Phenol, auch bekannt als karbolsaure Säure und phenic Säure, ist eine organische Zusammensetzung mit der chemischen Formel CHOH. Es ist ein weißer kristallener Festkörper bei der Raumtemperatur. Das Molekül besteht aus einer phenyl Gruppe (-CH), der zu einer hydroxyl Gruppe (-OH) verpfändet ist. Es ist mild acidic, aber verlangt das sorgfältige Berühren wegen seiner Neigung, Brandwunden zu verursachen.

Phenol wurde zuerst aus dem Steinkohlenteer herausgezogen, aber wird heute auf einem in großem Umfang (ungefähr 7 Milliarden Kg/Jahr) mit Industrieprozessen erzeugt. Es ist eine wichtige Industrieware als ein Vorgänger zu vielen Materialien und nützlichen Zusammensetzungen. Sein Hauptgebrauch ist mit seiner Konvertierung zu Plastik oder verwandten Materialien verbunden. Phenol und seine chemischen Ableitungen sind Schlüssel, um Polykarbonate, Epoxydharze, Bakelit, Nylonstrümpfe, Reinigungsmittel und eine große Sammlung von Rauschgiften und Herbiziden zu bauen.

Eigenschaften

Phenol ist in Wasser mit ungefähr 8.3 g merkbar auflösbar, die sich in 100 mL (0.88 M) auflösen. Homogene Mischungen von Phenol und Wasser an Phenol zu Wassermassenverhältnissen ~2.6 und sind auch höher möglich. Das Natriumssalz von Phenol, Natrium phenoxide, ist viel mehr auflösbares Wasser.

Säure

Es ist ein bisschen acidic: Die Phenol-Moleküle haben schwache Tendenzen, das H Ion von der hydroxyl Gruppe zu verlieren, auf das hoch wasserlösliche phenolate Anion CHO hinauslaufend (hat auch phenoxide genannt). Im Vergleich zu aliphatic alcohols ist Phenol ungefähr 1 Million Male mehr acidic, obwohl es noch als eine schwache Säure betrachtet wird. Es reagiert völlig mit wässrigem NaOH, um H zu verlieren, wohingegen die meisten alcohols nur teilweise reagieren. Phenol ist weniger acidic als carboxylic Säuren und sogar kohlenstoffhaltige Säure.

Eine Erklärung für die vergrößerte Säure über alcohols ist Klangfülle-Stabilisierung des phenoxide Anions durch den aromatischen Ring. Auf diese Weise wird die negative Anklage auf Sauerstoff durch den ortho und die Absatz-Kohlenstoff-Atome geteilt. In einer anderen Erklärung ist vergrößerte Säure das Ergebnis des Augenhöhlenübergreifens zwischen den einsamen Paaren von Sauerstoff und dem aromatischen System. In einem Drittel ist die dominierende Wirkung die Induktion von hybridisiertem Kohlenstoff des sp; der verhältnismäßig stärkere induktive Abzug der Elektrondichte, die durch das sp System im Vergleich zu einem sp System zur Verfügung gestellt wird, berücksichtigt große Stabilisierung des oxyanion.

Im Bilden dieses Beschlusses kann man den pK des enol von Azeton untersuchen, das 19.0, im Vergleich mit Phenol mit einem pK 10.0 ist. Jedoch wird diese Ähnlichkeit von Säuren von Phenol und Azeton enol in der Gasphase nicht beobachtet und ist, weil der Unterschied von solvation Energien von deprotonated Azeton enol und phenoxide fast genau den experimentell beobachteten Gasphase-Säure-Unterschied ausgleicht. Es ist kürzlich gezeigt worden, dass nur über 1/3 von vergrößerter Säure von Phenol wegen induktiver Effekten mit der Klangfülle ist, die für den Rest verantwortlich ist.

Anion von Phenoxide

Phenol kann deprotonated mit der gemäßigten Basis wie triethylamine sein, den nucleophilic phenoxide Anion oder phenolate Anion bildend, das hoch wasserlöslich ist.

