Нитрофеноли - Биология
The Нитрофеноли образуват група вещества в химията, която се получава както от фенол, така и от нитробензол. Структурата се състои от бензенов пръстен с прикрепени хидроксилни (–OH) и нитро (–NO2) групи като заместители. Различното им подреждане води до три конституционни изомера с емпиричната формула C6H5NO3. Те са достъпни най-вече чрез нитриране на фенол с (концентрирана) азотна киселина. Някои нитрофеноли имат интензивно жълт цвят.
презентация
2- и 4-нитрофенол възникват в смес по време на нитрирането на фенол с разредена азотна киселина. Ефектът -I и + М ефектът на хидроксилната група на фенола имат орто-пара-насочващ ефект върху второто заместване. Разделянето се постига чрез парна дестилация, само с това О-Нитрофенолът преминава. [8] [9] Новите методи за разделяне се основават на факта, че само О-Нитрофенол в н-Пентанът е разтворим. [10]
И двата изомера могат да бъдат допълнително нитрирани до 2,4-динитрофенол и пикринова киселина.
Представянето на 3-нитрофенол успява на два етапа, първо чрез халогениране (напр. Cl2/AlCl3) на нитробензол (мета-насочване); След това халогенният атом се обменя за OH в нуклеофилно ароматно заместване:
Друг начин е чрез диазотиране на 3-нитроанилин и последващо кипене на диазониевата сол.
характеристики
Нитрофенолите са кристални твърди вещества; те са слабо разтворими във вода, разтворими в етанол, етер и хлороформ. 4-нитрофенолът има леко подобна на фенол миризма.
pKa стойности
Слабо киселинният характер на фенола се дължи на мезомерната стабилизация на фенолатния йон. Нитро групите имат електроно-изтеглящ ефект; фенолната ОН връзка е все по-поляризирана. В сравнение с 3-нитрофенола, 2- и 4-нитрофенолът имат по-ниска рКа стойност; следователно техните киселинности са по-големи. В орто- и пара-формата фенолатният йон може да измести двойна връзка към електроно-изтеглящата нитро група (-М ефект). Вторият О може да образува там отрицателен център на тежестта. Това не е възможно с метаформата.
Точки на топене
Точките на топене показват ясни разлики. 2-нитрофенолът има най-ниската точка на топене, тъй като е интрамогат да образуват молекулни водородни връзки. Другите два изомера, за разлика от тях, образуват интермолекулни водородни връзки. С 2-нитрофенол не е необходима енергия за разрушаване на тези мостове. Поради своята симетрия, 4-нитрофенолът има най-висока точка на топене.
разтворимост във вода
Нитрофенолите са слабо разтворими във вода, но стойностите се различават в рамките на тази група. Значително по-лошата разтворимост на 2-нитрофенола във вода също може да се сравни с интраобясни добре молекулярните водородни връзки. В резултат на това молекулата е значително по-малко полярна към външната страна. За разлика от това, разтворимостта на 3- и 4-нитрофенола е приблизително еднаква и за сравнение значително по-добра. Тук фенолната хидроксилна група и водата обикновено се образуват интермолекулни водородни връзки.
доказателство
За качествени аналитични доказателства, бромирането с калиев бромид и бром в 2-нитрофенол води до 4,6-дибромо производното [11], което има точка на топене 117 ° С. [12] С 4-нитрофенол, 2,6-дибромо производното се образува с точка на топене 142 ° С. [13] 3-нитрофенолът също се бромира два пъти с KBr/Br2; продуктът се топи при 91 ° С. [14]
използване
Нитрофенолите се срещат в химическата, фармацевтичната и отбранителната промишленост като междинни продукти при производството на бои, кожа, каучук, пестициди, фунгициди, пестициди и боеприпаси.
инструкции за безопасност
Нитрофенолите са токсични при вдишване, поглъщане и при контакт с кожата. Дразнене на очите и храносмилателния тракт, отравяне на кръвта, увреждане на черния дроб, световъртеж, гадене, главоболие и дразнене на дихателните пътища. Те могат да имат канцерогенен и сенсибилизиращ ефект. Ефектът се засилва във връзка с алкохола. Ако влезе в контакт с кожата, веднага измийте обилно с вода. Те имат токсични ефекти върху нервната система на живите същества.
Отстраняването на нитрофенолите и свързаните с тях съединения от подземните води е основен проблем, като понякога такова замърсяване може да се намери в бивши фабрики за експлозиви или бои и военни инсталации. Нова разработка за пълно отстраняване на нитрофенолите от подземните води е катализатор, който се състои от желязо с тетра-амидо-макроцикличен лиганд (Fe-TAML) и позволява на токсините да се окисляват от водороден прекис. Няма други токсични вещества. Катализаторът е разработен в университета Карнеги Мелън. [15]