Fenol (hidroksibenzena,asam karbol) – Initentangorganiksenyawa aromatik dengan rumusohC6H5OH. Milik kelas dengan nama yang sama - fenol.

Pada gilirannya, Fenol- ini adalah kelas senyawa organik dari seri aromatik, di mana gugus hidroksil Oh terkait dengan karbon dari cincin aromatik.

Menurut jumlah gugus hidroksil, ada:

• fenol monohidrat (arenol): fenol dan homolognya;
• fenol dihidrat (arendiol): pirokatekol, resorsinol, hidrokuinon;
• fenol trihidrat (arentriol): pyrogallol, hydroxyhydroquinone, phloroglucinol;
• fenol polihidrat.

Dengan demikian, sebenarnya fenol, sebagai zat, adalah perwakilan paling sederhana dari gugus fenol dan memiliki satu inti aromatik dan satu gugus hidroksil APAKAH DIA.

Sifat Fenol

Fenol yang baru disuling adalah kristal seperti jarum yang tidak berwarna dengan titik leleh 41 °С dan titik didih 182 °С. Ketika disimpan, terutama dalam suasana lembab dan dengan adanya sejumlah kecil garam besi dan tembaga, dengan cepat memperoleh warna merah. Fenol dapat larut dalam perbandingan berapa pun dengan alkohol, air (bila dipanaskan di atas 60 °C), bebas larut dalam eter, kloroform, gliserin, karbon disulfida.

Karena kehadiran -OH gugus hidroksil, fenol memiliki sifat kimia yang khas dari alkohol dan hidrokarbon aromatik.

Menurut gugus hidroksil, fenol masuk ke dalam reaksi berikut:

• Karena fenol memiliki sifat asam yang sedikit lebih kuat daripada alkohol, di bawah pengaruh alkali ia membentuk garam - fenolat (misalnya, natrium fenolat - C 6 H 5 ONa):

C 6 H 5 OH + NaOH -> C 6 H 5 ONa + H 2 O

• Sebagai hasil dari interaksi fenol dengan natrium logam, natrium fenolat juga diperoleh:

2C 6 H 5 OH + 2Na -> 2C 6 H 5 ONa + H 2

• Fenol tidak langsung diesterifikasi dengan asam karboksilat; ester diperoleh dengan mereaksikan fenolat dengan anhidrida atau asam halida:

C 6 H 5 OH + CH 3 COOH -> C6H 5 OCOCH 3 + NaCl

• Selama distilasi fenol dengan debu seng, reaksi substitusi gugus hidroksil dengan hidrogen terjadi:

C 6 H 5 OH + Zn -> C 6 H 6 + ZnO

Reaksi fenol pada cincin aromatik:

• Fenol masuk ke dalam reaksi substitusi elektrofilik pada cincin aromatik. Gugus OH, menjadi salah satu gugus donor terkuat (karena penurunan kerapatan elektron pada gugus fungsi), meningkatkan reaktivitas cincin terhadap reaksi ini dan mengarahkan substitusi ke orto- dan pasangan- ketentuan. Fenol mudah dialkilasi, diasilasi, halogenasi, nitrasi, dan sulfonasi.

• Reaksi Kolbe-Schmitt berfungsi untuk sintesis asam salisilat dan turunannya (asam asetilsalisilat dan lain-lain).

C 6 H 5 OH + CO 2 - NaOH -> C 6 H 4 OH (COONa)

C 6 H 4 OH (COONa) - H2SO4 -> C 6 H 4 OH (COOH)

Reaksi kualitatif terhadap fenol:

• Sebagai hasil interaksi dengan air brom:

C 6 H 5 OH + 3Br 2 -> C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr

terbentuk 2,4,6-tribromofenol adalah padatan putih.

• Dengan asam nitrat pekat:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 -> C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O

• Dengan besi(III) klorida (reaksi kualitatif untuk fenol):

C 6 H 5 OH + FeCl 3 -> Fe (C 6 H 5 OH) 6 Cl 3

reaksi adisi

• Hidrogenasi fenol dengan adanya katalis logam Pt/Pd , Pd/Ni , dapatkan sikloheksil alkohol:

C 6 H 5 OH -> C 6 H 11 OH

Oksidasi fenol

Karena adanya gugus hidroksil dalam molekul fenol, ketahanan oksidasi jauh lebih rendah daripada benzena. Tergantung pada sifat oksidator dan kondisi reaksi, berbagai produk diperoleh.

• Jadi, di bawah aksi hidrogen peroksida dengan adanya katalis besi, tidak sejumlah besar fenol diatomik - pirokatekol:

C 6 H 5 OH + 2H 2 O 2 - Fe > C 6 H 4 (OH) 2

• Saat berinteraksi dengan zat pengoksidasi yang lebih kuat (campuran kromium, mangan dioksida dalam media asam), para-kuinon terbentuk.

Mendapatkan fenol

Fenol diperoleh dari tar batubara (produk kokas) dan secara sintetis.

Tar batubara produksi kokas mengandung: dari 0,01 hingga 0,1% fenol, dalam produk semi-coklat dari 0,5 hingga 0,7%; dalam minyak yang dihasilkan dari hidrogenasi dan dalam air limbah yang diambil bersama - dari 0,8 menjadi 3,7%. Tar batubara coklat dan air limbah semi-coking mengandung dari 0,1 hingga 0,4% fenol. Tar batubara disuling, memilih fraksi fenolik, yang mendidih pada 160-250 °С. Komposisi fraksi fenol meliputi fenol dan homolognya (25-40%), naftalena (25-40%) dan basa organik (piridin, kuinolin). Naftalena dipisahkan dengan penyaringan, dan sisa fraksi diperlakukan dengan larutan natrium hidroksida 10-14%.

Fenolat yang dihasilkan dipisahkan dari minyak netral dan basa piridin dengan meniup dengan uap hidup dan kemudian diolah dengan karbon dioksida. Fenol mentah yang diisolasi dikenai rektifikasi, memilih fenol, kresol, dan xilenol secara berurutan.

Sebagian besar fenol yang saat ini diproduksi dalam skala industri diperoleh dengan berbagai metode sintetik.

