फिनोल।

1. परिभाषा. वर्गीकरण.

2. नामकरण एवं समावयवता। मुख्य प्रतिनिधि

3. रसीद

4. भौतिक गुण

5. रासायनिक गुण

6. आवेदन. मानव स्वास्थ्य पर प्रभाव.

फिनोलएक या अधिक हाइड्रॉक्सिल समूहों वाले बेंजीन डेरिवेटिव हैं।

वर्गीकरण.

निर्भर करता है हाइड्रॉक्सी समूहों की संख्या परफिनोल को उनकी परमाणुता के अनुसार विभाजित किया गया है: एक-, दो- और त्रिपरमाण्विक।

द्वारा पदार्थों की अस्थिरता की डिग्रीउन्हें आम तौर पर दो समूहों में विभाजित किया जाता है - फिनोल जो भाप के साथ अस्थिर होते हैं (फिनोल, क्रेसोल, ज़ाइलेनोल, गुआयाकोल, थाइमोल) और गैर-वाष्पशील फिनोल (रिसोर्सिनॉल, पायरोकैटेकोल, हाइड्रोक्विनोन, पायरोगैलोल और अन्य पॉलीहाइड्रिक फिनोल)। हम नीचे व्यक्तिगत प्रतिनिधियों की संरचना और नामकरण पर विचार करेंगे।

नामकरण और समावयवता. मुख्य प्रतिनिधि.

पहले प्रतिनिधि को, एक नियम के रूप में, एक तुच्छ नामकरण, फिनोल (हाइड्रॉक्सीबेंजीन, अप्रचलित कार्बोलिक एसिड) द्वारा कहा जाता है।

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3,5-डाइमिथाइलफेनॉल 4-एथिलफेनॉल

प्रतिस्थापन की अलग-अलग डिग्री के फिनोल के लिए अक्सर तुच्छ नामों का उपयोग किया जाता है।

रसीद

1) सूखे कोयला टार उत्पादों के साथ-साथ भूरे कोयले और लकड़ी (टार) के पायरोलिसिस उत्पादों से अलगाव।

2) बेंजीनसल्फोनिक एसिड के माध्यम से। सबसे पहले, बेंजीन को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ गर्म करके उपचारित किया जाता है

C6H6 + H2SO4 = C6H5SO3H + H2O

परिणामी बेन्जीनसल्फोनिक एसिड क्षार के साथ संलयन होता है

C6H5SO3H + 3NaOH = C6H5ONa + 2H2O + Na2SO3

फिनोल को एक मजबूत एसिड के साथ उपचारित करने के बाद, फिनोल प्राप्त होता है।

3) क्यूमीन विधि (वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ सुगंधित हाइड्रोकार्बन क्यूमीन (आइसोप्रोपाइलबेंजीन) के ऑक्सीकरण पर आधारित, जिसके बाद H2SO4 के साथ पतला हाइड्रोपरॉक्साइड का अपघटन होता है)। प्रतिक्रिया उच्च उपज के साथ आगे बढ़ती है और आकर्षक है क्योंकि यह एक बार में दो तकनीकी रूप से मूल्यवान उत्पाद प्राप्त करने की अनुमति देती है - फिनोल और एसीटोन (आपको इस पर स्वयं विचार करने की आवश्यकता है)।

भौतिक गुण

फिनोलरंगहीन सुई के आकार के क्रिस्टल होते हैं जो ऑक्सीकरण के कारण हवा में गुलाबी हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रंगीन उत्पाद बनते हैं। उनके पास एक विशिष्ट गौचे गंध है। पानी में घुलनशील (6 ग्राम प्रति 100 ग्राम पानी), क्षार घोल में, अल्कोहल में, बेंजीन में, एसीटोन में।

फिनोल के साथ काम करते समय, आपको सुरक्षा सावधानियों का पालन करना चाहिए: हुड के नीचे काम करें, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण का उपयोग करें, क्योंकि यह त्वचा के संपर्क में आने पर जलन का कारण बनता है।

फिनोल के रासायनिक गुण

फिनोल अणु की संरचना

फिनोल अणु में बेंजीन रिंग और ओएच समूह मिलकर एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं, जिससे परस्पर एक-दूसरे की प्रतिक्रियाशीलता बढ़ती है। फिनाइल समूह ओएच समूह में ऑक्सीजन परमाणु से इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी को अवशोषित करता है।

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आंशिक ऋणात्मक आवेश (d–), फिनाइल समूह में स्थानांतरित होकर, स्थितियों में केंद्रित होता है ऑर्थो -और जोड़ा -(ओएच समूह के सापेक्ष)। इन प्रतिक्रिया बिंदुओं पर उन अभिकर्मकों द्वारा हमला किया जा सकता है जो इलेक्ट्रोनगेटिव केंद्रों की ओर बढ़ते हैं, तथाकथित इलेक्ट्रोफिलिक ("इलेक्ट्रॉन-प्रेमी") अभिकर्मक (बेंजीन रिंग में अभिविन्यास के नियमों पर व्याख्यान देखें)।

