Феноли можуть реагувати як по гідроксильній групі, так і по бензольному кільцю.

1. Реакції з гідроксильної групи

Вуглець-кисневий зв'язок у фенолах набагато міцніший, ніж у спиртах. Наприклад, фенол не може бути перетворений на бромбензол дією на нього бромоводню, тоді як циклогексанол при нагріванні з бромоводнем легко перетворюється на бромциклогексан:

Як і алкоксиди, феноксиди реагують з алкілгалогенідами та іншими алкілувальними реагентами з утворенням змішаних ефірів:

(23)

Фенетол

(24)

Анізол

Алкілювання фенолів галогенвуглеводнями або диметилсульфатом у лужному середовищі є модифікацією реакції Вільямсона. За реакції алкілування фенолів хлороцтовою кислотою одержують такі гербіциди як 2,4-дихлорфеноксиоцтова кислота (2,4-Д).

(25)

2,4-Дихлорфеноксиоцтова кислота (2,4-Д)

та 2,4,5-трихлорфеноксиоцтова кислота (2,4,5-Т).

(26)

2,4,5-трихлорфеноксиоцтова кислота (2,4,5-Т)

Вихідний 2,4,5-трихлорфенол отримують за схемою:

(27)

1,2,4,5- Тетрахлорфенол 2,4,5-трихлорфеноксид натрію 2,4,5-трихлорфенол

При перегріві на стадії одержання 2,4,5-трихлорфенолу замість нього може утворюватися дуже токсичний 2,3,7,8-тетрахлордибензодіоксин:

2,3,7,8-Тетрахлордібензодіоксин

Феноли є слабшими нуклеофілами, ніж спирти. З цієї причини вони на відміну від спиртів не вступають у реакцію етерифікації. Для отримання складних ефірів фенолів використовують хлорангідриди та ангідриди кислот:

Фенілацетат

Дифенілкарбонат

Упр.17.Тимол (3-гідрокси-4-ізопропілтолуол) міститься в чебреці і використовується як антисептик середньої сили в зубних пастах і рідинах для полоскання рота. Його отримують алкілюванням за Фріделем – Крафтсом.

м-крезолу 2-пропанолом у присутності сірчаної кислоти. Напишіть реакцію.

2. Заміщення у кільце

Оксигрупа фенолу дуже сильно активує ароматичне кільце по відношенню до реакцій електрофільного заміщення. Як проміжні з'єднання найімовірніше утворюються оксонієві іони:

При проведенні реакції електрофільного заміщення у разі фенолів необхідно вживати спеціальних заходів для того, щоб запобігти полізаміщенню та окисленню.

3. Нітрування

Фенол нітрується набагато легше за бензол. При дії на нього концентрованої азотної кислоти утворюється 2,4,6-тринітрофенол (пікринова кислота):

Пікрінова кислота

Наявність у ядрі трьох нітрогруп різко збільшує кислотність фенольної групи. Пікрінова кислота є, на відміну фенолу, вже досить сильної кислотою. Наявність трьох нітрогруп робить пікринову кислоту вибуховою, вона використовується для приготування мелініту. Для отримання мононітрофенолів необхідно використовувати розведену азотну кислоту та проводити реакцію за низьких температур:

Виходить суміш про-і п-нітрофенолів з переважанням про-ізомеру. Ця суміш легко розділяється завдяки тому, що тільки про-ізомер має летючість з водяною парою. Велика летючість про-нітрофенолу пояснюється утворенням внутрішньомолекулярного водневого зв'язку, тоді як у випадку

п-нітрофенолу виникає міжмолекулярний водневий зв'язок.

4. Сульфування

Сульфування фенолу здійснюється дуже легко і призводить до утворення залежно від температури переважно орто- або пара-фенолсульфокислот:

5. Галогенування

Висока реакційна здатність фенолу призводить до того, що навіть при його обробці бромною водою відбувається заміщення трьох атомів водню:

(31)

Для отримання монобромфенолу необхідно вживати спеціальних заходів.