Metode sintetis untuk mendapatkan fenol

1. Oleh metode benzenasulfonat benzena dicampur dengan minyak vitriol. Produk yang dihasilkan diperlakukan dengan soda dan garam natrium dari asam benzenasulfonat diperoleh, setelah itu larutan diuapkan, natrium sulfat yang diendapkan dipisahkan, dan garam natrium dari asam benzenasulfonat digabungkan dengan alkali. Baik jenuh natrium fenolat yang dihasilkan dengan karbon dioksida atau tambahkan asam sulfat sampai belerang dioksida mulai berkembang dan menyaring fenol.
2. Metode klorobenzena terdiri dari klorinasi langsung benzena dengan gas klorin dengan adanya besi atau garamnya dan saponifikasi klorobenzena yang dihasilkan dengan larutan natrium hidroksida atau selama hidrolisis dengan adanya katalis.
3. Metode Raschig yang Dimodifikasi berdasarkan klorinasi oksidatif benzena dengan hidrogen klorida dan udara, diikuti oleh hidrolisis klorobenzena dan isolasi fenol dengan distilasi.
4. metode cumene terdiri dari alkilasi benzena, oksidasi isopropilbenzena yang dihasilkan menjadi kumena hidroperoksida dan dekomposisi selanjutnya menjadi fenol dan aseton:
   Isopropilbenzena diperoleh dengan memperlakukan benzena dengan propilena murni atau fraksi propana-propilena dari perengkahan minyak, dimurnikan dari senyawa tak jenuh lainnya, kelembaban, merkaptan dan hidrogen sulfida meracuni katalis. Aluminium triklorida yang dilarutkan dalam polialkilbenzena digunakan sebagai katalis, misalnya. dalam diisopropilbenzena. Alkilasi dilakukan pada 85 ° C dan tekanan berlebih 0,5 MPa, yang memastikan aliran proses dalam fase cair. Isopropilbenzena dioksidasi menjadi hidroperoksida dengan oksigen atmosfer atau oksigen teknis pada 110-130 °С dengan adanya garam dari logam dengan valensi variabel (besi, nikel, kobalt, mangan) Mengurai hidroperoksida dengan asam encer (sulfat atau fosfat) atau sejumlah kecil asam sulfat pekat pada 30-60 °С. Setelah distilasi, fenol, aseton dan sejumlah -metilstirena. Metode kumena industri yang dikembangkan di Uni Soviet adalah yang paling menguntungkan secara ekonomi dibandingkan dengan metode lain untuk produksi fenol. Produksi fenol melalui asam benzenasulfonat dikaitkan dengan konsumsi klorin dan alkali dalam jumlah besar. Klorinasi oksidatif benzena dikaitkan dengan konsumsi uap yang besar - 3-6 kali lebih besar daripada saat menggunakan metode lain; selain itu, korosi parah pada peralatan terjadi selama klorinasi, yang memerlukan penggunaan bahan khusus. Metode cumene sederhana dalam desain perangkat keras dan memungkinkan Anda untuk secara bersamaan mendapatkan dua produk bernilai teknis: fenol dan aseton.
5. Selama dekarboksilasi oksidatif asam benzoat pertama, oksidasi katalitik fase cair dari toluena menjadi asam benzoat dilakukan, yang dengan adanya u 2+ diubah menjadi asam benzenasalisilat. Proses ini dapat digambarkan dengan diagram berikut:
   Asam benzoilsalisilat terurai dengan uap air menjadi asam salisilat dan benzoat. Fenol terbentuk sebagai hasil dekarboksilasi cepat asam salisilat.

Aplikasi fenol

Fenol digunakan sebagai bahan baku untuk produksi polimer: polikarbonat dan (pertama bisfenol A disintesis, dan kemudian ini), resin fenol formaldehida, sikloheksanol (dengan produksi nilon dan kapron selanjutnya).

Dalam proses pemurnian minyak dengan bantuan fenol, minyak dimurnikan dari zat resin, senyawa yang mengandung belerang dan hidrokarbon aromatik polisiklik.

Selain itu, fenol berfungsi sebagai bahan baku untuk produksi ionol, neonol (), kreosol, aspirin, antiseptik dan pestisida.

Fenol adalah pengawet dan antiseptik yang baik. Ini digunakan untuk desinfeksi dalam peternakan, kedokteran, dan tata rias.

Sifat toksik fenol

Fenol bersifat toksik (kelas bahaya II). Menghirup fenol mengganggu fungsi sistem saraf. Debu, uap dan larutan fenol, jika bersentuhan dengan selaput lendir mata, saluran pernapasan, kulit, menyebabkan luka bakar kimia. Setelah kontak dengan kulit, fenol diserap dalam beberapa menit dan mulai mempengaruhi sistem saraf pusat. Dalam dosis besar, dapat menyebabkan kelumpuhan pusat pernapasan. Dosis mematikan bagi manusia jika tertelan 1-10 gram, untuk anak-anak 0,05-0,5 gram.

Bibliografi:
Kuznetsov EV, Prokhorova IP Album skema teknologi untuk produksi polimer dan plastik berdasarkan mereka. Ed. 2. M., Kimia, 1975. 74 hal.
Knop A., Sheib V. Resin fenolik dan bahan berdasarkan mereka. M., Kimia, 1983. 279 hal.
Bachman A., Muller K. Fenoplast. M., Kimia, 1978. 288 hal.
Nikolaev A.F. Teknologi plastik, L., Kimia, 1977. 366 hal.

Ada satu, dua, tiga atom fenol tergantung pada jumlah gugus OH dalam molekul (Gbr. 1)

Beras. satu. FENOL TUNGGAL, DUA DAN TRI-ATOM

Sesuai dengan jumlah siklus aromatik yang menyatu dalam molekul, ada (Gbr. 2) fenol itu sendiri (satu cincin aromatik - turunan benzena), naftol (2 cincin menyatu - turunan naftalena), antranol (3 cincin menyatu - turunan antrasena) dan fenantrol (Gbr. 2).

Beras. 2. FENOLA MONO- DAN POLINUKLIR

Nomenklatur alkohol.

Untuk fenol, nama-nama sepele yang telah berkembang secara historis banyak digunakan. Awalan juga digunakan dalam nama fenol mononuklear tersubstitusi orto-,meta- dan pasangan -, digunakan dalam penamaan senyawa aromatik. Untuk senyawa yang lebih kompleks, atom yang merupakan bagian dari siklus aromatik diberi nomor dan posisi substituen ditunjukkan dengan menggunakan indeks digital (Gbr. 3).

Beras. 3. NOMENKLATUR FENOL. Kelompok substituen dan indeks numerik yang sesuai disorot dalam warna yang berbeda untuk kejelasan.

Sifat kimia fenol.

Inti benzena dan gugus OH yang digabungkan dalam molekul fenol saling mempengaruhi, secara signifikan meningkatkan reaktivitas satu sama lain. Gugus fenil menarik pasangan elektron bebas dari atom oksigen pada gugus OH (Gbr. 4). Akibatnya, muatan positif parsial pada atom H dari kelompok ini meningkat (ditunjukkan dengan tanda d+), polaritas ikatan O–H meningkat, yang memanifestasikan dirinya dalam peningkatan sifat asam dari kelompok ini. Jadi, dibandingkan dengan alkohol, fenol adalah asam yang lebih kuat. Muatan negatif parsial (dilambangkan dengan d–), diteruskan ke gugus fenil, terkonsentrasi di posisi orto- dan pasangan-(berkenaan dengan gugus OH). Tempat reaksi ini dapat diserang oleh reagen yang cenderung ke pusat elektronegatif, yang disebut reagen elektrofilik ("pecinta elektron").