Das phenoxide Anion hat einen ähnlichen nucleophilicity zu freien Aminen mit dem weiteren Vorteil, in dem seine verbundene Säure (neutrales Phenol) völlig ausgeschaltet als ein nucleophile sogar gemäßigt acidic Bedingungen nicht wird. Phenol wird manchmal in der peptide Synthese verwendet, um carboxylic Säuren oder esters "zu aktivieren", um aktivierten esters zu bilden. Phenolate esters sind viel stabiler als saure Anhydride oder acyl Halogenide, aber sind unter milden Bedingungen genug reaktiv, die Bildung von amide Obligationen zu erleichtern.

Phenoxides sind durch aromaticity stabilisierter enolates. Unter normalen Verhältnissen ist phenoxide an der Sauerstoff-Position mehr reaktiv, aber die Sauerstoff-Position ist ein "harter" nucleophile, wohingegen die Positionen des Alpha-Kohlenstoff dazu neigen, "weich" zu sein.

Tautomerism

Phenol stellt keto-enol tautomerism mit seinem nicht stabilen keto tautomer cyclohexadienone aus, aber nur ein winzige Bruchteil von Phenol besteht als die Keto-Form. Das für die Enolisierung unveränderliche Gleichgewicht ist etwa 10, bedeutend, dass nur ein in allen zehn Trillionen Molekülen in der Keto-Form jederzeit sind. Der kleine Betrag der gewonnenen Stabilisierung durch das Austauschen eines C=C Bandes gegen ein C=O Band wird mehr als durch den großen destabilisation ausgeglichen, der sich aus dem Verlust von aromaticity ergibt. Phenol besteht deshalb völlig in der Enol-Form.

Reaktionen

Phenol ist zum electrophilic aromatischen Ersatz hoch reaktiv, weil die Sauerstoff-Atom-Pi-Elektronen Elektrondichte in den Ring schenken. Durch diese allgemeine Annäherung können viele Gruppen am Ring, über die Halogenierung, acylation, sulfonation, und anderen Prozesse angehangen werden. Jedoch wird der Ring von Phenol — zweit nur zum Anilin so stark aktiviert - dass Bromierung oder Chloren von Phenol zu Ersatz auf dem ganzen Kohlenstoff ortho und Absatz zur hydroxy Gruppe führen, nicht nur auf einem Kohlenstoff.

Produktion

Wegen der kommerziellen Wichtigkeit von Phenol sind viele Methoden für seine Produktion entwickelt worden. Der dominierende aktuelle Weg, für 95 % der Produktion (2003) verantwortlich seiend, schließt die teilweise Oxydation von cumene (isopropylbenzene) über die Sprunggelenk-Neuordnung ein:

:CHCH (CH) + O  CHOH + (CH) CO

Im Vergleich zu den meisten anderen Prozessen verwendet der Cumene-Hydroperoxyd-Prozess relativ milde Synthese-Bedingungen und relativ billige Rohstoffe. Jedoch, um wirtschaftlich zu funktionieren, muss es Nachfrage sowohl nach Phenol als auch nach dem Azeton-Nebenprodukt geben.

Ein früher kommerzieller Weg, der von Bayer und Monsanto am Anfang der 1900er Jahre entwickelt ist, beginnt mit der Reaktion einer starken Basis mit benzenesulfonate:

:CHSOH + 2 NaOH  CHOH + NaSO + HO

Andere Methoden unter der Rücksicht schließen ein:

• Hydrolyse von chlorobenzene, mit der Basis oder dem Dampf (Raschig-Nutte-Prozess):

:CHCl + HO  CHOH + HCl

• direkte Oxydation des Benzols mit Stickoxyd, einem "potenziell grünen" Prozess:

:CH + KEIN  CHOH + N

• Oxydation des Toluols, wie entwickelt, durch den Dow Chemical:

:CHCH + 2 O  CHOH + CO + HO

Im Lummus-Prozess wird die Oxydation des Toluols zu Benzoesäure getrennt geführt.

Phenol ist auch ein wiedergutzumachendes Nebenprodukt von Kohle pyrolysis.

