Hidroksil fenolik. Reaksi kualitatif untuk hidroksil fenolik hidroksil fenolik

Analisis fungsional zat obat organik

Sebagian besar zat obat yang digunakan dalam praktik medis adalah senyawa organik. Berbeda dengan analisis zat anorganik yang menggunakan sifat-sifat ion pembentuknya, analisis zat obat organik didasarkan pada sifat gugus fungsi.

Kelompok fungsional- ini adalah atom individu atau kelompok atom yang terkait dengan radikal hidrokarbon, yang, karena sifat karakteristiknya, dapat digunakan untuk tujuan identifikasi dan penentuan kuantitatif zat obat.

Kehadiran beberapa gugus fungsi mempengaruhi efek dari beberapa reaksi umum dan sifat produk yang terbentuk sebagai akibat dari kemunculannya.

Klasifikasi kelompok fungsional

1. Gugus fungsi yang mengandung oksigen:

OH - hidroksil (alkohol atau fenolik);

C = O; -C = O - karbonil (keton atau aldehida);

COOH - karboksil;

C-O- - gugus ester;

CH- (CH 2) n -C = O - gugus lakton.

NH 2 - gugus amino primer, alifatik atau aromatik;

NO 2 - grup nitro aromatik;

NH- - gugus amino sekunder;

N- adalah atom nitrogen tersier;

C-NH- - gugus amida;

CH- (CH 2) n -C = O - gugus laktam;

C-NH-C- - gugus imida;

SO2 -NH- - gugus sulfamid;

CH = N- - gugus azometin;

3. Gugus fungsi lainnya:

radikal aromatik (fenil);

- siklus piridin;

R Gal - halogen yang terikat secara kovalen (Cl, Br, I, F);

R S― - belerang yang terikat secara kovalen.

Hidroksil alkohol:alk- DIA

Hidroksil alkohol adalah hidroksil yang terikat pada radikal hidrokarbon alifatik. Ini mengandung alkohol, asam karboksilat dan garamnya, terpen, turunan fenilalkilamin, senyawa steroid, antibiotik aromatik dan beberapa zat obat lainnya.

Identifikasi

1. Reaksi esterifikasi dengan asam atau anhidridanya dengan adanya agen dehidrasi. Berdasarkan sifat alkohol untuk membentuk ester. Dalam kasus senyawa dengan berat molekul rendah, ester dideteksi dengan bau, dan ketika menganalisis zat dengan berat molekul tinggi, dengan titik lelehnya.

C 2 H 5 OH + CH 3 COOH + H 2 SO 4 k → CH 3 -C = O + H 2 O

etil alkohol etil asetat (bau buah)


2. Reaksi oksidasi. Berdasarkan sifat alkohol untuk mengoksidasi menjadi aldehida, yang terdeteksi oleh bau. Berbagai zat pengoksidasi digunakan sebagai reagen: kalium permanganat, kalium dikromat, kalium heksasianoferat (III), dll.

7 menjadi +2 dan menghilangkan warna, mis. membuat reaksi paling efektif.

C 2 H 5 OH + [O] → CH 3 -C = O + H 2 O

etil alkohol asetaldehida (bau apel)

Reaksi kimia sampingan dapat menyertai oksidasi. Misalnya, dalam kasus efedrin, dekomposisi hidramin, dalam kasus asam laktat, dekarboksilasi.

3. Reaksi kompleksasi, berdasarkan sifat alkohol polihidrat untuk membentuk senyawa kompleks dengan tembaga (II) sulfat dalam media alkali.

CuSO 4 + 2 NaOH → Cu (OH) 2 + Na 2 SO 4

kompleks biru gliserin

Aminospitra memberikan reaksi warna yang sama (efedrin, mezaton, dll). Kompleksasi melibatkan hidroksil alkohol dan gugus amino sekunder. Kompleks berwarna yang dihasilkan memiliki struktur:

Dalam kasus efedrin, kompleks yang dihasilkan, ketika diekstraksi menjadi eter, memberikan warna ungu-merah, sedangkan lapisan air mempertahankan warna biru.

kuantisasi

1. Metode asetilasi: alkalimetri, opsi netralisasi, metode titrasi tidak langsung. Berdasarkan sifat alkohol untuk membentuk ester yang tidak larut. Asetilasi dilakukan dengan kelebihan anhidrida asetat dengan pemanasan dengan adanya piridin. Selama titrasi, sejumlah ekivalen asam asetat dilepaskan, yang dititrasi dengan natrium hidroksida dengan indikator fenolftalein.