Beras. 4. DISTRIBUSI KEPADATAN ELEKTRON DALAM FENOL

Akibatnya, dua jenis transformasi yang mungkin untuk fenol: substitusi atom hidrogen pada gugus OH dan substitusi inti H-atomobenzene. Sepasang elektron atom O, yang ditarik ke cincin benzena, meningkatkan kekuatan ikatan C–O, sehingga reaksi yang terjadi dengan pemutusan ikatan ini, yang merupakan karakteristik alkohol, tidak khas untuk fenol.

1. Reaksi substitusi atom hidrogen pada gugus OH. Ketika fenol diperlakukan dengan alkali, fenolat terbentuk (Gbr. 5A), reaksi katalitik dengan alkohol menghasilkan eter (Gbr. 5B), dan sebagai hasil reaksi dengan anhidrida atau klorida asam dari asam karboksilat, ester terbentuk ( Gambar 5C). Saat berinteraksi dengan amonia (peningkatan suhu dan tekanan), gugus OH digantikan oleh NH 2, terbentuk anilin (Gbr. 5D), reagen pereduksi mengubah fenol menjadi benzena (Gbr. 5E)

2. Reaksi substitusi atom hidrogen pada cincin benzena.

Selama halogenasi, nitrasi, sulfonasi dan alkilasi fenol, pusat-pusat dengan kerapatan elektron yang meningkat diserang (Gbr. 4), yaitu. substitusi terjadi terutama di orto- dan pasangan- posisi (gbr.6).

Dengan reaksi yang lebih dalam, dua dan tiga atom hidrogen diganti dalam cincin benzena.

Yang paling penting adalah reaksi kondensasi fenol dengan aldehida dan keton, pada dasarnya, ini adalah alkilasi, yang berlangsung dengan mudah dan dalam kondisi ringan (pada 40-50 ° C, media berair dengan adanya katalis), sedangkan karbon atom berupa gugus metilen CH2 atau gugus metilen tersubstitusi (CHR atau CR2) disisipkan di antara dua molekul fenol. Kondensasi seperti itu sering mengarah pada pembentukan produk polimer (Gbr. 7).

Dihydric phenol (nama dagang bisphenol A, Gbr. 7) digunakan sebagai komponen dalam produksi resin epoksi. Kondensasi fenol dengan formaldehida mendasari produksi resin fenol-formaldehida yang banyak digunakan (plastik fenolik).

Metode untuk mendapatkan fenol.

Fenol diisolasi dari tar batubara, serta dari produk pirolisis batubara coklat dan kayu (tar). Metode industri untuk memperoleh C6H5OH fenol itu sendiri didasarkan pada oksidasi kumena hidrokarbon aromatik (isopropilbenzena) dengan oksigen atmosfer, diikuti dengan dekomposisi hidroperoksida yang dihasilkan yang diencerkan dengan H2SO4 (Gbr. 8A). Reaksi berlangsung dengan hasil tinggi dan menarik karena memungkinkan seseorang memperoleh dua produk yang bernilai teknis sekaligus - fenol dan aseton. Metode lain adalah hidrolisis katalitik dari benzena terhalogenasi (Gbr. 8B).

Beras. delapan. METODE UNTUK MEMPEROLEH FENOL

Penggunaan fenol.

Larutan fenol digunakan sebagai desinfektan (asam karbol). Fenol diatomik - pirokatekol, resorsinol (Gbr. 3), serta hidrokuinon ( pasangan- dihydroxybenzene) digunakan sebagai antiseptik (disinfektan antibakteri), dimasukkan ke dalam zat penyamak kulit dan bulu, sebagai penstabil untuk minyak pelumas dan karet, serta untuk memproses bahan fotografi dan sebagai reagen dalam kimia analitik.

Dalam bentuk senyawa individu, fenol digunakan sampai batas tertentu, tetapi berbagai turunannya banyak digunakan. Fenol berfungsi sebagai senyawa awal untuk produksi berbagai produk polimer, seperti resin fenol-aldehida (Gbr. 7), poliamida, dan poliepoksida. Berdasarkan fenol, banyak obat diperoleh, misalnya, aspirin, salol, fenolftalein, di samping itu, pewarna, parfum, plasticizer untuk polimer dan produk perlindungan tanaman.

Mikhail Levitsky

Fenol monatomik adalah cairan bening atau zat kristal, seringkali berwarna merah muda-merah karena oksidasinya. Ini adalah racun, dan jika terkena kulit mereka menyebabkan luka bakar. Mereka membunuh banyak mikroorganisme, yaitu, mereka memiliki sifat disinfektan dan antiseptik. Kelarutan fenol dalam air rendah, titik didihnya relatif tinggi karena adanya ikatan hidrogen antarmolekul.

Properti fisik

Fenol sedikit larut dalam air, tetapi mudah larut dalam alkohol, eter, benzena, membentuk hidrat kristalin dengan air, dan disuling dengan uap air. Di udara, fenol sendiri mudah teroksidasi dan menjadi gelap. Pengenalan substituen seperti halida, gugus nitro, dll. ke dalam posisi para molekul fenol secara signifikan meningkatkan titik didih dan titik leleh senyawa:

Gambar 1.

Fenol adalah zat polar dengan momen dipol $\mu$ = 1,5-1,6 $D$. Nilai $EI$ dari 8,5-8,6 eV menunjukkan sifat donor yang lebih besar dari fenol dibandingkan dengan arena seperti benzena (9,25 eV), toluena (8,82 eV), etilbenzena (8,76 eV). Hal ini disebabkan interaksi gugus hidroksil dengan ikatan $\pi$-dari cincin benzena karena efek positif $M$ dari gugus $OH$, efek negatif $I$ berlaku.

Karakteristik spektral fenol

Penyerapan maksimum di bagian UV dari spektrum untuk fenol bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih panjang sekitar 15 nm dibandingkan dengan benzena (pergeseran batokromik) karena partisipasi elektron $\pi$ oksigen dalam konjugasi dengan inti benzena dan muncul pada 275 nm dengan struktur halus.

Dalam spektrum IR untuk fenol, serta untuk alkohol, pita $v_(OH)$ yang kuat adalah karakteristik di wilayah 3200-3600 cm$^(-1)$ dan 3600-3615 cm$^(-1)$ untuk larutan yang sangat encer , tetapi untuk $v_(c\_D)$ fenol ada pita sekitar 1230 cm$^(-1)$ berbeda dengan 1220-1125 cm$^(-1)$ untuk alkohol.

Dalam spektrum PMR, sinyal proton dari gugus $OH$ dari fenol memanifestasikan dirinya dalam rentang yang luas (4,0-12,0 ppm) dibandingkan dengan alkohol, tergantung pada sifat dan konsentrasi pelarut, suhu, dan keberadaan antar - atau ikatan hidrogen intramolekul. Seringkali, sinyal proton grup $OH$ direkam pada 8,5-9,5 m.h. dalam dimetil sulfoksida atau pada 4,0-7,5 m.h, dalam $CCl_4$.