बेंजीन रिंग की ओर खींचे गए ऑक्सीजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी, सी-ओ बंधन की ताकत को बढ़ाती है, इसलिए इस बंधन के टूटने के साथ होने वाली प्रतिक्रियाएं, अल्कोहल की विशेषता, फिनोल के लिए संभव हैं, लेकिन विशिष्ट नहीं हैं।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि फिनोल के लिए दो प्रकार के परिवर्तन संभव हैं:

1) OH समूह में हाइड्रोजन परमाणु का प्रतिस्थापन

2) बेंजीन रिंग के हाइड्रोजन परमाणुओं का प्रतिस्थापन

3) ओएच समूह का प्रतिस्थापन पूरी तरह से विशिष्ट नहीं है

1. OH समूह में हाइड्रोजन परमाणु के प्रतिस्थापन की प्रतिक्रियाएँ

(सीएच-अम्लता)।

1) जब फिनोल क्षार के संपर्क में आते हैंअल्कोहल एल्कोऑक्साइड के समान फेनोलेट्स बनते हैं।

अल्कोहल के साथ उत्प्रेरक संपर्क से ईथर बनता है, और कार्बोक्जिलिक एसिड के एनहाइड्राइड या एसिड क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एस्टर बनते हैं। ये अल्कोहल की प्रतिक्रियाओं के समान प्रतिक्रियाएं हैं जिनका पिछले व्याख्यान में अध्ययन किया गया था (इन्हें ओ-एल्काइलेशन और ओ-एसिलेशन भी कहा जाता है)।

2. OH समूह के अमूर्तन से जुड़ी प्रतिक्रियाएँ

अमोनिया (ऊंचे तापमान और दबाव पर) के साथ बातचीत करते समय, OH समूह को NH2 द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और एनिलिन बनता है।

3. बेंजीन रिंग में हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रतिस्थापन की प्रतिक्रियाएँ

(इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं) .

OH समूह एक प्रकार I सक्रिय अभिविन्यास एजेंट है। इसलिए, फिनोल के हैलोजनेशन, नाइट्रेशन, सल्फोनेशन और एल्किलेशन के दौरान, बढ़े हुए इलेक्ट्रॉन घनत्व वाले केंद्रों पर हमला किया जाता है, यानी, प्रतिस्थापन मुख्य रूप से होता है ऑर्थो-और जोड़ा-प्रावधान. बेंजीन रिंग में अभिविन्यास के नियमों पर व्याख्यान में ऐसी प्रतिक्रियाओं का विस्तार से अध्ययन किया गया।

फिनोल की प्रतिक्रियाएं हैलोजन के साथउत्प्रेरकों के बिना, तेजी से आगे बढ़ें।

ओ-क्लोरो- और पी-क्लोरोफेनोल

क्रिया में फिनोल संक्षिप्तएचएनओ3 2,4,6-ट्रिनिट्रोफेनोल (पिक्रिक एसिड) में परिवर्तित। नाइट्रेशन के साथ ऑक्सीकरण होता है, इसलिए उत्पाद की उपज कम होती है।

मोनोनिट्रोफेनोल्स तनु नाइट्रिक एसिड (कमरे के तापमान पर) के साथ फिनोल के नाइट्रेशन द्वारा बनते हैं।

ओ-नाइट्रो- और पी-नाइट्रोफेनोल

फिनोल आसानी से सल्फोनेट हो जाता है केंद्रितएच2 इसलिए 4, जबकि 15-20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ओ-आइसोमर मुख्य रूप से प्राप्त होता है, और 100 डिग्री सेल्सियस पर - पी-आइसोमर।

ओ-फिनोल- और पी-फेनोलसल्फोनिक एसिड

फिनोल भी आसानी से अधीन हो जाते हैं एल्किलेशन और एसाइलेशनमुख्य भाग की ओर।

सबसे हड़ताली प्रतिक्रियाओं में से एक सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में फ़ेथलिक एनहाइड्राइड के साथ फिनोल को गर्म करना है, जिससे फिनोलफथेलिन्स नामक ट्राईरिलमेथिलीन रंगों का उत्पादन होता है।

एस्पिरिन" href='/text/category/aspirin/' rel='bookmark'>एस्पिरिन। सोडियम और पोटेशियम फेनोलेट्स CO2 के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। 125°C के तापमान पर, फिनोलकार्बोक्सिलिक एसिड का ओ-आइसोमर प्राप्त होता है, जो एसाइलेटेड होता है। OH समूह में, एस्पिरिन बनाता है।

फिनोल की दो और गुणात्मक प्रतिक्रियाओं पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है:

1) ब्रोमीन के साथ फिनोल की प्रतिक्रिया: यह बहुत तेज़ी से आगे बढ़ता है और मोनोब्रोमिनेशन चरण में इसे रोकना बहुत मुश्किल होता है। परिणामस्वरूप, 2.4.6-ट्राइब्रोमोफेनॉल बनता है - एक सफेद अवक्षेप।

प्रतिक्रिया का उपयोग पानी में फिनोल का पता लगाने के लिए किया जाता है: पानी में बेहद कम फिनोल सामग्री (1:100,000) के साथ भी मैलापन ध्यान देने योग्य है।