(32)

п-Бромфенол

Упр.18.На 0.94 г фенолу діють невеликим надлишком бромної води. Який продукт і в якій кількості утворюється при цьому?

6. Реакція Кольбе

Діоксид вуглецю приєднується до феноксиду натрію по реакції Кольбе, що є реакцією електрофільного заміщення, в якій електрофілом є діоксид вуглецю

(33)

Фенол Феноксид натрію Саліцилат натрію Саліцилова кислота

Механізм:

(М 5)

Дією на саліцилову кислоту оцтового ангідриду отримують аспірин:

(34)

Ацетилсаліцилова кислота


Якщо обидва орто-положення зайняті, то заміщення проходить по пара-становищу:

(35)

Реакція проходить за таким механізмом:


(М 6)

7. Конденсація з карбонілсожержающими сполуками

При нагріванні фенолу з формальдегідом у присутності кислоти утворюється фенолформальдегідна смола:

(36)

Фенолформальдегідна смола

Конденсацією фенолу з ацетоном в кислому середовищі отримують 2,2-ди(4-гідроксифеніл)пропан, який отримав промислову назву бісфенол А:

Бісфенол А

2,2-ди(4-гідроксифеніл)пропан

ді(4-оксифеніл)диметилметан

Обробкою бісфенолу А фосгеном у піридині отримують лексан:

У парисутності сірчаної кислоти або хлориду цинку фенол конденсується з фталевим ангідридом з утворенням фенолфталеїну:

(39)

Фталевий ангідрид Фенолфталеїн

При сплавленні фталевого ангідриду з резорцином у присутності хлориду цинку відбувається аналогічна реакція та утворюється флуоресцеїн:

(40)

Резорцин Флуоресцеїн

Упр.19.Зобразіть схему конденсації фенолу із формальдегідом. Яке практичне значення має ця реакція?

8. Перегрупування Кляйзена

Феноли вступають у реакції алкілування за Фріделем-Крафтсом. Наприклад, при взаємодії фенолу з аллілбромідом у присутності хлориду алюмінію утворюється 2-аллілфенол:

(41)

Цей продукт утворюється і при нагріванні аллилфенилового ефіру в результаті внутрішньомолекулярної реакції званої перегрупуванням Кляйзена:


Алілфеніловий ефір 2-Аллілфенол

Реакція

(43)

Проходить за наступним механізмом:

(44)

Перегрупування Кляйзена відбувається також і при нагріванні аллілвінілового ефіру або 3,3-диметил-1,5-гексадієну:

(45)

Аллілвініловий ефір 4-Пентеналь

(46)

3,3-Диметил-2-Метил-2,6-

1,5-гексадієн гексадієн

Відомі інші реакції цього типу, наприклад, Реакція Дільса-Альдера. Їх називають перициклічними реакціями.


Флуоресцеїн є яскравим хімічним барвником, який світиться в ультрафіолетових променях. Одержанню саме цієї хімічної речовини присвячено даний матеріал, який обов'язково буде пізнавальним та зацікавить любителів хімії та гарних хімічних дослідів.

Почнемо досвід із перегляду відеоролика

Отже, що нам знадобиться:
- фталевий ангідрид;
- резорцин;
- металевий тигель;
- піщана лазня;
- газова лампа;
- безводний хлорид цинку;
- соляна кислота.


Насамперед відважимо в металевий тигель 3 гр. фталевого ангідриду.


Далі присипаємо до нього 4,5 гр. резорцину.


Змішуємо ці речовини і ставимо на піщану баню, після чого запалюємо газовий пальник, яким нагріваємо суміш до температури плавлення, тобто приблизно 180 градусів за Цельсієм.




Нагрівання необхідно для того, щоб суміш фталевого ангідриду і резорцину розплавилася.