Dalam spektrum massa fenol, arah utama fragmentasi adalah eliminasi partikel $HCO$ dan $CO$:

Gambar 2.

Jika radikal alkil terdapat dalam molekul fenol, proses utamanya adalah pembelahan benzil.

Sifat kimia fenol

Tidak seperti alkohol, yang dicirikan oleh reaksi dengan pemisahan ikatan $O-H$ (sifat asam-basa, pembentukan ester, oksidasi, dll.) dan ikatan $C-O$ (reaksi substitusi nukleofilik, dehidrasi, penataan ulang) , fenol lebih khas dari reaksi tipe pertama. Selain itu, mereka dicirikan oleh reaksi substitusi elektrofilik pada cincin benzena yang diaktifkan oleh gugus hidroksil yang menyumbangkan elektron.

Sifat kimia fenol disebabkan oleh pengaruh timbal balik antara gugus hidroksil dan inti benzena.

Gugus hidroksil memiliki efek $-I-$ dan + $M$. Yang terakhir secara signifikan melebihi efek $-I$, yang menentukan $n-\pi$-konjugasi elektron oksigen bebas dengan orbital $\pi$-dari inti benzena. Karena konjugasi $n-\pi$, panjang ikatan $C - O$, besarnya momen dipol, dan posisi pita serapan ikatan dalam spektrum IR berkurang dibandingkan dengan etanol:

Beberapa karakteristik fenol dan etanol:

Gambar 3

$n-\pi$-konjugasi menyebabkan penurunan kerapatan elektron pada atom oksigen, sehingga polaritas ikatan $O - H$ dalam fenol meningkat. Dalam hal ini, sifat asam fenol lebih menonjol daripada alkohol. Keasaman yang lebih besar dari fenol dibandingkan dengan alkohol juga dijelaskan oleh kemungkinan delokalisasi muatan ke dalam anion fenolat, yang mengarah pada stabilisasi sistem:

Gambar 4

Perbedaan antara keasaman fenol dan alkohol ditunjukkan oleh konstanta disosiasi. Sebagai perbandingan: Kd = $1,3 \cdot 10^(-10)$ untuk fenol dan Kd = $10^(-18)$ untuk etil alkohol.

Oleh karena itu, fenol, tidak seperti alkohol, membentuk fenolat tidak hanya dengan logam alkali, tetapi juga melalui interaksi dengan alkali:

Gambar 5

Reaksi fenol dengan logam alkali cukup keras dan dapat disertai dengan ledakan.

Tapi fenol adalah asam lemah, bahkan lebih lemah dari asam karbonat ($K = 4.7 \cdot 10^(-7)$). Oleh karena itu, asam karbonat menggantikan fenol dari larutan fenolat. Reaksi ini digunakan untuk memisahkan fenol, alkohol atau asam karboksilat. Gugus penarik elektron dalam molekul fenol meningkat secara signifikan, sedangkan gugus donor melemahkan sifat asam dari hidroksil fenolik.

Selain itu, fenol dicirikan oleh sejumlah reaksi dari berbagai arah:

1. pembentukan eter dan ester;
2. reaksi alkilasi dan asilasi;
3. reaksi oksidasi

4. reaksi substitusi elektrofilik pada cincin aromatik, termasuk reaksi:

   • halogenasi,
   • sulfonasi,
   • nitrosasi,
   • formilasi,
   • kondensasi dengan aldehida dan keton,
   • karboksilasi.

Soal 2. Fenol, struktur, sifat dan aplikasinya.

Menjawab. Fenol adalah senyawa organik yang berasal dari hidrokarbon aromatik di mana satu atau lebih gugus hidroksil terikat pada cincin benzena.

Perwakilan paling sederhana dari kelompok zat ini adalah fenol, atau asam karbol C 6 H 5 OH. Dalam molekul fenol, elektron dari cincin benzena menarik pasangan elektron bebas dari atom oksigen dari gugus hidroksil, sebagai akibatnya mobilitas atom hidrogen dari gugus ini meningkat.

Properti fisik

Zat kristal padat tidak berwarna, dengan bau khas yang menyengat, teroksidasi di udara selama penyimpanan dan memperoleh warna merah muda, sukar larut dalam air dingin, tetapi mudah larut dalam air panas. Titik lebur - 43 °C, titik didih - 182 °C. Antiseptik kuat, sangat beracun.

Sifat kimia

Sifat kimia ini disebabkan oleh pengaruh timbal balik antara gugus hidroksil dan cincin benzena.

Reaksi pada cincin benzena

1. Brominasi:

C 6 H 5 OH + 3Br 2 \u003d C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr.

2,4,6-tribromofenol (endapan putih)

2. Interaksi dengan asam nitrat:

C 6 H 5 OH + 3HNO 3 \u003d C 6 H 2 (NO 2) 3 OH + 3H 2 O.

2,4,6-trinitrofenol (asam pikrat)

Reaksi-reaksi ini terjadi di kondisi normal(tanpa pemanasan dan katalis), sedangkan nitrasi benzena membutuhkan temperatur dan katalis.

Reaksi pada gugus hidroksi

1. Seperti alkohol, ia berinteraksi dengan logam aktif:

2C 6 H 5 OH + 2Na \u003d 2C 6 H 5 ONa + H 2.

natrium fenolat

2. Tidak seperti alkohol, ia berinteraksi dengan alkali:

C 6 H 5 OH + NaOH \u003d C 6 H 5 ONa + H 2 O.

Fenolat mudah terurai oleh asam lemah:

a) C 6 H 5 ONa + H 2 O + CO 2 \u003d C 6 H 5 OH + NaHCO 3;

b) C 6 H 5 ONa + CH 3 I + CO 2 \u003d C 6 H 5 OCH 3 + NaI.

metilfenil eter

3. Interaksi dengan turunan halogen:

C 6 H 5 OH + C 6 H 5 I \u003d C 6 H 5 OC 2 H 5 + HI

etil fenil eter

4. Interaksi dengan alkohol:

C 6 H 5 OH + HOC 2 H 5 \u003d C 6 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O.

5. Reaksi kualitatif:

3C 6 H 5 OH + FeCl 3 \u003d (C 6 H 5 O) 3 Fe + 3HCl.

besi(III) fenolat

Besi(III) fenolat memiliki warna coklat-ungu dengan bau tinta (tinta).

6. Penargetan:

C 6 H 5 OH + CH 3 COOH \u003d C 6 H 5 OCOCH 3 + H 2 O.

7. Kopolikondensasi:

C 6 H 5 OH + CH 2 O + ... → - n. -.

metanal -H2O resin fenol-formaldehida

Resi

1. Dari tar batubara.

2. Memperoleh dari turunan terklorinasi:

C 6 H 5 Cl + NaOH \u003d C 6 H 5 ONa + HCl,

2C 6 H 5 ONa + H 2 SO 4 \u003d 2C 6 H 5 OH + Na 2 SO 4.

