Нітрофеноли - біологія
Нітрофеноли утворюють групу речовин у хімії, які отримують як з фенолу, так і з нітробензолу. Структура складається з бензольного кільця з приєднаними гідроксилом (-OH) та нітрогрупою (-NO2) в якості заступників. Їх різне розташування призводить до трьох конституційних ізомерів з емпіричною формулою C6H5NO3. Вони в основному доступні за допомогою нітрування фенолу (концентрованою) азотною кислотою. Деякі нітрофеноли мають інтенсивний жовтий колір.
презентація
2- і 4-нітрофенол виникають у суміші під час нітрування фенолу з розведеною азотною кислотою. Ефект -I та ефект + M гідроксильної групи фенолу мають орто-пара-спрямовуючу дію на друге заміщення. Розділення досягається за допомогою парової дистиляції, лише з цим О-Нітрофенол переходить. [8] [9] Нові методи поділу засновані на тому, що лише О-Нітрофенол в -Пентан розчинний. [10]
Обидва ізомери можуть додатково нітруватися до 2,4-динітрофенолу та пікринової кислоти.
Представлення 3-нітрофенол досягає успіху в два етапи, спочатку шляхом галогенування (наприклад, Cl2/AlCl3) нітробензолу (мета-направлення); тоді атом галогену заміщується ОН в нуклеофільному ароматичному заміщенні:
Інший шлях - шляхом діазотування 3-нітроаніліну та подальшого кипіння солі діазонію.
характеристики
Нітрофеноли - це кристалічні тверді речовини; вони важко розчиняються у воді, розчиняються в етанолі, ефірі та хлороформі. 4-нітрофенол має злегка фенолоподібний запах.
значення pKa
Слабокислий характер фенолу обумовлений мезомерною стабілізацією фенолят-іона. Нітрогрупи мають електроновідвідний ефект; фенольний зв’язок OH дедалі більше поляризується. Порівняно з 3-нітрофенолом, 2- та 4-нітрофенол мають нижче значення рКа; їх кислотність тому більша. В орто- та пара-формі фенолат-іон може зміщувати подвійний зв’язок до електронікуючої нітрогрупи (ефект -M). Другий О може утворити там негативний центр ваги. Це неможливо з мета-формою.
Температури плавлення
Температури плавлення демонструють чіткі відмінності. 2-нітрофенол має найнижчу температуру плавлення, оскільки він є внутрішньоможе утворювати молекулярні водневі зв’язки. Два інших ізомери, навпаки, утворюють інтермолекулярні водневі зв’язки. Для 2-нітрофенолу енергія не потрібна для розриву цих мостів. Завдяки своїй симетрії 4-нітрофенол має найвищу температуру плавлення.
розчинність у воді
Нітрофеноли важко розчиняються у воді, але значення в цій групі відрізняються. Значно гіршу розчинність 2-нітрофенолу у воді також можна порівняти з внутрішньодобре пояснити молекулярні водневі зв’язки. В результаті молекула значно менше полярна назовні. Навпаки, розчинність 3- та 4-нітрофенолу приблизно однакова і, для порівняння, значно краща. Тут, як правило, утворюється фенольна гідроксильна група та вода інтермолекулярні водневі зв’язки.
доказ
Для якісно-аналітичних доказів бромування бромідом калію та бромом у 2-нітрофенолі утворює похідне 4,6-диброму [11], яке має температуру плавлення 117 ° С. [12] З 4-нітрофенолом утворюється похідне 2,6-диброму з температурою плавлення 142 ° С. [13] 3-нітрофенол також бромують двічі KBr/Br2; продукт плавиться при 91 ° С. [14]
використання
Нітрофеноли зустрічаються в хімічній, фармацевтичній та оборонній промисловості як проміжні продукти у виробництві фарби, шкіри, гуми, пестицидів, фунгіцидів, пестицидів та боєприпасів.
інструкції з техніки безпеки
Нітрофеноли токсичні при вдиханні, ковтанні та контакті зі шкірою. Може виникати подразнення очей і травного тракту, зараження крові, ураження печінки, запаморочення, нудота, головний біль та подразнення дихальних шляхів. Вони можуть мати канцерогенну та сенсибілізуючу дію. Ефект посилюється у зв'язку з алкоголем. У разі потрапляння на шкіру негайно змити великою кількістю води. Вони надають токсичну дію на нервову систему живих істот.
Видалення нітрофенолів та споріднених сполук із підземних вод є основною проблемою. Таке забруднення іноді можна виявити на колишніх вибухонебезпечних або фарбових заводах та військових об'єктах. Нова розробка для повного видалення нітрофенолів з підземних вод - це каталізатор, що складається із заліза з тетра-амідо-макроциклічним лігандом (Fe-TAML) і дає можливість токсинам окислюватися перекисом водню. Інших токсичних речовин немає. Каталізатор був розроблений в Університеті Карнегі-Меллона. [15]