2) Fe(III) लवण के साथ प्रतिक्रिया। यह प्रतिक्रिया आयरन फेनोलेट्स के परिसरों के निर्माण पर आधारित है, जिनका रंग बैंगनी होता है।

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निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन के साथ हाइड्रोजनीकरण सुगंधित वलय को प्रभावित करता है, जिससे यह कम हो जाता है।

4. फिनोल का ऑक्सीकरण

फिनोल ऑक्सीकरण एजेंटों की क्रिया के प्रति संवेदनशील होते हैं। क्रोमिक एसिड के प्रभाव में, फिनोल और हाइड्रोक्विनोन को पी-बेंजोक्विनोन में और पाइरोकैटेकोल को ओ-बेंजोक्विनोन में ऑक्सीकृत किया जाता है। फिनोल मेटाडेरिवेटिव्स को ऑक्सीकरण करना काफी कठिन होता है।

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फिनोल का उपयोग व्यक्तिगत यौगिकों के रूप में एक सीमित सीमा तक किया जाता है, लेकिन उनके विभिन्न डेरिवेटिव का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फिनोल विभिन्न प्रकार के पॉलिमर उत्पादों - फेनोलिक रेजिन, पॉलियामाइड्स, पॉलीएपॉक्साइड्स के उत्पादन के लिए शुरुआती यौगिकों के रूप में काम करते हैं।

मानव शरीर और पर्यावरण पर फिनोल का प्रभाव

क्रोनिक फिनोल विषाक्तताएनोरेक्सिया की ओर जाता है - प्रगतिशील वजन घटाने; चक्कर आने का कारण बनता है, व्यक्ति को मांसपेशियों में दर्द और कमजोरी महसूस हो सकती है। क्रोनिक फिनोल विषाक्तता केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, तंत्रिका विकारों के साथ-साथ गुर्दे, यकृत, श्वसन प्रणाली और हृदय प्रणाली को नुकसान पहुंचाती है।

फर्नीचर, निर्माण और परिष्करण सामग्री, पेंट और वार्निश, सजावटी सौंदर्य प्रसाधन और यहां तक ​​कि बच्चों के खिलौनों के बेईमान निर्माता सुरक्षा आवश्यकताओं की उपेक्षा कर सकते हैं और फिनोल और उनके डेरिवेटिव जैसे विषाक्त पदार्थों की अस्वीकार्य उच्च सामग्री वाले उत्पादों का उत्पादन कर सकते हैं।

इसलिए, विषाक्तता के पहले लक्षणों पर सतर्क रहना और कार्रवाई करना आवश्यक है। याद रखें, यदि आप हाल ही में खरीदी गई वस्तु की अप्रिय गंध से चिंतित हैं, यदि आपको ऐसा लगता है कि फर्नीचर खरीदने या हाल ही में मरम्मत के बाद आपका स्वास्थ्य खराब हो गया है, तो एक पर्यावरण विशेषज्ञ को बुलाना बेहतर होगा जो सभी आवश्यक शोध करेगा और अपने स्वास्थ्य और अपने प्रियजनों के स्वास्थ्य के डर से चिंता और संदेह में रहने के बजाय आवश्यक सिफारिशें दें।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, हत्या के लिए तीसरे रैह के एकाग्रता शिविरों में फिनोल का उपयोग किया गया था।

फिनोल भी पर्यावरण को गंभीर रूप से प्रभावित करता है: अप्रदूषित या थोड़ा प्रदूषित नदी जल में, फिनोल की सामग्री आमतौर पर 20 μg/dm3 से अधिक नहीं होती है। प्राकृतिक पृष्ठभूमि से अधिक होना जल निकायों के प्रदूषण का संकेत हो सकता है। फिनोल से दूषित प्राकृतिक जल में, उनकी सामग्री दसियों और यहां तक ​​कि सैकड़ों माइक्रोग्राम प्रति लीटर तक पहुंच सकती है। रूस के लिए पानी में फिनोल की अधिकतम अनुमेय सांद्रता 0.001 mg/dm3 है

फिनोल के लिए जल विश्लेषण प्राकृतिक और अपशिष्ट जल के लिए महत्वपूर्ण है। यदि औद्योगिक अपशिष्टों से जलस्रोतों के दूषित होने का संदेह हो तो फिनोल सामग्री के लिए पानी का परीक्षण करना आवश्यक है।

फिनोल अस्थिर यौगिक हैं और जैव रासायनिक और रासायनिक ऑक्सीकरण के अधीन हैं. पॉलीहाइड्रिक फिनोल मुख्य रूप से रासायनिक ऑक्सीकरण द्वारा नष्ट हो जाते हैं।

हालाँकि, जब फिनोल अशुद्धियों वाले पानी को क्लोरीन से उपचारित किया जाता है, तो बहुत खतरनाक कार्बनिक यौगिक बन सकते हैं। विषैले पदार्थ - डाइऑक्सिन.