3. Metode Kumol:

C 6 H 6 + CH 2 CHCH 3 C 6 H 5 CH (CH 3) 2,

C 6 H 5 CH (CH 3) 2 + O 2 6 H 5 C (CH 3) 2 OOH C 6 H 5 OH +CH 3 COCH 3.

fenol aseton

Aplikasi

1. Sebagai antiseptik digunakan sebagai desinfektan.

2. Dalam produksi plastik (resin fenol-formaldehida).

3. Dalam produksi bahan peledak (trinitrofenol).

4. Dalam produksi fotoreagen (pengembang untuk kertas hitam putih).

5. Dalam produksi obat-obatan.

6. Dalam produksi cat (guas).

7. Dalam produksi bahan sintetis.

Pertanyaan 3. Setelah 200 g larutan KOH 40%, 1,12 liter CO2 dilewatkan. Tentukan jenis dan massa garam yang terbentuk.

Menjawab.

Diberikan: Temukan: jenis dan massa garam.

V (CO 2) \u003d 1,12 l.

Keputusan

m(KOH anhidrat)= 200*0,4=80g.

x 1 g 1,12 l x 2 g

2KOH + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O.

v: 2 mol 1 mol 1 mol

M: 56 g/mol - 138 g/mol

m: 112g -- 138g

x 1 \u003d m (KOH) \u003d (1,12 * 112) / 22,4 \u003d 5,6 g,

x 2 \u003d m (K 2 CO 3) \u003d 138 * 1,12 / 22,4 \u003d 6,9 g.

Karena KOH diambil secara berlebihan, rata-rata garam K2CO3 yang terbentuk, dan bukan KHCO3 yang bersifat asam.

Menjawab: m(K 2 CO 3) \u003d 6,9 g.

TIKET #3

pertanyaan 1.Teori struktur senyawa organik. Nilai teori bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Menjawab. Pada tahun 1861, ilmuwan Rusia Alexander Mikhailovich Butlerov merumuskan ketentuan utama teori struktur zat organik.

1. Molekul senyawa organik terdiri dari atom-atom yang saling berhubungan dalam urutan tertentu menurut valensinya (C-IV, H-I, O-II, N-III, S-II).

2. Sifat fisika dan kimia suatu zat tidak hanya bergantung pada sifat atom dan rasio kuantitatifnya dalam molekul, tetapi juga pada urutan hubungan atom, yaitu pada struktur molekul.

3. Sifat kimia suatu zat dapat ditentukan dengan mengetahui struktur molekulnya. Sebaliknya, struktur molekul zat dapat ditentukan secara empiris dengan mempelajari transformasi kimia suatu zat.

4. Dalam molekul, ada pengaruh timbal balik atom atau kelompok atom satu sama lain:

CH 3 - CH 3 (t mendidih = 88,6 0 ), CH 3 - CH 2 - CH 3 (t mendidih, \u003d 42,1 0 )

etana propana

Berdasarkan teorinya, Butlerov memprediksi adanya isomer senyawa, misalnya dua isomer butana (butana dan isobutana):

CH 3 -CH 2 - CH 2 -CH 3 (mendidih t = 0,5 0 C),

CH 3 -CH (CH 3) - CH 3 (t kip \u003d -11,7 0 C).

2-metilpropana atau isobutana

Isomer adalah zat yang memiliki komposisi molekul yang sama, tetapi struktur kimianya berbeda dan karenanya memiliki sifat yang berbeda.

Ketergantungan sifat-sifat zat pada strukturnya merupakan salah satu pemikiran yang mendasari teori struktur zat organik oleh A.M. Butlerov.

Nilai teori A.M. Butlerov

1. menjawab "Kontradiksi" utama kimia organik:

a) Variasi senyawa karbon

b) perbedaan nyata antara valensi dan zat organik:

c) perbedaan sifat fisika dan kimia senyawa yang memiliki rumus molekul sama (C 6 H 12 O 6 - glukosa dan fruktosa).

2. Ini memungkinkan untuk memprediksi keberadaan zat organik baru, dan juga menunjukkan cara untuk mendapatkannya.

3. Ini memungkinkan untuk meramalkan berbagai kasus isomerisme, untuk memprediksi kemungkinan arah reaksi.

Pertanyaan 2. Jenis ikatan kimia dalam senyawa organik dan organik.

Menjawab: Kekuatan pendorong utama yang mengarah pada pembentukan ikatan kimia adalah upaya atom untuk menyelesaikan tingkat energi eksternal.

Ikatan ionik- ikatan kimia yang terjadi karena gaya tarik elektrostatik antar ion. Pembentukan ikatan ion hanya dimungkinkan antara atom-atom yang nilai keelektronegatifannya sangat berbeda.

Senyawa ionik termasuk halida dan oksida logam alkali dan alkali tanah (NAI, KF, CACI 2, K 2 O, LI 2 O).

Ion juga dapat terdiri dari beberapa atom, ikatan di antaranya tidak ionik:

NaOH \u003d Na + + OH -,

Na 2 SO 4 \u003d 2Na + + SO 4 2-.

Perlu dicatat bahwa sifat ion berbeda secara signifikan dari sifat atom dan molekul yang sesuai dari zat sederhana: Na adalah logam yang bereaksi hebat dengan air, ion Na + larut di dalamnya; H 2 - larut di dalamnya; H 2 - gas tanpa warna, rasa dan bau, ion H + memberi larutan rasa asam, mengubah warna lakmus (menjadi merah).

Sifat senyawa ionik

1. Senyawa ionik adalah elektrolit. Arus listrik dilakukan hanya oleh solusi dan meleleh.

2. Kerapuhan besar zat kristal.

Ikatan kovalen- ikatan kimia yang dilakukan oleh pembentukan pasangan elektron umum (ikatan).

Ikatan kovalen non-polar Ikatan yang terbentuk antara atom-atom yang memiliki keelektronegatifan yang sama. Dengan ikatan kovalen non-polar, kerapatan elektron dari pasangan elektron yang sama didistribusikan dalam ruang secara simetris terhadap inti atom yang sama (H 2, I 2, O 2, N 2).

Ikatan kovalen polar - ikatan kovalen antara atom dengan elektronegativitas yang berbeda (tetapi tidak terlalu berbeda satu sama lain) (H 2 S, H 2 O, NH 3).

Menurut mekanisme donor-akseptor, NH + 4, H 3, O +, SO 3, NO 2 terbentuk. Dalam kasus munculnya ion NH + 4, atom nitrogen adalah donor, menyediakan untuk penggunaan umum pasangan elektron yang tidak digunakan bersama, dan ion hidrogen adalah akseptor, menerima pasangan ini dan menyediakan orbitalnya sendiri untuk ini. Dalam hal ini, ikatan donor-akseptor (koordinasi) terbentuk. Atom akseptor memperoleh muatan negatif yang besar, dan atom donor memperoleh muatan positif.