Gebrauch

Der Hauptgebrauch von Phenol, zwei Drittel seiner Produktion verbrauchend, ist mit seiner Konvertierung zu Plastik oder verwandten Materialien verbunden. Die Kondensation mit Azeton gibt bisphenol-A, einen Schlüsselvorgänger zu Polykarbonaten und epoxide Harzen. Kondensation von Phenol, alkylphenols, oder diphenols mit formaldehyde gibt phenolic Harze, von denen ein berühmtes Beispiel Bakelit ist. Hydrogenation von Phenol gibt cyclohexanone, einen Vorgänger zu Nylonstrümpfen. Nichtionische Reinigungsmittel werden durch die Alkylierung von Phenol erzeugt, um den alkylphenols, z.B, nonylphenol zu geben, die dann ethoxylation unterworfen werden.

Phenol ist auch ein vielseitiger Vorgänger zu einer großen Sammlung von Rauschgiften, am meisten namentlich Aspirin sondern auch viele Herbizide und Arzneimittel. Phenol wird auch als ein mündlicher betäubender/schmerzlindernder, allgemein verwendet verwendet, um Rachenkatarrh provisorisch zu behandeln.

Nische-Gebrauch

Phenol ist so billig, dass es vielen kleinen Gebrauch anzieht. Es wurde einmal als ein Antiseptikum, besonders wenn Karbolsaure Seife, vom Anfang der 1900er Jahre im Laufe der 1970er Jahre weit verwendet. Es ist ein Bestandteil von Industrieabbeizern, die in der Flugzeugindustrie für die Eliminierung von Epoxydharz, Polyurethan und anderen chemisch widerstandsfähigen Überzügen verwendet sind.

Phenol-Ableitungen werden auch in der Vorbereitung der Kosmetik einschließlich sunscreens, Haarfärbemittel und Hautbeleuchtungsvorbereitungen verwendet.

Geschichte

Phenol wurde 1834 entdeckt, als es zuerst aus dem Steinkohlenteer von Friedlieb Ferdinand Runge herausgezogen wurde, der die primäre Quelle bis zur Entwicklung der petrochemischen Industrie geblieben ist.

Die antiseptischen Eigenschaften von Phenol wurden von Herrn Joseph Lister (1827-1912) in seiner Pioniertechnik der antiseptischen Chirurgie verwendet, obwohl die Hautreizung, die durch die dauernde Aussetzung von Phenol schließlich verursacht ist, zum Ersatz von aseptischen (keimfreien) Techniken in der Chirurgie geführt hat. Lister hat entschieden, dass die Wunden selbst gründlich gereinigt werden mussten. Er hat dann die Wunden mit einem Stück des Lumpens oder der Scharpie bedeckt, die in Phenol oder karbolsaurer Säure bedeckt ist, wie er es genannt hat.

Phenol ist die aktive Zutat in einigen mündlichen Analgetika wie Spray von Chloraseptic und Carmex.

Phenol war die Hauptzutat des Karbolsauren Rauch-Balls, ein unwirksames Gerät, das in London im 19. Jahrhundert als Schutz des Benutzers gegen Grippe und andere Beschwerden und das Thema eines berühmten Gesetzfalls auf den Markt gebracht ist.

Der zweite Weltkrieg

Einspritzungen von Phenol sind gelegentlich als ein Mittel der Ausführung verwendet worden. Insbesondere Phenol und Zyanid-Einspritzungen wurden als ein Mittel der individuellen Ausführung von den Nazis während des Zweiten Weltkriegs verwendet. Ursprünglich verwendet von den Nazis 1939 als ein Teil der Handlung T4 ist Phenol, billig, leicht zu machen und schnell tödlich, das injectable Toxin der Wahl als ein Teil von "Euthanasie"-Programm des nazistischen Deutschlands geworden. Obwohl Zyklon-B Kügelchen, die von Gerhard Lenz erfunden sind, in den Gaskammern verwendet wurden, um große Gruppen von Leuten auszurotten, haben die Nazis erfahren, dass die Ausrottung von kleineren Gruppen über die Einspritzung jedes Opfers einer nach dem anderen mit Phenol mehr wirtschaftlich war. Phenol-Einspritzungen wurden Tausenden von Leuten in Konzentrationslagern besonders an Auschwitz-Birkenau gegeben. Etwa ein Gramm ist genug, um Tod herbeizuführen. Einspritzungen wurden von medizinischen Ärzten, ihren Helfern, oder manchmal Gefangener-Ärzten verwaltet; solche Einspritzungen wurden intravenös allgemeiner im Arm ursprünglich gegeben, aber Einspritzung direkt ins Herz, um fast sofortigen Tod zu veranlassen, wurde später angenommen.