Після розплавлення суміші додаємо до неї два 2.1 гр. безводного хлориду цинку. При додаванні цього компонента відбувається реакція конденсації, під час якої дві молекули резорцину та одна молекула фталевого ангідриду поєднуються у велику молекулу флуоресцеїну. При цьому виділяється дві молекули води. Хлорид цинку є каталізатором і приймає на себе воду, що утворюється.


Після додавання хлориду цинку температуру потрібно підняти до 220 градусів за Цельсієм та нагріваємо суміш ще 15 хвилин.




Через 15 хвилин нагрівання флуоресцеїн, що утворився, знімаємо з вогню і ставимо охолоджуватися, щоб він затвердів.




Після того, як флуоресцеїн затвердів його необхідно виколупати з металевого тигля. Для цього можна використати стамеску.




Весь флуоресцеїн виколупається з металевого тигля, так що можна приступати до наступного кроку, а саме подрібнення в дрібні ступки, щоб розбити всі великі кристали.

Після подрібнення флуоресцеїн необхідно вимити від залишків хлориду цинку. Для цього висипаємо його в 10% соляну кислоту та нагріваємо до кипіння з перемішуванням.




Фільтруємо промитий флуоресцеїн через вакуумну фільтрацію.

Органічна речовина із групи фенолів, простий двоатомний фенол. Серед хіміків використовуються також назви резорцинол і 1,3-дигидроксибензол. Формула резорцину подібна до формул гідрохінону і пірокатехіну, відмінність полягає в структурі молекули; у тому, як приєднані групи OH.

Властивості

Речовина є голчасті кристали без кольору або білий кристалічний порошок з різким фенольним запахом. Іноді порошок може бути рожевий або жовтуватий відтінок. Якщо він сильно забарвився, став рожево-жовтогарячий або бурий, значить, реагент неправильно зберігали, і він окислився. Резорцин пожежонебезпечний. Добре розчиняється у воді, діетиловому ефірі, етиловому спирті, ацетоні. Можна розчиняти в оліях, гліцерині. Майже не розчиняється у хлороформі, сірковуглецю, бензолі.

Реактив виявляє хімічні властивості фенолів. Сильний відновник легко окислюється. Входить у реакції з лугами, утворюючи солі феноляти; з аміаком, галогенами, із сильними кислотами (наприклад, з азотною, сірчаною, пікриновою, крижаною оцтовою).

Для якісного визначення резорцину використовуються наступні реакції:
- з хлоридом заліза – розчин забарвлюється у густо-фіолетовий, майже чорний колір;
- сплавлення з фталевим ангідридом у присутності каталізатора призводить до утворення характерно забарвленого, флюоресціює зеленим кольором речовини - флюоресцеїну. Сам флюоресцин має жовто-червоний колір розчину (реакція відрізняє резорцинол від інших фенолів).

Пил резорцину і особливо його пари дратівливо впливають на шкіру, органи дихання, слизову оболонку очей. Вдихання пари та пилу реактиву викликає кашель, нудоту, прискорене серцебиття, запаморочення, тому працювати з резорцином потрібно з використанням респіраторів або масок, захисних окулярів, у спецодязі, у приміщенні, що провітрюється. При підозрі на отруєння слід промити місце дії реактиву великою кількістю води, винести потерпілого на свіже повітря, викликати лікаря.

Зберігають резорцинол у герметичній тарі, у темних, сухих, прохолодних приміщеннях, строго окремо від займистих речовин.

Застосування

Резорцин затребуваний у хімічній промисловості як сировина для виробництва штучних барвників, флюоресцеїну, резорцино-формальдегідних смол, розчинників, стабілізаторів, пластифікаторів та поглиначів УФ-випромінювання для пластмас.
- В аналітичній хімії застосовується у колориметричних дослідженнях. З його допомогою визначають вміст цинку, свинцю, вуглеводів, фурфуролу, лігніну тощо.
- у гумовій промисловості.
- У хутряній індустрії, як барвник для хутра.
- Дуже широко використовується в медицині та фармацевтиці. Застосовується як дезінфікуючий, припалюючий, ранозагоювальний засіб, антигельментик. Входить до складу розчинів та мазей для лікування різних, у тому числі грибкових та гнійних, захворювань шкіри; вугрової висипки, себореї, дерматитів, екзем, пігментних плям.
- для отримання вибухових речовин.