Senyawa dengan ikatan kovalen polar memiliki titik didih dan titik leleh yang lebih tinggi daripada zat dengan ikatan kovalen non-polar.

Dalam molekul senyawa organik, ikatan atom bersifat kovalen polar.

Dalam molekul seperti itu, terjadi hibridisasi (pencampuran orbital dan menyelaraskannya menurut rumus dan energi) orbital valensi (eksternal) atom karbon.

Orbital hibrida tumpang tindih dan ikatan kimia yang kuat terbentuk.

ikatan logam- ikatan yang dilakukan oleh elektron yang relatif bebas antara ion logam dalam kisi kristal. Atom logam dengan mudah menyumbangkan elektron, berubah menjadi ion bermuatan positif. Elektron yang terlepas bergerak bebas di antara ion logam positif, mis. mereka disosialisasikan oleh ion logam, mis. mereka disosialisasikan dan bergerak di sekitar seluruh bagian logam, yang umumnya netral secara elektrik.

Sifat-sifat logam.

1. Konduktivitas listrik. Hal ini disebabkan adanya elektron bebas yang mampu menciptakan arus listrik.

2. Konduktivitas termal. Karena sama.

3. Kelenturan dan plastisitas. Ion logam dan atom dalam kisi logam tidak terhubung langsung satu sama lain, dan lapisan logam individu dapat bergerak bebas relatif satu sama lain.

Ikatan hidrogen- dapat bersifat antarmolekul dan intramolekul.

Ikatan hidrogen antarmolekul terbentuk antara atom hidrogen dari satu molekul dan atom dari unsur yang sangat elektronegatif (F, O, N) dari molekul lain. Hubungan ini menentukan titik didih dan titik leleh yang sangat tinggi dari beberapa senyawa (HF, H 2 O). Selama penguapan zat-zat ini, ikatan hidrogen terputus, yang membutuhkan pengeluaran energi tambahan.

Alasan ikatan hidrogen: ketika satu elektron disumbangkan ke atom "sendiri" dari unsur elektronegatif, hidrogen memperoleh muatan positif yang relatif kuat, yang kemudian berinteraksi dengan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama dari atom "asing" dari unsur elektronegatif .

Ikatan hidrogen intramolekul berlangsung di dalam molekul. Ikatan ini menentukan struktur asam nukleat (heliks ganda) dan struktur sekunder (heliks) protein.

Ikatan hidrogen jauh lebih lemah daripada ikatan ionik atau kovalen, tetapi lebih kuat dari interaksi antarmolekul.

Pertanyaan 3. Memecahkan masalah. 20 g nitrobenzena menjadi sasaran reaksi reduksi. Tentukan massa anilin yang terbentuk jika hasil reaksi 50%.

Menjawab.

Diketahui: Tentukan: m(C 6 H 6 NH 2).

m (C 6 H 6 NO 2) \u003d 20 g,

Keputusan

(C 6 H 6 NO 2) + 3H 2 = C 6 H 6 NH 2 + 2H 2 0.

v: 1 mol 1 mol

M: 123g/mol 93g/mol

x \u003d m teori (C 6 H 6 NH 2) \u003d 20 * 93 / 123 \u003d 15g,

m praktis \u003d 15 * 0,5 \u003d 7,5 g.

Menjawab: 7,5 g

Nomor tiket 4

Properti Logam	Li, K, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Restorabilitas (menyumbangkan elektron)	meningkat
Interaksi dengan oksigen atmosfer	Teroksidasi dengan cepat pada suhu normal	Perlahan teroksidasi pada suhu normal atau saat dipanaskan	Jangan mengoksidasi
Interaksi dengan air	H2 dilepaskan dan hidroksida terbentuk	Ketika dipanaskan, hidrogen dilepaskan dan hidroksida terbentuk	Tidak menggantikan hidrogen dari air
Interaksi dengan asam	Menggantikan hidrogen dari asam encer	Tidak akan menggantikan hidrogen dari asam encer
Kemampuan mengoksidasi (melampirkan elektron)	meningkat

Pertanyaan 1. Sifat umum logam. Ciri-ciri struktur atom .

Menjawab. Atom logam menyumbangkan elektron valensi relatif mudah dan diubah menjadi ion bermuatan positif. Oleh karena itu, logam adalah agen pereduksi. Ini adalah sifat kimia utama dan paling umum dari logam. Senyawa logam hanya menunjukkan keadaan oksidasi positif. Kemampuan mereduksi logam yang berbeda tidak sama dan meningkatkan deret elektrokimia tegangan logam dari Au ke Li.

Properti fisik

1. Konduktivitas listrik. Hal ini disebabkan adanya elektron bebas dalam logam, yang membentuk arus listrik (pergerakan elektron yang terarah).

2. Konduktivitas termal.

3. Kelenturan dan plastisitas.

Logam dengan<5 г /см 3 – легкие, c ρ >5 g / cm 3 - berat.

Logam dengan titik leleh rendah: c t pl< 1000 0 C ,тугоплавкие – c t пл >10000C.

Skema interaksi logam dengan asam sulfat.

H2SO4 encer melarutkan logam yang terletak dalam rangkaian potensial elektroda standar (seri aktivitas logam) terhadap hidrogen:

M + H 2 SO 4 (des.) → garam + H 2

(M = (Li → Fe) dalam deret aktivitas logam).

Dalam hal ini, garam dan air yang sesuai terbentuk.

Dengan Ni, H 2 SO 4 encer bereaksi sangat lambat; dengan Ca, Mn, dan Pb, asam tidak bereaksi. Di bawah aksi asam, film PbSO4 terbentuk pada permukaan timbal, melindunginya dari interaksi lebih lanjut dengan asam.

pekat H 2 SO 4 pada suhu biasa tidak berinteraksi dengan banyak logam. Namun, ketika dipanaskan, asam pekat bereaksi dengan hampir semua logam (kecuali Pt, Au dan beberapa lainnya). Dalam hal ini, asam direduksi menjadi H 2 S, atau SO 2 :

M + H 2 SO 4 (conc.) → garam + H 2 O + H 2 S (S, SO 2).

Hidrogen tidak dilepaskan dalam reaksi ini, tetapi air terbentuk.

Skema interaksi logam dengan asam nitrat.

Ketika logam berinteraksi dengan HNO 3, hidrogen tidak dilepaskan; teroksidasi menjadi air. Tergantung pada aktivitas logam, asam dapat direduksi menjadi senyawa.

5 +4 +2 +1 0 -3 -3

HNO 3 → NO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3).

Dalam hal ini, garam asam nitrat juga terbentuk.

encer HNO 3 bereaksi dengan banyak logam (kecuali: Ca, Cr, Pb, Au) paling sering dengan pembentukan NH 3, NH 4 NO 3, N 2 atau NO:

M + HNO 3 (razb.) → garam + H 2 O + NH 3 (NH 4 NO 3, N 2, NO).

pekat HNO 3 berinteraksi terutama dengan logam berat untuk membentuk N 2 O atau NO 2:

M + HNO 3 (conc.) → garam + H 2 O + N 2 O (NO 2).