Einer der am besten bekannten Gefangenen, die mit einer Phenol-Einspritzung in Auschwitz durchzuführen sind, war St. Maximilian Kolbe, ein katholischer Priester, der sich freiwillig erboten hat, drei Wochen des Verhungerns und Wasserentzugs im Platz eines anderen Gefangenen zu erleben.

Ereignis

Phenol ist ein messbarer Bestandteil im Aroma, und der Geschmack des kennzeichnenden scottischen Whiskys Islay, allgemein ~30, aber bis zu mehr als 150 ppm in der malted Gerste hat gepflegt, Whisky zu erzeugen.

Biodegradation

Cryptanaerobacter phenolicus ist eine Bakterienart, die benzoate von Phenol über den 4-hydroxybenzoate erzeugt. Rhodococcus phenolicus ist eine Bakterienart, die fähig ist, Phenol als alleinige Kohlenstoff-Quellen zu erniedrigen.

Giftigkeit

Phenol ist ein starker neurotoxin, wenn eingespritzt, in Blutströmen es kann zu sofortigem Tod führen, weil es das Nervenübertragungssystem schließt. Phenol und seine Dämpfe sind zu den Augen, der Haut und der Atemwege zerfressend. Der wiederholte oder verlängerte Hautkontakt mit Phenol kann Hautentzündung oder die sogar zweiten und dritten Grades Brandwunden wegen der kaustischen und defatting Eigenschaften von Phenol verursachen. Die Einatmung des Phenol-Dampfs kann Lungenödem verursachen. Die Substanz kann schädliche Effekten auf das Zentralnervensystem und das Herz verursachen, dysrhythmia, die Beschlagnahmen und das Koma hinauslaufend. Die Nieren können ebenso betroffen werden. Aussetzung kann auf Tod hinauslaufen, und die Effekten können verzögert werden. Die langfristige oder wiederholte Aussetzung der Substanz kann schädliche Effekten auf die Leber und Nieren haben." Es gibt keine Beweise, dass Phenol Krebs in Menschen verursacht. Außer seinen hydrophoben Effekten kann ein anderer Mechanismus für die Giftigkeit von Phenol die Bildung von phenoxyl Radikalen sein.

Chemische Brandwunden von Hautaussetzungen können durch die Wäsche mit dem Polyäthylen-Glykol, isopropyl Alkohol, oder vielleicht sogar reichliche Beträge von Wasser entgiftet werden. Die Eliminierung der verseuchten Kleidung, ist sowie unmittelbare Krankenhaus-Behandlung für das große Spritzen erforderlich. Das ist besonders wichtig, wenn das Phenol mit Chloroform (eine allgemein verwendete Mischung in der molekularen Biologie für die DNA & RNS-Reinigung von Proteinen) gemischt wird.

Phenol

Das Wortphenol wird auch verwendet, um sich auf jede Zusammensetzung zu beziehen, die einen sechs-membered aromatischen Ring, verpfändet direkt zu einer hydroxyl Gruppe (-OH) enthält. So ist Phenol eine Klasse von organischen Zusammensetzungen, deren das in diesem Artikel besprochene Phenol das einfachste Mitglied ist.

Siehe auch

• Neuordnung von Bamberger
• Neuordnung von Claisen
• Cresols
• Neuordnung der Pommes frites
• Polyphenol

Links

• Internationale Chemische Sicherheitskarte 0070
• Phenol-Material-Sicherheitsdatenplatte
• Nationaler Schadstoff-Warenbestand: Tatsächliche Phenol-Angaben
• NIOSH Taschenhandbuch zu chemischen Gefahren
• IARC Monografie: "Phenol"
• Geheimnisvolle Radiobagatellen-Umrisse, die sich Gebrauch um Phenol um 1915 bewerben