CH 2 -OH CH 2 -O-COCH 3

CH -OH + 3 (CH 3 CO) 2 O → CH -O-COCH 3 + 3 CH 3 COOH

CH 2 -OH CH 2 -O-COCH 3

Pada saat yang sama, asam yang terbentuk selama hidrolisis anhidrida asetat berlebih yang diambil untuk asetilasi juga akan dititrasi, oleh karena itu, diperlukan eksperimen kontrol.

(CH 3 CO) 2 O + H 2 O → 2 CH 3 COOH

CH 3 COOH + NaOH → CH 3 COONa + H 2 O E = M / 3

2. Bikromatometri... Metode ini didasarkan pada oksidasi alkohol dengan kelebihan kalium dikromat dalam media asam. Dalam hal ini, etil alkohol dioksidasi menjadi asam asetat, gliserin - menjadi karbon dioksida dan air. Oksidasi berlangsung dari waktu ke waktu dan oleh karena itu metode titrasi balik digunakan.

3 C 2 H 5 OH + 2 K 2 Cr 2 O 7 + 16 HNO 3 → 3 CH 3 COOH + 4 Cr (NO 3) 3 + 4 KNO 3 + 11 H 2 O

Kelebihan kalium dikromat ditentukan secara iodometrik dengan indikator - pati:

K 2 Cr 2 O 7 + 6 KJ + 14 HNO 3 → 3 J 2 + 2 Cr (NO 3) 3 + 8 KNO 3 + 7 H 2 O

J 2 + 2 Na 2 S 2 O 3 → 2 NaJ + Na 2 S 4 O 6 E = M / 4

3. Cuprimetri... Metode ini didasarkan pada sifat alkohol untuk membentuk senyawa kompleks yang stabil dengan tembaga sulfat dalam media basa. Titrasi langsung. Titrannya adalah tembaga sulfat. Indikator - murexid. Metode tersebut digunakan dalam pengendalian mutu intra-farmasi bentuk sediaan dengan kloramfenikol.

Hidroksil fenolik: AR- DIA

Ini adalah hidroksil terkait dengan radikal aromatik. Ini mengandung zat obat dari kelompok fenol, asam fenolik dan turunannya, turunan phenanthrenisoquinoline, synestrol, adrenalin, dll.

Identifikasi

1. Reaksi kompleksasi hidroksil fenolik dengan ion besi (III). Ini didasarkan pada sifat hidroksil fenolik untuk membentuk senyawa kompleks yang larut, sering berwarna biru (fenol) atau ungu (resorcinol, asam salisilat), lebih jarang merah (PAS-natrium) dan hijau (quinosol).

Komposisi kompleks, dan, oleh karena itu, warnanya disebabkan oleh jumlah hidroksil fenolik: biru (fenol) atau ungu (resorsinol), pengaruh gugus fungsi lain (asam salisilat, PAS-natrium, quinosol), reaksi medium (resorsinol).

asam salisilat

2. Reaksi brominasi cincin aromatik. Berdasarkan substitusi elektrofilik hidrogen dalam HAI- dan NS- posisi pada bromin untuk membentuk turunan bromo putih yang tidak larut. Dengan kelebihan air brom, produk oksidasi dan halogenasi (tetrabromocyclohexadien-2,5-one) terbentuk dalam bentuk endapan kuning.

Sebagai hasil interaksi dengan aldehida, oligomer dan terbentuk, yang strukturnya tergantung pada:

  • fungsi fenol yang digunakan,
  • jenis aldehida,
  • rasio molar reagen,
  • pH media reaksi.

Dalam hal ini, produk linier (atau bercabang lemah) terbentuk, yang disebut novolak, atau oligomer termoset bercabang tinggi yang disebut resolusi.
Dalam fenol, hidrogen bersifat reaktif, yang orto- dan pasangan- posisi ke gugus hidroksil. Oleh karena itu dari fenol monohidrat trifungsional adalah fenol, dan, dan dari diatomik- resorsinol:
Yang bifungsional termasuk fenol dengan substituen di orto- atau pasangan- posisi- HAI- dan p-kresol 2,3- , 2,5- dan 3,4- xilenol:
2,6- dan 2,4-xilenol - monofungsional.

