Фенолы - Phenols

В органической химии , фенолов , иногда называемых фенольных , представляют собой класс химических соединений , состоящих из одного или нескольких гидроксильных групп (- O Н ) присоединены непосредственно к ароматической углеводородной группе. Самый простой - фенол , C
6
ЧАС
5
ОН
. Фенольные соединения классифицируются как простые фенолы или полифенолы в зависимости от количества фенольных звеньев в молекуле.

Фенол - простейший из фенолов.

Фенолы синтезируются промышленным способом и производятся растениями и микроорганизмами.

Характеристики

Кислотность

Фенолы более кислые, чем обычные спирты. Кислотность гидроксильной группы фенолов обычно является промежуточной между кислотностью алифатических спиртов и карбоновых кислот (их pK a обычно составляет от 10 до 12). При депротонировании фенола образуется соответствующий отрицательный фенолят-ион или феноксид-ион , и соответствующие соли называются фенолятами или феноксидами ( арилоксидами согласно Золотой книге ИЮПАК ).

Конденсация с альдегидами и кетонами

Фенолы подвержены электрофильным ароматическим заменам . Конденсация с формальдегидом дает смолистые материалы, известные как бакелит .

Другим электрофильным ароматическим замещением в промышленных масштабах является производство бисфенола А , который получают конденсацией с ацетоном .

Синтез бисфенола A.svg

C-Алкилирование алкенами

Фенол легко алкилируется в орто-положениях с использованием алкенов в присутствии кислоты Льюиса, такой как феноксид алюминия:

CH 2 = CR 2 + C 6 H 5 OH → R 2 CHCH 2 -2-C 6 H 4 OH

Таким способом ежегодно (2000 год) производят более 100 000 тонн трет-бутилфенолов с использованием изобутилена (CH 2 = CMe 2 ) в качестве алкилирующего агента. Особенно важен 2,6-дитрет-бутилфенол , универсальный антиоксидант .

Другие реакции

Фенолы подвергаются этерификации . Сложные эфиры фенола - активные сложные эфиры , склонные к гидролизу. Фенолы являются реактивными по отношению к окислению . Окислительное расщепление, например расщепление 1,2-дигидроксибензола до монометилового эфира 2,4-гексадиендиовой кислоты с кислородом, хлорид меди в пиридине. Окислительная деароматизация до хинонов, также известная как реакция Тойбера . и оксон . В реакции, изображенной ниже, 3,4,5-триметилфенол реагирует с синглетным кислородом, образующимся из оксона / карбоната натрия в смеси ацетонитрил / вода, с образованием пара-пероксихинола. Этот гидропероксид восстанавливается до хинола тиосульфатом натрия .

Деароматизация оксона фенола

Фенолы окисляются до гидрохинонов при окислении персульфата Эльбса .

Взаимодействие нафтолов, гидразинов и бисульфита натрия в синтезе карбазола Бухерера

Синтез

Многие фенолы, представляющие коммерческий интерес, получают путем переработки фенола или крезолов . Они , как правило , получают путем алкилирования бензола / толуола с пропиленом с образованием кумола затем O
2
добавляется с H
2
ТАК
4
с образованием фенола ( скакательный отросток ). В дополнение к реакциям, описанным выше, многие другие более специализированные реакции производят фенолы:

Классификация

Самым продаваемым лекарством в США является ацетаминофен , также известный как парацетамол - фенол.

Существуют различные схемы классификации . Обычно используемая схема основана на количестве атомов углерода и была разработана Джеффри Харборном и Симмондсом в 1964 году и опубликована в 1980 году:

Фенол исходное соединение, используемое в качестве дезинфицирующего средства и для химического синтеза
Бисфенол А и другие бисфенолы, полученные из кетонов и фенола / крезола
BHT (бутилированный гидрокситолуол) - жирорастворимый антиоксидант и пищевая добавка
4-нонилфенол продукт распада моющих средств и ноноксинол-9
Ортофенил фенол фунгицид используется для депиляции цитрусовых
Пикриновая кислота (тринитрофенол) - взрывчатое вещество
Фенолфталеин индикатор pH
Ксиленол используется в антисептических и дезинфицирующих средствах

Лекарства и биоактивные натуральные продукты

тирозин одна из 20 стандартных аминокислот
L-ДОПА пролекарство дофамина, используемое для лечения болезни Паркинсона
пропофол короткое действие внутривенного анестезирующего агента
витамин К гидрохинон свертывающий агент, преобразующий
левотироксин (L-тироксин) Самый продаваемый препарат для лечения дефицита гормонов щитовидной железы.
амоксициллин Самый продаваемый антибиотик
эстрадиол главный женский половой гормон

Рекомендации

  1. ^ Hättenschwiler, Стефан; Витаусек, Питер М. (2000). «Роль полифенолов в круговороте питательных веществ наземных экосистем». Тенденции в экологии и эволюции . 15 (6): 238–243. DOI : 10.1016 / S0169-5347 (00) 01861-9 . PMID  10802549 .
  2. ^ a b Fiege H; Voges HW; Хамамото Т; Умемура S; Iwata T; Miki H; Fujita Y; Buysch HJ; Гарбе Д (2000). «Производные фенола». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a19_313 .
  3. ^ 2,4-Hexadienedioic acid, монометиловый эфир, (Z, Z) - Organic Syntheses , Coll. Vol. 8, p.490 (1993); Vol. 66, p.180 (1988) Статья
  4. ^ "2,5-Циклогексадиен-1,4-дион, 2,3,5-триметил". Органический синтез . 52 : 83.1972.
  5. ^ Карреньо, М. Кармен; Гонсалес-Лопес, Маркос; Урбано, Антонио (2006). «Окислительная деароматизация пара-алкилфенолов в пара-пероксихинолы и пара-хинолы, опосредованная оксоном как источником синглетного кислорода». Angewandte Chemie International Edition . 45 (17): 2737–2741. DOI : 10.1002 / anie.200504605 . PMID  16548026 .
  6. ^ ОН Ungnade, EF Orwoll (1943). «3-Бром-4-гидрокситолуол». Органический синтез . 23 : 11. DOI : 10,15227 / orgsyn.023.0011 .
  7. ^ Брейсгедл, Соня; Андерсон, Эдвард А. (2010). «Окисление арилсилана - новые пути получения гидроксилированных ароматических углеводородов» . Chem. Comm . 46 (20): 3454–6. DOI : 10.1039 / b924135c . PMID  20582346 . S2CID  31736757 .
  8. ^ a b Уилфред Вермеррис и Ральф Николсон. Биохимия фенольных соединений Springer, 2008 г.
  9. ^ Harborne, JB (1980). «Растительные фенолы». В Белле, EA; Чарлвуд, Б.В. (ред.). Энциклопедия физиологии растений, том 8 Вторичные растительные продукты . Берлин Гейдельберг Нью-Йорк: Springer-Verlag. С. 329–395.