सतही जल में फिनोल की सांद्रता मौसमी परिवर्तनों के अधीन है। गर्मियों में, फिनोल की सामग्री कम हो जाती है (बढ़ते तापमान के साथ, अपघटन की दर बढ़ जाती है)। जलाशयों और जलकुंडों में फेनोलिक जल की रिहाई से उनकी सामान्य स्वच्छता स्थिति तेजी से खराब हो जाती है, जिससे जीवित जीवों पर न केवल उनकी विषाक्तता प्रभावित होती है, बल्कि पोषक तत्वों और घुलित गैसों (ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड) के शासन में भी महत्वपूर्ण बदलाव होता है। फिनोल युक्त पानी के क्लोरीनीकरण के परिणामस्वरूप, क्लोरोफेनॉल के स्थिर यौगिक बनते हैं, जिनमें से मामूली अंश (0.1 μg/dm3) पानी को एक विशिष्ट स्वाद देते हैं।

फिनोल के नाम इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए संकलित किए गए हैं कि मूल संरचना के लिए, IUPAC नियमों के अनुसार, तुच्छ नाम "फिनोल" बरकरार रखा गया है। बेंजीन रिंग के कार्बन परमाणुओं की संख्या सीधे हाइड्रॉक्सिल समूह (यदि यह उच्चतम कार्य है) से जुड़े परमाणु से शुरू होती है, और इस तरह के क्रम में जारी रहती है कि उपलब्ध प्रतिस्थापन को सबसे कम संख्या प्राप्त होती है।

मोनो-प्रतिस्थापित फिनोल डेरिवेटिव, उदाहरण के लिए मिथाइलफेनोल (क्रेसोल), तीन संरचनात्मक आइसोमर्स - ऑर्थो-, मेटा- और पैरा-क्रेसोल के रूप में मौजूद हो सकते हैं।

भौतिक गुण।

फिनोल कमरे के तापमान पर अधिकतर क्रिस्टलीय पदार्थ (-क्रेसोल - तरल) होते हैं। उनमें एक विशिष्ट गंध होती है, वे पानी में बहुत कम घुलनशील होते हैं, लेकिन क्षार के जलीय घोल में अच्छी तरह घुल जाते हैं (नीचे देखें)। फिनोल मजबूत हाइड्रोजन बांड बनाते हैं और उनके क्वथनांक काफी उच्च होते हैं।

प्राप्ति के तरीके.

1. हैलोबेंजीन से तैयारी। जब क्लोरोबेंजीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड को दबाव में गर्म किया जाता है, तो सोडियम फेनोलेट प्राप्त होता है, जिसे एसिड के साथ आगे संसाधित करने पर फिनोल बनता है:

2. सुगंधित सल्फोनिक एसिड से तैयारी ("बेंजीन के रासायनिक गुण", § 21 अनुभाग में प्रतिक्रिया 3 देखें)। प्रतिक्रिया सल्फोनिक एसिड को क्षार के साथ संलयन द्वारा की जाती है। मुक्त फिनोल प्राप्त करने के लिए प्रारंभ में बने फेनॉक्साइड को मजबूत एसिड के साथ उपचारित किया जाता है। विधि का उपयोग आमतौर पर पॉलीहाइड्रिक फिनोल प्राप्त करने के लिए किया जाता है:

रासायनिक गुण।

फिनोल में, ऑक्सीजन परमाणु का पी-ऑर्बिटल सुगंधित वलय के साथ एकल-प्रणाली बनाता है। इस अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉन घनत्व कम हो जाता है और बेंजीन रिंग का घनत्व बढ़ जाता है। ओ-एच बांड की ध्रुवता बढ़ जाती है, और ओएच समूह का हाइड्रोजन अधिक प्रतिक्रियाशील हो जाता है और क्षार की क्रिया के तहत भी आसानी से धातु द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है (संतृप्त मोनोहाइड्रिक अल्कोहल के विपरीत)।

इसके अलावा, फिनोल अणु में इस तरह के पारस्परिक प्रभाव के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं (हैलोजेनेशन, नाइट्रेशन, पॉलीकॉन्डेंसेशन इत्यादि) में ऑर्थो और कैरा पदों में बेंजीन रिंग की प्रतिक्रियाशीलता बढ़ जाती है:

1. फिनोल के अम्लीय गुण क्षार के साथ प्रतिक्रियाओं में प्रकट होते हैं (पुराना नाम "कार्बोलिक एसिड" संरक्षित किया गया है):

हालाँकि, फिनोल एक बहुत कमजोर एसिड है। जब कार्बन डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड गैसों को फेनोलेट्स के घोल से गुजारा जाता है, तो फिनोल निकलता है - यह प्रतिक्रिया साबित करती है कि फिनोल कार्बोनिक और सल्फर डाइऑक्साइड की तुलना में एक कमजोर एसिड है:

फिनोल के अम्लीय गुण पहले प्रकार के पदार्थों को रिंग में शामिल करने से कमजोर हो जाते हैं और दूसरे प्रकार के पदार्थों को शामिल करने से बढ़ जाते हैं।

