996, стр. 881-883, здесь: стр. 883.
  18. Джозеф Заксески, Питер К.А. Брюйнинкс, Анна Л. Йонгериус и Берт М. Векхейзен: Каталитическая валоризация лигнина для производства возобновляемых химических веществ . В: Химические обзоры . Лента 110 , нет. 6 , 2010, с. 3565-3567 , DOI : 10.1021 / cr900354u .
  19. Джой Эсохе Омориекомван, Араш Тахмасеби и Цзянглонг Ю: Производство богатого фенолом бионефти во время каталитического пиролиза в неподвижном слое и микроволнового пиролиза скорлупы ядра пальмы . В кн . : Биоресурсные технологии . Лента 207 , 2016, с. 188-196 , DOI : 10.1016 / j.biortech.2016.02.002 .
  20. Денгле Дуань, Ханву Лей, Юнпу Ван, Роджер Руан, Юхуань Лю, Лицзюнь Дин, Яюн Чжан и Ланг Лю: Производство возобновляемого фенола из лигнина с предварительной кислотной обработкой и каталитическим пиролизом ex-situ . В: Журнал чистого производства . Лента 231 , 2019, стр. 331-340 , DOI : 10.1016 / j.jclepro.2019.05.206 .
  21. Винот Кумар Поннусами, Дин Дык Нгуен, Джеяпракаш Дхармараджа, Сута Шобана, Раджеш Бану, Риджута Ганеш Саратале, Сун Вунг Чанг и Гопалакришнан Кумар: обзор структуры лигнина, предварительных обработок и потенциальных реакций ферментации . В кн . : Биоресурсные технологии . Лента 271 , 2019, с. 462-472 , DOI : 10.1016 / j.biortech.2018.09.070 .
  22. Карл-Хайнц Лаутеншлегер, Вернер Шретер, Иоахим Тешнер, Хильдегард Бибрак, Taschenbuch der Chemie , 18-е издание, Harri Deutsch, Франкфурт (Майн), 2001.
  23. Ханс-Дитер Якубке, Рут Керхер (ред.): Химический словарь , Академическое издательство Spectrum, Гейдельберг, 2001.
  24. ^ Арнольд Willmes, Taschenbuch химические вещества , Харри Deutsch, Франкфурт (М.), 2007, стр. 583.
  25. С.А. Лоуренс: Амины: синтез, свойства и применение , Cambridge University Press, 2004, ISBN 978-0-521-78284-5 , стр. 80.
  26. Ханс-Юрген Арпе , Клаус Вайссермель : Промышленная органическая химия: важные предварительные и промежуточные продукты. 6-е издание, Wiley-VCH, 2007, ISBN 978-3-527-31540-6 , с. 418.
  27. Скользящий план действий Сообщества ( CoRAP ) Европейского химического агентства (ECHA): Phenol , по состоянию на 26 марта 2019 г.Шаблон: Статус CoRAP / 2015
  28. Крезол - это метилфенол.
  29. карболовая кислота . В: Warenlexikon компании Merck . 3-е изд. 1884 и сл., С. 250 ф.