ГОУВПО ПЕНЗЕНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Медичний інститут

Спеціальність «Фармація»

Підсумковий міждисциплінарний іспит

Екзаменаційний квиток №11

1. На фармацевтичні підприємства та в аптеки надходить лікарська рослинна сировина, що заготовляється від рослини Arctostaphyllosuva-ursi (L.) Spreng., сем. Ericaceae.

При аналітичному контролі критеріїв якості сировини встановлено, що у сировину вміст діючих речовин становить 8%; вологість 10,5%; золи загальної 3,3%; золи, нерозчинної в 10% розчині хлористоводневої кислоти 1%; побурілих і потемнілих листя 2%; інших частин рослини (гілки, плоди) 4%, органічної домішки 0,2%; мінеральної домішки 0,1%.

Проаналізуйте отримані результати та зробіть висновок про якість сировини та можливість її подальшого використання. Поясніть своє рішення.

    Дайте коротку характеристику рослині та видам сировини. Яку життєву форму має рослина, де вона виростає (ареал, житла), які особливості збору сировини?

    Вкажіть хімічний склад сировини та формулу основної діючої речовини. До якого класу речовин воно належить? Поясніть, які фізико-хімічні властивості діючих речовин використовують у фармакопейних методиках якісної та кількості ного визначення.

    До якої фармакологічної групи належить сировина? Які препарати одержують із сировини?

2. При оцінці якості речовини «3» було зазначено, що у зразках однієї серії його зовнішній вигляд не відповідав вимогам НД щодо розділу «Опис» - зразки були відсирілими та брудно-рожевого кольору.

Дайте обґрунтування причин зміни його якості за цим показником відповідно з властивостями та наведіть інші випробування, що характеризують якість даного лікарськогоречовини:

Наведіть російську, латинську та раціональну назву препарату. Охарактеризуйте фізико-хімічні властивості (зовнішній вигляд, розчинність, спектральні та оптичні характеристики) та іл використання для оцінки якості.

Відповідно до хімічних властивостей запропонуйте реакціїідентифікації та методи кількісного визначення. Напишиті рівняння реакцій.

Феноли

Кислотні властивості

Феноли виявляють значно більшу кислотність, ніж спирти і вода, проте вони слабші за вугільну і карбонову кислоти, не забарвлюють лакмус.

Значення рК наступні фенол - 9,89, оцтова кислота - 4,76, вугільна кислота - 6,12.

Чим стабільніший аніон, тим сильніша кислота.

Відновлювальні властивості

Феноли легко окислюються навіть киснем повітря, томупри їх зберіганні можлива поява відтінків(рожевого, жовто го, бурого ).

про- Бензохінон

 Двохтомні феноли окислюються швидше, ніж одноатомні. Швидкість окиснення також залежить від рН середовища. У лужному середовищі окиснення йде швидше. Внаслідок легкості окислення фармако пея вводить показник: кольоровість . езорцин окислюється з утворенням суміші продуктів,але без м-хінонів.

Феноли добре розчиняються в водних розчинах лугів зосвітою фенолятів, проте цю реакцію не можна використовувати для кількісного визначення через гідролізу солі, що утворюється.

Феноли не взаємодіють з гідрокарбонатамилужних металів, тому що слабші за вугільну кислоту і не можуть витісняти її. По реакції взаємодії з гідрокарбонатами лужних металів розрізняються феноли та карбонові кислоти.

Характерною якісною реакцією на феноли є утворення пофарбованих комплексів [ Fe ( OR ) 6 ] 3 ~ з солями трива стрічкного заліза . Забарвлення залежить кількості гідроксильних груп, їх розташування, наявності інших функціональних груп.