2. एस्टर का निर्माण. अल्कोहल के विपरीत, कार्बोक्जिलिक एसिड के संपर्क में आने पर फिनोल एस्टर नहीं बनाते हैं; इस प्रयोजन के लिए, एसिड क्लोराइड का उपयोग किया जाता है:

3. हलोजनीकरण। जब फिनोल ब्रोमीन पानी के संपर्क में आता है (बेंजीन के ब्रोमिनेशन की शर्तों के साथ तुलना करें - § 21), तो 2,4,6-ट्राइब्रोमोफेनॉल का एक अवक्षेप बनता है:

यह फिनोल का पता लगाने के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया है।

4. नाइट्रेशन. 20% नाइट्रिक एसिड के प्रभाव में, फिनोल आसानी से ऑर्थो- और पैरा-नाइट्रोफेनॉल के मिश्रण में परिवर्तित हो जाता है। यदि फिनोल को सांद्र नाइट्रिक एसिड के साथ नाइट्रेट किया जाता है, तो 2,4,6-ट्रिनिट्रोफेनॉल बनता है - एक मजबूत एसिड (पिक्रिक एसिड)।

5. ऑक्सीकरण. वायुमंडलीय ऑक्सीजन के प्रभाव में भी फिनोल आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

इस प्रकार, हवा में खड़े होने पर, फिनोल धीरे-धीरे गुलाबी-लाल रंग में बदल जाता है। क्रोमियम मिश्रण के साथ फिनोल के जोरदार ऑक्सीकरण के दौरान, मुख्य ऑक्सीकरण उत्पाद क्विनोन है। डायटोमिक फिनोल और भी आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं। हाइड्रोक्विनोन के ऑक्सीकरण से क्विनोन बनता है:

यह आंकड़ा फिनोल उत्पादन के विभिन्न तरीकों के बीच संबंध दिखाता है, और समान संख्याओं के तहत तालिका उनके तकनीकी और आर्थिक संकेतक (सल्फोनेट विधि के सापेक्ष% में) दिखाती है।

चावल। 1.1. फिनोल उत्पादन के तरीके

तालिका 1.3

इस प्रकार, आर्थिक दृष्टिकोण से सबसे समीचीन वर्तमान में सबसे लोकप्रिय क्यूमीन प्रक्रिया है। फिनोल का उत्पादन करने के लिए एक समय या किसी अन्य पर उपयोग की जाने वाली औद्योगिक प्रक्रियाओं का संक्षेप में नीचे वर्णन किया गया है।

1. सल्फोनेट प्रक्रिया 1899 में बीएएसएफ द्वारा औद्योगिक पैमाने पर लागू की गई पहली फेनोलिक प्रक्रिया थी। यह विधि सल्फ्यूरिक एसिड के साथ बेंजीन के सल्फोनेशन और उसके बाद सल्फोनिक एसिड के क्षारीय पिघलने पर आधारित है। आक्रामक अभिकर्मकों के उपयोग और बड़ी मात्रा में सोडियम सल्फाइट अपशिष्ट उत्पन्न होने के बावजूद, इस विधि का उपयोग लगभग 80 वर्षों से किया जा रहा है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, यह उत्पादन 1978 में ही बंद कर दिया गया था।

2. 1924 में, डॉव केमिकल ने फिनोल के उत्पादन के लिए एक प्रक्रिया विकसित की, जिसमें बेंजीन की क्लोरीनीकरण प्रतिक्रिया और उसके बाद मोनोक्लोरोबेंजीन की हाइड्रोलिसिस शामिल थी ( हैलोजेनेटेड बेंजीन के उत्प्रेरक हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया ). स्वतंत्र रूप से, एक समान तकनीक जर्मन कंपनी I.G द्वारा विकसित की गई थी। फ़ार्बेनइंडस्ट्री कंपनी इसके बाद, मोनोक्लोरोबेंजीन प्राप्त करने के चरण और इसके हाइड्रोलिसिस के चरण में सुधार किया गया, और इस प्रक्रिया को "रास्चिग प्रक्रिया" कहा गया। दो चरणों में फिनोल की कुल उपज 70-85% है। यह प्रक्रिया कई दशकों से फिनोल के उत्पादन की मुख्य विधि रही है।

3. साइक्लोहेक्सेन प्रक्रिया साइंटिफिक डिज़ाइन कंपनी द्वारा विकसित, साइक्लोहेक्सेन के ऑक्सीकरण पर साइक्लोहेक्सानोन और साइक्लोहेक्सानॉल के मिश्रण पर आधारित है, जिसे फिनोल बनाने के लिए आगे डीहाइड्रोजनीकृत किया जाता है। 60 के दशक में, मोनसेंटो ने ऑस्ट्रेलिया में अपने एक संयंत्र में कई वर्षों तक इस विधि का उपयोग किया, लेकिन बाद में इसे फिनोल के उत्पादन के लिए क्यूमीन विधि में स्थानांतरित कर दिया।

