Φαινόλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Φαινόλη


Κατά IUPAC όνομα	κυκλοεξατριεν-1,3,5-όλη-1
Δομικές ιδιότητες
Χημικός τύπος	C₆H₅OH
Φυσικές ιδιότητες
Μοριακή μάζα	94,11
Σημείο τήξης (1 atm)	40,5°C
Σημείο βρασμού (1 atm)	181,7°C
Διαλυτότητα στο νερό	83 g/l (20°C)
Οξύτητα	pK_a = 9,95

Η φαινόλη (phenol) (εμπειρικό συνηθισμένο όνομα, παραδεκτό κατά IUPAC) ή υδροξυβενζόλιο (ημιεμπειρικό όνομα, παραδεκτό κατά IUPAC) ή κυκλοεξατριεν-1,3,5-όλη-1 (πλήρως συστηματικό κατά IUPAC όνομα, που όμως δεν χρησιμοποιείται στην πράξη) ή φαινικό οξύ (παλιό εμπειρικό όνομα) ή καρβονυλικό οξύ (παλιό εμπειρικό όνομα) είναι ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό, με χαρακτηριστική γλυκιά και πισσώδη μυρωδιά, πολύ καυστική γεύση, λίγο διαλυτό στο νερό, υγροσκοπικό. Έχει αντισηπτικές ιδιότητες, είναι δηλητηριώδες και προκαλεί λευκές κηλίδες και εγκαύματα πάνω στο δέρμα.

O χημικός τύπος της είναι: C₆H₅OH, ενώ δομικά αποτελείται από το φαινύλιο (C₆H₅-, που παριστάνεται συντομογραφικά ως Ph- ή και ως Φ-) και ένα υδροξύλιο. Ανήκει στις αρωμματικές ενώσεις και ειδικότερα στις φαινόλες. Συμπεριφέρεται ως ασθενές οξύ, με K_a = 9,95.

[Επεξεργασία] Παρασκευές

Απομονώνεται από τη λιθανθρακόπισσα, της οποίας αποτελεί συστατικό.
Μέθοδος Dow (με μηχανισμό βενζυνίου): Από PhCl, με υποκατάσταση του Cl με ΟΗ, με την επίδραση διαλύματος NaOH, οπότε πραγματοποιείται υδρόλυση τύπου Raschig-Hooker:

$PhCl + NaOH \xrightarrow[320 atm]{360^o C} PhOH + NaCl$

3. Με τη βιομηχανική μέθοδο Cumene, κατά την οποία παράγεται ταυτόχρονα και ακετόνη:

$PhH + CH_3CH=CH_2 + O_2 \xrightarrow{AlCl_3} PhOH + CH_3COCH_3$

4. Me σύντηξη με αλκάλια φαινυλοσουλφονικών αλάτων, π.χ.:

PhSO₃Na + NaOH → PhOH + Na₂SO₄

5. Με υδρόλυση διαζωνιακών αλάτων:

PhN₂X + H₂O → PhOH + HX + N₂

6. Με μερική οξείδωση βενζολίου:

$PhH + F_3COOOH \xrightarrow{BF_3} PhOH + F_3COOH$
ή
2PhH + H₂S₂O₇ → 2PhSO₃H + H₂O
PhSO₃H + NaOH →PhSO₃Na + H₂O
PhSO₃Na + NaOH → PhOH + Na₂SO₄

[Επεξεργασία] Iδιότητες

Έχει ιδιότητες ασθενούς οξέος, με K_a = 9.95. δηλαδή πολύ ισχυρότερες σε σύγκριση με τις αλειφατικές αλκοόλες. Έτσι π.χ. αντιδρά με υδατικό διάλυμα NaOH (αντίθετα από τις αλειφατικές αλκοόλες):

PhOH + NaOH → PhONa + H₂O

- Αυτό οφείλεται στην αυξημένη σταθερότητα του ανιόντος PhO^- λόγω του αρωματικού φαινυλικού δακτυλίου και των δομών συντονισμού που προκύπτουν, κατά τις οποίες στατιστικά μέρος του φορτίου διαχέεται και στα 6 άτομα C του δακτυλίου.
- Παρόμοια φαινόμενα αύξησης οξύτητας οροκύπτουν και στις άλλες φαινόλες (και αρενόλες κατ' επέκταση) καθώς και σε αλκενόλες.
Ως φαινόλη, δηλαδή αρωματική αλκοόλη η φαινόλη δίνει κι αυτή ορισμένες χαρακτηριστικές αντιδράσεις των αλκοολών:
1. Σχηματίζει αιθέρες κατά Williamson:

PhOH + NaOH → PhONa + H₂O
PhONa + RX → PhOR + NaX
ή
PhONa + (CH₃)₂SO₄ → PhOCH₃ + CH₃SO₄Na

2. Σχηματίζει εστέρες αλλά συχνά όχι με απευθείας αντίδραση με τα οξέα. Έτσι στην περίπτωση των RCOOH αντιδρά με αλογονίδια ή ανυδρίτες τους, παρουσία ισχυρής βάσης:

(RCO₂)₂O + PhOH + NaOH → RCOOPh + RCOONa + H₂O

RCOX + PhOH + NaOH → RCOOPh + NaX + H₂O

Υποκατάσταση του ΟΗ: Η φαινόλη μοιάζει με τα αρυλαλογονίδια στο ότι δε δίνει εύκολα αντιδράσεις υποκατάστασης. Σε αντίθεση με τις ROH η PhOH δεν αντιδρά με HX, SOCl₂ ή αλογονίδια του P. Η PhOH ανάγεται σε PhH, αλλα η αντίδραση χρησιμοποιείται για διευκρίνιση της δομής και όχι για συνθέσεις, γιατί έχει μικρή απόδοση:

PhOH + Zn → RhH + ZnO

Αντιδράσεις στον βενζολικό δακτύλιο:
1. Υδρογόνωση (Σε συνθήκες 175°C, 15 atm, παρουσία Ni):

$PhOH + 3H_2 \xrightarrow[175^oC, 15 atm]{Ni}$

2. Οξείδωση προς κινόνη:

$PhOH + CrO_3 \xrightarrow{} CrO + H_2O +$

3. Ηλεκτρονιόφιλη υποκατάσταση. Τόσο το -ΟΗ, όσο ακόμη περισσότερο το -Ο^- είναι ισχυροί ενεργοποιητές με ο- και π- προσανατολισμό. Έτσι έχουμε:

1. Αλογόνωση (όπου X αλογόνο, εκτός F):

$2PhOH + 3X_2 \xrightarrow{} 3HX +$

* Η μοναλογόνωση γίνεται σε μη πολικούς διαλύτες, όπως ο CS₂, όπου ελαττώνεται ο ηλετρονιόφιλος χαρακτήρας του X₂ και επίσης ελαχιστοποιείται ο ιονισμός της PhOH.