Забарвлення комплексів похідних фенолу та заліза (III) хлориду

Галогенування

При надлишку бромної води утворюється жовтого кольору 2,4,4,6-тетрабромциклогексадієн-2,5-он:

Найбільш легко йде галогенування фенолів у лужному середовищі, але у сильнолужному середовищі відбувається окислення фенолу. Резорцин бромується у кислому середовищі, утворюючи трибромрезорцин, який у воді розчинний. Якщо одне з положень зайнято (як у тимолу), утворюється дибромпохідне:

Реакції галогенування використовуються також для кількісності.ного визначення фенолів
. Нітрозування (нітрозореакція Лібермана)

На здатності препаратів окислюватися заснована така реакція справжності, як індофенолова проба. Як окислювач використовують хлорне вапно, хлорамін, бромну воду:

Реакції увійдуть легко, якщо про-та n-положення не зайняті.

Реакції електрофільного заміщення

Гідроксильна група, пов'язана з ароматичним ядром, у лужному розчині – найсильніший орто- та пара-орієнтант. У зв'язку з цим для фенолів легко проходять реакції галогенування, нітрозування, нітрування та ін.

Нітрозогрупа посилює рухливість водню у фенольногогідроксилу, відбувається ізомеризація. Утворюється хіноноксим конденсується з фенолом:

Дані про фарбування індофенолів, що утворюються при нітрозореакції Лібермана, представлені в табл.

Таблиця 37. Забарвлення індофенолів (отриманих при нітрозуванні)

Нітрування

Феноли нітруються кислотою азотною, розведеною при кімнатній температурі, освітоюпро- та п-нітрофенолу:

Додавання розчину натрію гідроксиду посилює забарвленнявнаслідок утворення добре дисоційованої солі:

Реакція поєднання фенолів із сіллю діазонію в лужному середовищі

Феноли легко вступають у реакцію заміщення з солями діазонію в лужному середовищі з утворенням азобарвників, що мають у зазначеному середовищі забарвлення від помаранчевого до вишнево-червоного:

Це загальна реакція на феноли, які не мають заступників в орто- та пара-положенні. Легше поєднання відбувається в пара-положенні через утворення довгого ланцюга сполучених зв'язків.

Сіль діазонію через нестійкість готують безпосередньо перед проведенням реакції, використовуючи сполуки з первинною ароматичною аміногрупою:

При утворенні азобарвника рН середовища не повинна бути вище 9,0-10,0, тому що в сильнолужному середовищі сіль діазонію утворює не здатний до азосполучення діазогідрат:

^ ДіазогідратРеакції окислення та конденсації

Утворення арилметанових барвників відбувається при конденсації фенолів з альдегідом.

Арілметановийбарвник(червоногокольори

Для тимолу пропонується реакція конденсації з хлороформом у лужному середовищі. Продукт реакції пофарбований у червоно-фіолетовий колір:

Для фенолів з вільним положенням характерна реакція конденсації з 2,6-дихлорхінонхлорімідом, при цьому утворюється індофенол:

Утворення похідного індофенолу можливе при нітруванні тимолу в середовищі оцтового ангідриду та концентрованої сірчаної кислоти:

Часто використовуються реакції конденсації фенолів із лактонами (фталевий ангідрид). З фенолом продукт конденсації називається фенолфталеїном і використовується як індикатор, що має щеочному середовищі малинове забарвлення:

З тимолом утворюється тимолфталеїн - індикатор, пофарбованийу лужному середовищі у синій колір:

Резорцин сплавляютьу фарфоровому тиглі з надлишком фталевого ангідриду у присутності кількох крапель концентрованоїH 2 S0 4 . Отриманий плав жовто-червоного кольорупісля охолодження виливають у розведений розчин лугу. З'являється інтенсивно зелена флюоресценція утворюється внаслідок реакції флюоресцеїну:

Аналіз чистоти

В резорціні визначають домішкупірокатехіна по реакції з амманія молібдатом.За наявності домішки з'являється фарбування, інтенсивність якої порівнюють з еталонною.