Pada suhu biasa, asam ini (zat pengoksidasi kuat) tidak bereaksi dengan Al, Cr, Fe dan Ni. Ini dengan mudah mengubahnya menjadi keadaan pasif (film oksida pelindung padat terbentuk pada permukaan logam, yang mencegah logam dari menghubungi media.)

Pertanyaan 2. pati dan selulosa. Bandingkan struktur dan propertinya. aplikasi mereka.

Menjawab. Struktur pati: tautan struktural - sisa molekul

-glukosa. Struktur selulosa: unit struktural-residu dari molekul -glukosa.

Properti fisik

Pati adalah bubuk putih, renyah yang tidak larut dalam air dingin. Dalam air panas membentuk larutan-pasta koloid.

Selulosa adalah zat berserat keras yang tidak larut dalam air dan pelarut organik.

Sifat kimia

1. Selulosa pati mengalami hidrolisis:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O \u003d nC 6 H 12 O 6.

Hidrolisis pati menghasilkan alfa-glukosa, sedangkan hidrolisis selulosa menghasilkan beta-glukosa.

2. Pati dengan yodium memberikan warna biru (tidak seperti selulosa).

3. Pati dicerna dalam sistem pencernaan manusia, tetapi selulosa tidak dicerna.

4. Selulosa ditandai dengan reaksi esterifikasi:

[(C 6 H 7 O 2) (OH) 3 ] n + 3nHONO 2 (conc.) [(C 6 H 7 O 2) (ONO 2) 3 ] n + 3nH 2 O.

trinitroselulosa

5. Molekul pati memiliki struktur linier dan bercabang. Molekul selulosa, di sisi lain, memiliki struktur linier (yaitu, tidak bercabang), sehingga selulosa dengan mudah membentuk serat.Ini adalah perbedaan utama antara pati dan selulosa.

6. Pembakaran pati dan selulosa:

(C 6 H 10 O 5) n + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O + Q.

Tanpa akses ke udara, dekomposisi termal terjadi. CH 3 O, CH 3 COOH, (CH 3) 2 CO, dll. terbentuk.

Aplikasi

1. Dengan hidrolisis, mereka diubah menjadi aliran dan glukosa.

2. Sebagai produk yang berharga dan bergizi (karbohidrat utama makanan manusia adalah roti, sereal, kentang).

3. Dalam produksi pasta.

4. Dalam produksi cat (pengental)

5. Dalam pengobatan (untuk persiapan salep, bubuk).

6. Untuk kanji linen.

Selulosa:

1. Dalam produksi serat asetat, plexiglass, film tahan api (cellophane).

2. Dalam pembuatan bubuk tanpa asap (trinitroselulosa).

3. Dalam produksi seluloid dan kolodit (dinitroselulosa).

Pertanyaan 3. Pada 500 gram larutan NACL 10% ditambahkan 200 gram larutan 5% zat yang sama, kemudian 700 gram air lagi. Tentukan persentase konsentrasi larutan yang dihasilkan.

Menjawab. Temukan: m 1 (NaCl) \u003d 500g

Diberikan:

1 (NaCl) \u003d 10%

m 2 (NaCl) \u003d 200g

Keputusan

m 1 (NaCl, anhidrat) \u003d 500 * 10\100 \u003d 50 g,

m 2 (NaCl, anhidrat) \u003d 200 * 5 \ 100 \u003d 10 g,

m (r-ra) \u003d 500 + 200 + 700 \u003d 1400g,

m total (NaCl)=50+10=60g,

3 (NaCl) \u003d 60 \ 1400 * 100% \u003d 4,3%

Jawaban: 3 (NaCl) \u003d 4,3%

TIKET #5

Pertanyaan 1. Asetilen. Struktur, sifat, persiapan, dan aplikasinya.

Menjawab. Asetilena termasuk dalam golongan alkuna.

Hidrokarbon asetelen, atau alkuna, adalah hidrokarbon tak jenuh (tak jenuh) dengan rumus umum , di mana dalam molekulnya terdapat ikatan rangkap tiga antara atom karbon.

Struktur elektronik

Karbon dalam molekul asetilena berada dalam keadaan sp- hibridisasi. Atom karbon dalam molekul ini membentuk ikatan rangkap tiga, terdiri dari dua ikatan - dan satu ikatan .

Formula molekul: .

Rumus grafik: H-C≡ C-H

Properti fisik

Gas, lebih ringan dari udara, sedikit larut dalam air, dalam bentuk murni, hampir tidak berbau, tidak berwarna, = - 83.6. (Dalam deret alkuna, ketika berat molekul alkuna meningkat, titik didih dan titik leleh meningkat.)

Sifat kimia

1. Pembakaran:

2. Koneksi:

a) hidrogen:

b.halogen:

C 2 H 2 + 2Cl 2 \u003d C 2 H 2 Cl 4;

1,1,2,2-tetrokloroetana

c) hidrogen halida:

HC≡CH + HCl = CHCl

vinil klorida

CH 2 \u003d CHCl + HCl \u003d CH 3 -CHCl 2

1,1-dikloroetana

(menurut aturan Markovnikov);

d) air (reaksi Kucherov):

HC \u003d CH + H 2 O \u003d CH 2 \u003d CH-OH CH 3 -CHO

vinil alkohol asetaldehida

3. Pergantian:

HC≡CH + 2AgNO 3 + 2NH 4 = AgC≡CAg↓+ 2NH 4 NO 3 + 2H 2 O.

asetilenida perak

4. Oksidasi:

HC≡CH + + H 2 O → HOOC-COOH (-KMnO 4).

asam oksalat

5. Trimerisasi:

3HC≡CH t, kucing

6. Dimerisasi:

HC≡CH + HC≡CH CAT. HC≡C - HC=CH2

vinil asetilena

Resi

1. Dehidrogenasi alkana (pemecahan fraksi minyak bumi cair):

C 2 H 6 \u003d C 2 H 2 + 2H 2.

2. Dari gas alam (perengkahan termal metana):

2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2

3. Cara karbida:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Aplikasi

1. Dalam produksi vinil klorida, asetaldehida, vinil asetat, kloroprena, asam asetat dan zat organik lainnya.

2. Dalam sintesis resin karet dan polivinil klorida.

3. Dalam produksi polivinil klorida (kulit).

4. Dalam produksi pernis, obat-obatan.

5. Dalam pembuatan bahan peledak (asetilida).

Gambar tersebut menunjukkan hubungan berbagai metode untuk produksi fenol, dan dalam tabel di bawah angka yang sama, indikator teknis dan ekonominya diberikan (dalam% relatif terhadap metode sulfonat).

