Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Получение фенолов

8-800-775-03-30 support@author24.ru
Все предметы / Химия / Получение фенолов
Содержание статьи

В настоящее время для получения фенолов применяют ряд промышленных и лабораторных методов. В промышленном масштабе фенолы получают:

  • кумольным методом;
  • окислением толуола;
  • выделением из каменноугольной смолы.

В лабораторных условиях фенолы получают:

  • щелочным сплавлением сульфокислот;
  • гидроксилированием бензола;
  • с помощью борорганические соединений из реактивов Гриньяра;
  • разложением солей диазония.

Сухая перегонка каменного угля

При сухой перегонке каменного угля образуется каменноугольная смола. Такая смола, содержащая более 400 ароматических и гетероциклических соединений, путем химической обработки и фракционной перегонки разделяется на ряд основных фракций (Олеев)

  1. легкие масла с температурой кипения до 170 $^\circ$ С (арены, тиофен, пиридин и т.п.);
  2. фенольное (карболовое) масло, 170-210 $^\circ$ С (фенолы (до 40%), крезолы, нафталсн, инден и т.п.);
  3. нафталиновое масло, 210-230 $^\circ$С (нафталин, метилнафталин, индол и т.п.);
  4. тяжелое масло, 230-270 $^\circ$С (производные нафталина, индол и т.п.);
  5. антраценовое масло, 270-340 $^\circ$С (антрацен, фенатрен, карбазол и т.д.);
  6. пек каменноугольной смолы, температура $ > $360 $^\circ$С (пирен, хризен, высокомолекулярные парафины и т.д.).

Фенолы из соответствующих фракций добывают с помощью их обработки 12-15% -ной щелочью, с которой они образуют водорастворимые феноляты в отличие от нафталина. Такие феноляты действием любой минеральной кислоты переводят в фенолы. В промышленности для этого используют карбонатную кислоту или смесь диоксида серы с водой:



Рисунок 1.

Разложение солей диазония

При нагревании водных растворов солей диазония также добывают фенолы:



Рисунок 2.

Готовые работы на аналогичную тему

Универсальным методом замены аминогруппы на гидроксил в ароматическом ряду является диазотирование первичного амина с последующими разложением соли диазония в водном растворе серной кислоты.



Рисунок 3.

Замечание 1

Принято считать, что замещение диазогруппы на гидроксил протекает по $S_N1$-механизму, крайне редко реализующимуся для других реакций в ароматическом ряду. Механизм этой реакции и область ее синтетического применения подробно обсуждаются в соответствующей главе. Наилучшие результаты для получения оптимально высокого выхода фенолов достигается при постепенном введении раствора соли диазония в кипящий раствор серной кислоты. Некоторые наиболее типичные превращения представлены следующими уравнениями:



Рисунок 4.

Получение двухатомных фенолов

Двухатомные фенолы получают теми же методами, что и одноатомные. Пирокатехин (пирокатехол), например, добывают щелочным гидролизом орто-хлорофенола или орто-дихлоробензола при 300 $^\circ$С, щелочным сплавлением о-гидроксибензолсульфоновой кислоты (возможно, о-бензолдисульфоновой кислоты) или окислением фенола пероксидом водорода.

Резорцин (резорцинол) получают с помощью кислотного расщепления соответствующих дигидропероксидов или реакцией щелочного сплавления мета-бензолдисульфоновой кислоты. В последнем случае реакция замещения первой сульфогруппы проходит при температуре ниже 300 $^\circ$ С, а второй - после длительного нагревания при 330-340 $^\circ$С.

Применяют также гидролиз мета-фенилендиамина в присутствии разбавленной серной или фосфорной кислоты:



Рисунок 5.

Гидрохинон впервые был получен еще 1820 из каменноугольной смолы, а 1844 Ф. Велер синтезировал его п-бензохиноны. Гидрохинон получают кислотным расщеплением дигидропероксида п-диизопропилбензола. Такой дигидропероксид образуется как побочный продукт в процессе получения гидропероксида кумола.

Используют также метод щелочного гидролиза п-хлорофенола и реакцию щелочного сплавления п-бензолдисульфоновой кислоты.

Кроме традиционных методов синтеза двухатомных фенолов существуют и специальные. Так, пирокатехин добывают с помощью щелочного окисления салицилового альдегида:



Рисунок 6.

Получение трехатомных фенолов

Методы получения трехатомных фенолов аналогичны ранее приведенным. Кроме того, пирогаллол, например, добывают путем декарбоксилирования галловой кислоты (К. Шееле, 1786), которая распространена в природе:



Рисунок 7.

Гидроксигидрохинон можно получить из бензохинона при ацилировании последнего уксусным ангидридом:



Рисунок 8.

Сообщество экспертов Автор24

Автор этой статьи

Автор статьи

Олег Лебедь

Эксперт по предмету «Химия»

Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис