-->
|
|
|
Êèñëîðîä- è àçîòñîäåðæàùèå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ è èõ ïðèðîäíûå èñòî÷íèêè § 10. ÔåíîëÔóíêöèîíàëüíóþ ãèäðîêñèëüíóþ ãðóïïó ñîäåðæàò íå òîëüêî ñïèðòû, íî è äðóãîé êëàññ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, êîòîðûå íàçûâàþò ôåíîëàìè. Ó âåùåñòâ ýòîãî êëàññà ãèäðîêñèë ñâÿçàí íå ñ àëêèëüíûì ðàäèêàëîì, à ñ ôåíèëîì, ò. å. àðîìàòè÷åñêèì ðàäèêàëîì.
Ïðîñòåéøèì ïðåäñòàâèòåëåì ýòîãî êëàññà îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ÿâëÿåòñÿ ôåíîë Ñ6Í5ÎÍ (ðèñ. 42). Ôåíîë ðàíüøå ïîëó÷àëè âçàèìîäåéñòâèåì õëîðáåíçîëà ñî ùåëî÷üþ â î÷åíü æåñòêèõ óñëîâèÿõ (âûñîêèå òåìïåðàòóðà è äàâëåíèå): Ñ6Í5Ñl + NaOH---> Ñ6Í5ÎÍ + NaCl.  íàñòîÿùåå âðåìÿ îäíèì èç âàæíåéøèõ ñïîñîáîâ ïîëó÷åíèÿ ôåíîëà ÿâëÿåòñÿ ïðÿìîå îêèñëåíèå áåíçîëà. Îäíèì èç îñíîâíûõ èñòî÷íèêîâ äëÿ ïðîìûøëåííîãî ïîëó÷åíèÿ ôåíîëà ÿâëÿåòñÿ êàìåííûé óãîëü. Êàìåííûé óãîëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îêàìåíåëûå îñòàíêè äîèñòîðè÷åñêèõ ðàñòåíèé. Íàðÿäó ñ ïðèðîäíûì ãàçîì è íåôòüþ, îí ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøèì ñûðüåâûì èñòî÷íèêîì õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ. Çàïàñû êàìåííîãî óãëÿ íà ïëàíåòå çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþò çàïàñû ãàçà è íåôòè (ðèñ. 43), ïîýòîìó õèìè÷åñêîå ïðîèçâîäñòâî, îñíîâàííîå íà ïåðåðàáîòêå óãëÿ (êîêñîõèìè÷åñêîå ïðîèçâîäñòâî), èìååò áîëüøîå áóäóùåå.
Êîêñîõèìè÷åñêîå ïðîèçâîäñòâî (ðèñ. 44) îñíîâàíî íà íàãðåâàíèè êàìåííîãî óãëÿ â ñïåöèàëüíûõ óñòàíîâêàõ, íàçûâàåìûõ êîêñîâûìè áàòàðåÿìè, áåç äîñòóïà âîçäóõà.  ðåçóëüòàòå êîêñîâàíèÿ, êîòîðîå ïðîâîäÿò ïðè òåìïåðàòóðå îêîëî 1000 °Ñ, ïîëó÷àþò: Ôåíîë ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áåëûå èãîëü÷àòûå êðèñòàëëû ñ õàðàêòåðíûì çàïàõîì, áûñòðî ðîçîâåþùèå íà âîçäóõå â ðåçóëüòàòå îêèñëåíèÿ. Îí ìàëîðàñòâîðèì â õîëîäíîé âîäå, íî íåîãðàíè÷åííî — â ãîðÿ÷åé. Äî ñèõ ïîð èñïîëüçóþò èñòîðè÷åñêè ñëîæèâøååñÿ íàçâàíèå ýòîãî âåùåñòâà — êàðáîëîâàÿ êèñëîòà. Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ôåíîëà îáóñëîâëåíû ñî÷åòàíèåì äâóõ ôðàãìåíòîâ â ñîñòàâå åãî ìîëåêóëû: àðîìàòè÷åñêîãî óãëåâîäîðîäíîãî ðàäèêàëà ôåíèëà è ãèäðîêñèëüíîé ãðóïïû. Ñâîéñòâà ôåíîëà ÿâëÿþòñÿ ÿðêîé èëëþñòðàöèåé ïîëîæåíèÿ òåîðèè ñòðîåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé î âçàèìíîì âëèÿíèè àòîìîâ â ìîëåêóëàõ. Âëèÿíèå ôåíèëà