Beras. 1.1. Metode Produksi Fenol

Tabel 1.3

Indikator teknis dan ekonomi produksi fenol

	Metode
Indikator	1	2	3	4	5	6
Pengeluaran modal	100	83	240	202	208	202
Biaya bahan baku	100	105	58	69	72	45
Harga biaya	100	96	70	73	76	56

Jadi, dari sudut pandang ekonomi, proses cumene yang paling diminati saat ini adalah yang paling bijaksana. Proses industri yang telah digunakan pada satu waktu atau yang lain untuk menghasilkan fenol secara singkat dijelaskan di bawah ini.

1. Proses sulfonat adalah proses fenolik pertama yang diterapkan pada skala industri oleh BASF pada tahun 1899. Metode ini didasarkan pada sulfonasi benzena dengan asam sulfat, diikuti dengan peleburan basa asam sulfonat. Meskipun penggunaan reagen agresif dan menghasilkan sejumlah besar limbah natrium sulfit, metode ini telah digunakan selama hampir 80 tahun. Di AS, produksi ini ditutup hanya pada tahun 1978.

2. Pada tahun 1924, perusahaan Dow Chemical mengembangkan proses untuk memproduksi fenol, termasuk reaksi klorinasi benzena dan hidrolisis monoklorobenzena berikutnya ( proses hidrolisis katalitik dari benzena terhalogenasi ). Teknologi serupa secara independen dikembangkan oleh perusahaan Jerman I.G. Farbenindustrie Co. Selanjutnya, tahap untuk memperoleh monoklorobenzena dan tahap hidrolisis ditingkatkan, dan proses itu disebut "proses Raschig". Rendemen total fenol dalam dua tahap adalah 70-85%. Proses ini telah menjadi metode utama untuk memproduksi fenol selama beberapa dekade.

3. Proses sikloheksana , yang dikembangkan oleh Scientific Design Co., didasarkan pada oksidasi sikloheksana menjadi campuran sikloheksanon dan sikloheksanol, yang selanjutnya didehidrogenasi untuk membentuk fenol. Pada 1960-an, Monsanto menggunakan metode ini selama beberapa tahun di salah satu pabriknya di Australia, tetapi kemudian beralih ke metode cumene untuk memproduksi fenol.

4. Pada tahun 1961, Dow Chemical Kanada menjual proses melalui dekomposisi asam benzoat , ini adalah satu-satunya metode untuk sintesis fenol berdasarkan penggunaan bahan baku non-benzena. Kedua reaksi berlangsung dalam fase cair. Reaksi pertama. oksidasi toluena. digunakan di Jerman selama Perang Dunia II untuk menghasilkan asam benzoat. Reaksi berlangsung di bawah kondisi yang agak ringan dengan hasil yang tinggi. Langkah kedua lebih sulit karena deaktivasi katalis dan selektivitas fenol yang rendah. Diyakini bahwa melakukan langkah ini dalam fase gas dapat membuat proses lebih efisien. Saat ini, metode ini digunakan dalam praktik, meskipun bagiannya dalam produksi fenol dunia hanya sekitar 5%.

5. Metode sintesis dimana saat ini sebagian besar fenol yang diproduksi di dunia diperoleh - proses cumene - dibuka oleh sekelompok ahli kimia Soviet yang dipimpin oleh Profesor P. G. Sergeev pada tahun 1942. Metode ini didasarkan pada oksidasi kumena hidrokarbon aromatik (isopropilbenzena) dengan oksigen atmosfer, diikuti dengan penguraian hidroperoksida yang dihasilkan yang diencerkan dengan asam sulfat. Pada tahun 1949, pabrik cumene pertama di dunia dioperasikan di kota Dzerzhinsk, Wilayah Gorky. Sebelum ini, hidroperoksida dianggap sebagai produk antara yang tidak stabil dari oksidasi hidrokarbon. Bahkan dalam praktik laboratorium, mereka hampir tidak pernah digunakan. Di Barat, metode cumene dikembangkan pada akhir 1940-an dan sebagian dikenal sebagai proses Hock, setelah seorang ilmuwan Jerman yang kemudian secara independen menemukan rute cumene untuk sintesis fenol. Pada skala industri, metode ini pertama kali digunakan di Amerika Serikat pada awal 1950-an. Sejak saat itu, selama beberapa dekade, proses cumene telah menjadi model teknologi kimia di seluruh dunia.

Terlepas dari teknologi yang mapan dan pengalaman operasi yang lama, metode cumene memiliki sejumlah kelemahan. Pertama-tama, ini adalah adanya senyawa antara yang eksplosif (cumena hidroperoksida), serta metode multi-tahap, yang membutuhkan peningkatan biaya modal dan menyulitkan untuk mencapai hasil fenol yang tinggi berdasarkan benzena awal. Jadi, dengan hasil produk yang berguna sebesar 95% pada masing-masing dari tiga tahap, hasil akhir hanya akan menjadi 86%. Kira-kira hasil fenol ini memberikan metode kumena pada saat ini. Tetapi kelemahan metode cumene yang paling penting dan tidak dapat dihilangkan secara mendasar terkait dengan fakta bahwa aseton terbentuk sebagai produk sampingan. Keadaan ini, yang semula dipandang sebagai kekuatan metode, menjadi masalah yang semakin serius, karena aseton tidak menemukan pasar yang setara. Pada 1990-an, masalah ini menjadi sangat nyata setelah penciptaan metode baru untuk sintesis metil metakrilat dengan oksidasi hidrokarbon C4, yang secara drastis mengurangi kebutuhan akan aseton. Ketegasan situasi ini dibuktikan dengan fakta bahwa teknologi telah dikembangkan di Jepang yang menyediakan daur ulang aseton. Untuk tujuan ini, dua tahap lagi ditambahkan ke skema kumena tradisional, hidrogenasi aseton menjadi isopropil alkohol dan dehidrasi yang terakhir menjadi propilena. Propilen yang dihasilkan dikembalikan lagi ke langkah alkilasi benzena. Pada tahun 1992, Mitsui meluncurkan produksi fenol skala besar (200.000 ton/tahun) berdasarkan teknologi kumena lima tahap ini.

Beras. 1.2. Daur ulang aseton menjadi propilena

Modifikasi serupa lainnya untuk metode cumene juga diusulkan yang akan mengurangi masalah aseton. Namun, semuanya mengarah pada komplikasi teknologi yang signifikan dan tidak dapat dianggap sebagai solusi yang menjanjikan untuk masalah tersebut. Oleh karena itu, penelitian yang berfokus pada pencarian rute baru untuk sintesis fenol, yang akan didasarkan pada oksidasi langsung benzena, telah memperoleh karakter yang sangat intensif dalam dekade terakhir. Pekerjaan dilakukan terutama di bidang-bidang berikut: oksidasi dengan oksigen molekuler, oksidasi dengan donor oksigen monoatomik dan oksidasi terkonjugasi. Mari kita pertimbangkan secara lebih rinci arah pencarian cara baru sintesis fenol.