4. 1961 में कनाडा की डाउ केमिकल ने लागू किया बेंजोइक एसिड के अपघटन के माध्यम से प्रक्रिया , यह गैर-बेंजीन कच्चे माल के उपयोग के आधार पर फिनोल के संश्लेषण की एकमात्र विधि है। दोनों प्रतिक्रियाएँ तरल चरण में होती हैं। पहली प्रतिक्रिया. टोल्यूनि का ऑक्सीकरण. बेंजोइक एसिड का उत्पादन करने के लिए जर्मनी में द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान पहले से ही इसका उपयोग किया गया था। प्रतिक्रिया उच्च उपज के साथ काफी हल्की परिस्थितियों में आगे बढ़ती है। उत्प्रेरक निष्क्रियता और कम फिनोल चयनात्मकता के कारण दूसरा चरण अधिक कठिन है। ऐसा माना जाता है कि गैस चरण में इस चरण को करने से प्रक्रिया अधिक कुशल हो सकती है। यह विधि वर्तमान में व्यवहार में उपयोग की जाती है, हालाँकि विश्व फिनोल उत्पादन में इसकी हिस्सेदारी केवल लगभग 5% है।

5. वह संश्लेषण विधि जिसके द्वारा आज विश्व में उत्पादित अधिकांश फिनोल प्राप्त किया जाता है - क्यूमीन प्रक्रिया - 1942 में प्रोफेसर पी. जी. सर्गेव के नेतृत्व में सोवियत रसायनज्ञों के एक समूह द्वारा खोजा गया। यह विधि वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ सुगंधित हाइड्रोकार्बन क्यूमीन (आइसोप्रोपाइलबेंजीन) के ऑक्सीकरण पर आधारित है, जिसके बाद सल्फ्यूरिक एसिड के साथ पतला हाइड्रोपरॉक्साइड का अपघटन होता है। 1949 में, दुनिया का पहला क्यूमीन संयंत्र गोर्की क्षेत्र के डेज़रज़िन्स्क शहर में चालू किया गया था। पहले, हाइड्रोपरॉक्साइड को हाइड्रोकार्बन ऑक्सीकरण के कम-स्थिर मध्यवर्ती उत्पाद माना जाता था। यहां तक ​​कि प्रयोगशाला अभ्यास में भी उनका उपयोग लगभग कभी नहीं किया गया। पश्चिम में, क्यूमीन विधि 40 के दशक के अंत में विकसित की गई थी और इसे आंशिक रूप से हॉक प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है, जिसका नाम जर्मन वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया था, जिन्होंने बाद में फिनोल के संश्लेषण के लिए स्वतंत्र रूप से क्यूमीन मार्ग की खोज की थी। इस पद्धति का उपयोग पहली बार 50 के दशक की शुरुआत में संयुक्त राज्य अमेरिका में औद्योगिक पैमाने पर किया गया था। उस समय से, कई दशकों तक, क्यूमीन प्रक्रिया दुनिया भर में रासायनिक प्रौद्योगिकी का एक मॉडल बन गई है।

अच्छी तरह से स्थापित प्रौद्योगिकी और दीर्घकालिक परिचालन अनुभव के बावजूद, क्यूमीन विधि के कई नुकसान हैं। सबसे पहले, यह एक विस्फोटक मध्यवर्ती यौगिक (क्यूमीन हाइड्रोपरॉक्साइड) की उपस्थिति है, साथ ही विधि की बहु-चरण प्रकृति है, जिसके लिए पूंजीगत लागत में वृद्धि की आवश्यकता होती है और प्रति शुरुआती बेंजीन फिनोल की उच्च उपज प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। इस प्रकार, यदि तीनों चरणों में से प्रत्येक में उपयोगी उत्पाद की उपज 95% है, तो अंतिम उपज केवल 86% होगी। फ़िनॉल की लगभग यही उपज वर्तमान में क्यूमीन विधि द्वारा प्राप्त की जाती है। लेकिन क्यूमीन विधि का सबसे महत्वपूर्ण और मौलिक रूप से अपरिहार्य नुकसान इस तथ्य से संबंधित है कि एसीटोन एक उप-उत्पाद के रूप में बनता है। यह, जिसे शुरू में विधि की ताकत के रूप में देखा गया था, एक गंभीर समस्या बनती जा रही है क्योंकि एसीटोन को समकक्ष बाजार नहीं मिल रहा है। 90 के दशक में, C4 हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण द्वारा मिथाइल मेथैक्रिलेट के संश्लेषण के लिए नए तरीकों के निर्माण के बाद यह समस्या विशेष रूप से ध्यान देने योग्य हो गई, जिससे एसीटोन की आवश्यकता तेजी से कम हो गई। स्थिति की गंभीरता का प्रमाण इस तथ्य से मिलता है कि जापान ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जिसमें एसीटोन का पुनर्चक्रण शामिल है। इस प्रयोजन के लिए, पारंपरिक क्यूमीन योजना में दो और चरण जोड़े गए हैं, एसीटोन का आइसोप्रोपिल अल्कोहल में हाइड्रोजनीकरण और बाद वाले का प्रोपलीन में निर्जलीकरण। परिणामी प्रोपलीन को फिर से बेंजीन एल्किलेशन चरण में लौटा दिया जाता है। 1992 में, मित्सुई ने इस पांच चरण वाली क्यूमीन तकनीक के आधार पर बड़े पैमाने पर फिनोल उत्पादन (200 हजार टन/वर्ष) शुरू किया।