íà ãèäðîêñèë çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îí åùå áîëåå ïîëÿðèçóåò êîâàëåíòíóþ ñâÿçü ìåæäó àòîìàìè êèñëîðîäà è âîäîðîäà â ãèäðîêñèëå. Àòîì âîäîðîäà ïðè ýòîì ñòàíîâèòñÿ áîëåå ïîäâèæíûì ïî ñðàâíåíèþ ñî ñïèðòàìè, ÷òî îáóñëîâëèâàåò êèñëîòíûå ñâîéñòâà ôåíîëà (îòñþäà è íàçâàíèå — êàðáîëîâàÿ êèñëîòà): Ñ6Í5—O← H. Ïîýòîìó, â îòëè÷èå îò ñïèðòîâ, ôåíîë âñòóïàåò â ðåàêöèþ íåéòðàëèçàöèè ñî ùåëî÷àìè, íàïðèìåð:
Ïîäîáíî àëêîãîëÿòàì, ôåíîëÿò íàòðèÿ ìîæåò áûòü ïîëó÷åí è ïðè âçàèìîäåéñòâèè ôåíîëà ñ ìåòàëëè÷åñêèì íàòðèåì:
Âëèÿíèå ãèäðîêñèëà íà ôåíèë ñîñòîèò â òîì, ÷òî îí äåëàåò àòîìû âîäîðîäà â ïîëîæåíèÿõ 2, 4 è á áîëåå ïîäâèæíûìè, è ïîòîìó ôåíîë, â îòëè÷èå îò áåíçîëà, âçàèìîäåéñòâóåò ñ áðîìíîé âîäîé, îáðàçóÿ áåëûé îñàäîê 2,4,6-òðèáðîìôåíîë:
Ýòà ðåàêöèÿ ñëóæèò äëÿ êà÷åñòâåííîãî îáíàðóæåíèÿ ôåíîëà. Èç-çà ïîäâèæíîñòè àòîìîâ âîäîðîäà â ïîëîæåíèÿõ 2 è 6 ôåíîë ñïîñîáåí âñòóïàòü â ðåàêöèþ ïîëèêîíäåíñàöèè ñ ôîðìàëüäåãèäîì ñ îáðàçîâàíèåì ôåíîëîôîðìàëüäåãèäíîé ñìîëû:
êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ îñíîâîé äëÿ ïðîèçâîäñòâà öåííåéøåé ôåíîëîôîðìàëüäåãèäíîé ïëàñòìàññû.
Ôåíîëîôîðìàëüäåãèäíóþ ñìîëó øèðîêî èñïîëüçóþò äëÿ ïðîèçâîäñòâà äðåâåñíîñòðóæå÷íûõ ïëèò (ÄÑÏ), ôàíåðû, ýëåêòðîòåõíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ, áûòîâûõ ïðåäìåòîâ. Ìåáåëü, èçãîòîâëåííàÿ èç ÄÑÏ, âûäåëÿåò â àòìîñôåðó êâàðòèð è äîìîâ íåìàëîå êîëè÷åñòâî ôåíîëà, êîòîðûé î÷åíü âðåäåí äëÿ çäîðîâüÿ, ïîýòîìó êîìíàòû ñ òàêîé ìåáåëüþ íàäî ïðîâåòðèâàòü, à ëó÷øå — äàòü îòñòîÿòüñÿ íîâîé ìåáåëè â íåæèëîì ïîìåùåíèè ñ îòêðûòûì îêíîì. Ôåíîë íàõîäèò øèðîêîå ïðèìåíåíèå â ðàçëè÷íûõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè (ðèñ. 45).
1. Êàêèå âåùåñòâà íàçûâàþò ôåíîëàìè? 2. Ïî÷åìó ôåíîë íàçûâàþò òàêæå êàðáîëîâîé êèñëîòîé? 3.  ÷åì ïðîÿâëÿåòñÿ âçàèìíîå âëèÿíèå ôåíèëà è ãèäðîêñèëà äðóã íà äðóãà â ìîëåêóëå ôåíîëà? 4. Êàêèå ñâîéñòâà ôåíîëà ëåæàò â îñíîâå åãî ïðèìåíåíèÿ? 5. Èç 390 ã áåíçîëà â äâå ñòàäèè áûëî ïîëó÷åíî 410 ã ôåíîëà. Îïðåäåëèòå ìàññîâóþ äîëþ âûõîäà ïðîäóêòà ðåàêöèè îò òåîðåòè÷åñêè âîçìîæíîãî. 6. Ïðè âçàèìîäåéñòâèè ôåíîëà ñ áðîìíîé âîäîé îáðàçóåòñÿ íåðàñòâîðèìûé â âîäå 2,4,6-òðèáðîìôåíîë (êà÷åñòâåííàÿ ðåàêöèÿ íà ôåíîë). Ïðè äåéñòâèè èçáûòêà áðîìíîé âîäû íà 240 ã âîäíîãî ðàñòâîðà ôåíîëà ïîëó÷åíî 8,45 ã îñàäêà. Ðàññ÷èòàéòå ìàññîâóþ äîëþ ôåíîëà â èñõîäíîì ðàñòâîðå.
|
|
|