Інша домішкау препараті резорцину -фенол . Домішку фенолу визначають за запахом, для цього препарат з невеликою кількістю води нагрівають на водяній бані за нормальної температури 40-50 °З.

В тимолі визначають домішкуфенолу по реакції із заліза (III) хлоридом. за умовою методики ДФконцентрація тимолавнаслідок малої його розчинності становить 0,085%. Забарвленнякомплексу тимолу із заліза хлоридом за такої концентрації не ос приймається, а за наявностідомішки фенолу з'являється фіолетовая фарбування. Домішка фенолу в препараті неприпустима.

кількісне визначення

Для кількісного визначення фенолів використовуєтьсяброматометрія: як прямий(тимол), так і зворотний (фенол, резор-

цин, синестрол) спосіб.У склянку із притертою пробкою поміщають препарат, надлишок титрованого розчину калію бромату та калію броміду. Підкислюють сірчаною кислотою:

Реакція протікає протягом 10-15 хв; на цей час склянку залишають у темному місці. Потім до суміші додають розчин йодиду калію і залишають ще на 5 хв:

Пряме титруванняприйнято ДФ для кількісного визначення тимолу.У прямому титруванні надмірна крапля йоду змінює забарвлення індикаторів. (метилового помаранчевого, метилового красного). В зворотному титруваннійод, що виділився, відтитрують розчином тіосульфату натрію. Індикатор – крохмаль.

Слід пам'ятати, що процес бромування впливають умови визначення: тривалість реакції, концентрація кислоти.

Молярна маса еквівалентів, що позначається якM(l/ z) слідуюна:

фенол-1/6,

резорцин-1/6,

тимол-1/4,

У зворотному способі обов'язково проводять контрольний досвід.

Резорцин Resorcinum

м-діоксібензол


Резорцин є двоатомним фенолом і є безбарвними або злегка забарвлені в рожевий або жовтий колір голчасті кристали або кристалічний порошок. Іноді колір кристалів буває майже бурий. Це зумовлено неправильним зберіганням резорцину, який дуже легко окислюється. Б на відміну від інших фенолів резорцин дуже легко розчиняється у воді, спирті, легко в ефірі. Розчинний у жирному маслі та гліцерині. Важко розчиняється у хлороформі. При нагріванні випаровується повністю.

Резорцин є складовою багатьох смол і танінів, але отримують його синтетично - з бензолу методом сульфування н лужного плавлення. Бензол обробляють концентрованою сірчаною кислотою, при цьому отримують бензолметади-сульфонову кислоту I.

Потім реакційну суміш обробляють вапном: сульфо-кислота в цих умовах утворює розчинну у воді кальційову сіль (II), надлишок сірчаної кислоти видаляється у вигляді сульфату кальцію:


Отриманий резорцин очищають перегонкою.

Резорцин, як і інші феноли, легко окислюється і сам є відновником. Він може відновлювати срібло із аміачного розчину нітрату срібла.

Резорцин дає всі реакції, характерні для фенолів у тому числі і з формалін-сірчаною кислотою (на дні пробірки випадає червоний осад). Специфічною реакцією на резорцин, що відрізняє його від усіх інших фенолів, є реакція сплавлення його з фталевим ангідридом у присутності концентрованої сірчаної кислоти з утворенням флюоресцеїну - жовто-червоного розчину із зеленою флюоресценцією (фармако-пейна реакція).


Антисептична дія резорцину більш виражена, ніж у одноатомного фенолу. Це зумовлено сильнішими його відновлювальними властивостями.

Відновна здатність резорцину особливо виявляється в лужному середовищі.

Застосовується зовнішньо при шкірних захворюваннях (екзема, грибкові захворювання та ін) у вигляді 2-5% водних і спиртових розчинів і 5-10-20% мазей.

Зберігати слід у добре закупорених банках оранжевого скла (світло стимулює окиснення).