चावल। 1.2. प्रोपलीन का उत्पादन करने के लिए एसीटोन का पुनर्चक्रण

क्यूमीन विधि में अन्य समान संशोधन भी प्रस्तावित किए गए हैं जो एसीटोन समस्या को कम करेंगे। हालाँकि, ये सभी प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण जटिलता को जन्म देते हैं और इन्हें समस्या का एक आशाजनक समाधान नहीं माना जा सकता है। इसलिए, फिनोल के संश्लेषण के लिए नए मार्ग खोजने के उद्देश्य से अनुसंधान, जो बेंजीन के प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण पर आधारित होगा, पिछले दशक में विशेष रूप से गहन हो गया है। कार्य मुख्य रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है: आणविक ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण, मोनोएटोमिक ऑक्सीजन दाताओं के साथ ऑक्सीकरण और संयुग्म ऑक्सीकरण। आइए हम फिनोल संश्लेषण के नए तरीकों की खोज की दिशाओं पर अधिक विस्तार से विचार करें।

तैयारियों में शामिल हैं

आर.02.ए.ए.19 फिनोल

I.A50-A64.A63.0 एनोजिनिटल (वेनेरियल) मस्से

VIII.H65-H75.H66 पुरुलेंट और अनिर्दिष्ट ओटिटिस मीडिया

XII.L00-L08.L01 इम्पेटिगो

XII.L00-L08.L02 त्वचा के फोड़े, फुंसी और कार्बंकल

XII.L00-L08.L03 सेल्युलाइटिस

XII.L00-L08.L08.0 पायोडर्मा

XII.L60-L75.L73.8 अन्य निर्दिष्ट कूपिक रोग

XII.L60-L75.L73.9 बाल कूप रोग, अनिर्दिष्ट

XXI.Z20-Z29.Z29.8 अन्य निर्दिष्ट निवारक उपाय

फिनोल के रासायनिक गुण अणु में हाइड्रॉक्सिल समूह और बेंजीन रिंग की उपस्थिति से निर्धारित होते हैं।

हाइड्रॉक्सिल समूह द्वारा प्रतिक्रियाएँ

एलिफैटिक अल्कोहल की तरह फिनोल में अम्लीय गुण होते हैं, यानी। लवण बनाने में सक्षम - फेनोलेट्स. हालाँकि, वे मजबूत एसिड हैं और इसलिए न केवल क्षार धातुओं (सोडियम, लिथियम, पोटेशियम) के साथ, बल्कि क्षार और कार्बोनेट के साथ भी बातचीत कर सकते हैं:

अम्लता स्थिरांक आर एफिनोल 10 के बराबर है। फिनोल की उच्च अम्लता बेंजीन रिंग के स्वीकर्ता गुण से जुड़ी है ( युग्मन प्रभाव) और परिणामी फेनोलेट आयन के अनुनाद स्थिरीकरण द्वारा समझाया गया है। फेनोलेट आयन के ऑक्सीजन परमाणु पर नकारात्मक चार्ज को संयुग्मन प्रभाव के कारण पूरे सुगंधित रिंग में पुनर्वितरित किया जा सकता है, इस प्रक्रिया को अनुनाद संरचनाओं के एक सेट द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

इनमें से कोई भी संरचना अकेले अणु की वास्तविक स्थिति का वर्णन नहीं करती है, लेकिन उनका उपयोग हमें कई प्रतिक्रियाओं को समझाने की अनुमति देता है।

फेनोलेट्स हैलोऐल्केन और एसिड हैलाइड के साथ आसानी से परस्पर क्रिया करते हैं:

हैलोऐल्केन के साथ फिनोल लवण की अन्योन्यक्रिया फिनोल के O-अल्काइलेशन की प्रतिक्रिया है। यह ईथर तैयार करने की एक विधि है (विलियमसन प्रतिक्रिया, 1852)।

फिनोल एसिड हैलाइड्स और एनहाइड्राइड्स के साथ प्रतिक्रिया करके एस्टर (ओ-एसिलेशन) उत्पन्न करने में सक्षम है:

प्रतिक्रिया थोड़ी मात्रा में खनिज एसिड की उपस्थिति में या गर्म करने से होती है।

बेंजीन रिंग पर प्रतिक्रियाएँ

हाइड्रॉक्सिल एक इलेक्ट्रॉन-दान करने वाला समूह है और सक्रिय होता है ऑर्थो- और जोड़ा-इलेक्ट्रोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में स्थिति:

हैलोजनीकरण

हैलोजन या हैलोजेनेटिंग एजेंटों की क्रिया द्वारा फिनोल का हैलोजनीकरण उच्च गति से होता है:

नाइट्रट करना

जब एसिटिक एसिड में नाइट्रिक एसिड (सल्फ्यूरिक एसिड की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति में) फिनोल पर कार्य करता है, तो 2-नाइट्रोफेनॉल प्राप्त होता है:

सांद्र नाइट्रिक एसिड या नाइट्रेटिंग मिश्रण के प्रभाव में, फिनोल का तीव्र ऑक्सीकरण होता है, जिससे इसके अणु का गहरा विनाश होता है। तनु नाइट्रिक एसिड का उपयोग करते समय, 0°C तक ठंडा होने के बावजूद नाइट्रेशन मजबूत टारिंग के साथ होता है और गठन की ओर ले जाता है हे-और पी-उनमें से पहले की प्रबलता वाले आइसोमर्स:

जब फिनोल को एक अक्रिय विलायक (बेंजीन, डाइक्लोरोइथेन) में डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड के साथ नाइट्रेट किया जाता है, तो 2,4-डाइनिट्रोफेनॉल बनता है:

नाइट्रेटिंग मिश्रण के साथ उत्तरार्द्ध का नाइट्रेशन आसानी से होता है और पिक्रिक एसिड के संश्लेषण के लिए एक विधि के रूप में काम कर सकता है:

यह प्रतिक्रिया स्व-हीटिंग के साथ होती है।

सल्फोनेशन चरण के माध्यम से पिक्रिक एसिड भी प्राप्त किया जाता है। ऐसा करने के लिए, फिनोल को 100 डिग्री सेल्सियस पर सल्फ्यूरिक एसिड की अतिरिक्त मात्रा के साथ इलाज किया जाता है, एक 2,4-डिसल्फ़ो व्युत्पन्न प्राप्त होता है, जिसे प्रतिक्रिया मिश्रण से अलग किए बिना फ्यूमिंग नाइट्रिक एसिड के साथ इलाज किया जाता है:

बेंजीन रिंग में दो सल्फो समूहों (साथ ही नाइट्रो समूहों) की शुरूआत इसे फ्यूमिंग नाइट्रिक एसिड की ऑक्सीकरण क्रिया के प्रति प्रतिरोधी बनाती है, प्रतिक्रिया टारिंग के साथ नहीं होती है; पिक्रिक एसिड प्राप्त करने की यह विधि औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन के लिए सुविधाजनक है।

सल्फोनेशन . तापमान के आधार पर फिनोल का सल्फोनेशन होता है ऑर्थो- या जोड़ा-पद:

फ्रिडेल-क्राफ्ट्स के अनुसार एल्किलेशन और एसाइलेशन . फिनोल एल्यूमीनियम क्लोराइड के साथ निष्क्रिय लवण ArOAlCl 2 बनाते हैं, इसलिए, प्रोटिक एसिड (H 2 SO 4) या एसिड-प्रकार के धातु ऑक्साइड उत्प्रेरक (Al 2 O 3) का उपयोग फिनोल के क्षारीकरण के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। यह केवल अल्कोहल और एल्केन्स को एल्काइलेटिंग एजेंटों के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है:

मोनो-, डी- और ट्राइकाइलफेनोल्स के निर्माण के साथ एल्काइलेशन क्रमिक रूप से होता है। उसी समय, एल्काइल समूहों के प्रवास के साथ एक एसिड-उत्प्रेरित पुनर्व्यवस्था होती है:

एल्डिहाइड और कीटोन के साथ संघनन . जब क्षारीय या अम्ल उत्प्रेरक फिनोल और फैटी एल्डिहाइड के मिश्रण पर कार्य करते हैं, तो संक्षेपण होता है हे- और पी- प्रावधान। यह प्रतिक्रिया बहुत ही व्यावहारिक महत्व की है, क्योंकि यह महत्वपूर्ण प्लास्टिक और वार्निश बेस के उत्पादन का आधार है। सामान्य तापमान पर, संघनन के कारण अणु की वृद्धि एक रैखिक दिशा में होती है:

यदि प्रतिक्रिया गर्म करके की जाती है, तो संघनन शाखित अणुओं के निर्माण के साथ शुरू होता है:

सभी उपलब्ध में शामिल होने के परिणामस्वरूप हे- और पी-स्थितियों में, एक त्रि-आयामी थर्मोसेटिंग पॉलिमर बनता है - बेक्लाइट.बैकेलाइट में उच्च विद्युत प्रतिरोध और ताप प्रतिरोध होता है। यह प्रथम औद्योगिक पॉलिमर में से एक है।

खनिज एसिड की उपस्थिति में एसीटोन के साथ फिनोल की प्रतिक्रिया से बिस्फेनॉल का उत्पादन होता है:

उत्तरार्द्ध का उपयोग एपॉक्सी यौगिकों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

कोल्बे-श्मिट प्रतिक्रिया. फेनिलकार्बोक्सिलिक एसिड का संश्लेषण।

सोडियम और पोटेशियम फेनोलेट्स कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे तापमान के आधार पर फेनिलकार्बोक्सिलिक एसिड के ऑर्थो- या पैरा-आइसोमर्स बनते हैं:

ऑक्सीकरण

फिनोल क्रोमिक एसिड द्वारा आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है पी-बेंजोक्विनोन:

वसूली

फिनोल को साइक्लोहेक्सानोन में अपचयन का उपयोग पॉलियामाइड (नायलॉन-6,6) के उत्पादन के लिए किया जाता है।