Untuk dan furfural dengan fenol trifungsional, oligomer dan oligomer dapat diperoleh. Fenol bifungsional hanya membentuk oligomer termoplastik.
Dari aldehida, hanya formaldehida dan furfural yang mampu membentuk oligomer termoset selama polikondensasi dengan fenol trifungsional. Aldehida lain (asetat, butirat, dll.) tidak membentuk oligomer termoset karena berkurangnya aktivitas kimia dan hambatan sterik.

Oligomer termoplastik (novolac) terbentuk dalam kasus berikut:

  • dengan kelebihan fenol (rasio fenol: formaldehida 1: 0,78-0,86) dengan adanya katalis asam; dengan tidak adanya kelebihan fenol, oligomer resole terbentuk;
  • dengan formaldehida berlebih (rasio fenol: formaldehida 1: 2-2,5) dengan adanya asam kuat sebagai katalis; oligomer yang diperoleh dalam hal ini tidak mengeras pada pemanasan, tetapi ketika sejumlah kecil basa ditambahkan ke dalamnya, mereka masuk ke keadaan yang tidak dapat larut dan tidak larut.

Oligomer termoset (rezole) terbentuk dalam kasus berikut:

  • ketika polikondensasi kelebihan fenol trifungsional dengan formaldehida dengan adanya katalis basa (dalam media alkali, oligomer termoset diperoleh bahkan dengan kelebihan fenol yang sangat besar, yang dalam hal ini tetap larut dalam produk reaksi);
  • dengan sedikit kelebihan formaldehida dengan adanya katalis basa dan asam.
    Fitur interaksi fenol dengan formaldehida adalah penggunaan formaldehida terutama dalam bentuk larutan berair. Solusi semacam itu memiliki komposisi kompleks karena hal-hal berikut:

CH2O + H2O<=>HOSN 2 OH
H O (CH 2 O) n H + HOCH 2 OH<=>H O (CH 2 O) n + 1 H + H 2 0
H O (CH 2 O) n H + CH 3 OH<=>CH 3 O (CH 2 O) n H + H 2 0

Ini terlibat dalam reaksi dengan fenol formaldehida bebas paling reaktif, yang konsentrasinya dalam larutan rendah. Saat formaldehida dikonsumsi, keseimbangan bergeser ke kiri... Dalam hal ini, laju pembentukan formaldehida lebih tinggi daripada laju konsumsinya untuk reaksi dengan fenol. Oleh karena itu, dalam proses interaksi fenol dengan formaldehida, tahap dehidrasi metilen glikol, depolimerisasi oligooxymethylene glycol dan dekomposisi hemiasetal tidak membatasi.
Kinetika dan mekanisme pembentukan oligomer fenol-formaldehida ditentukan oleh jenis katalis yang digunakan. Dengan adanya asam, reaksi berlangsung sebagai berikut:
Awalnya, senyawa ini terbentuk dalam jumlah yang kira-kira sama, kemudian karena reaktivitas yang lebih tinggi proporsi para isomer menjadi lebih kecil. Jumlah konten monohidroksimetilfenol dalam media reaksi pertama meningkat, mencapai 6-8% , dan kemudian mulai menurun, karena laju reaksi adisi hampir orde besarnya lebih rendah daripada laju reaksi kondensasi.

Saat kondensasi berlangsung, 4,4'- dan 2,4'-dihidroksidifenilmetana dan kemudian dalam jumlah yang lebih kecil 2,2'-dihidroksidifenilmetana:
Dalam produk reaksi pada tahap awal kondensasi, 1,3-benzodioksana dan turunan hemiasetal hidroksimetilfenol... Pada saat yang sama, produk polikondensasi hampir tidak ada. di- dan trihidroksimetilfenol dan . Yang terakhir dibentuk oleh interaksi turunan hidroksimetil fenol satu sama lain:
Rendahnya konsentrasi senyawa ini dalam massa reaksi dijelaskan oleh stabilitasnya yang rendah. Dihidroksidibenzil eter terurai dengan pelepasan formaldehida:

Selain itu, mungkin fenollisis dihidroksidibenzil eter (K = 2 10 10 pada 25 ° C), menghasilkan campuran produk yang mengandung o-hidroksimetilfenol, 2,2'- dan 2,4'-dihidroksidifenilmetana, sebaik tiga- dan inti empat dengan ikatan metilen. Berikut ini adalah data konstanta kesetimbangan dari reaksi-reaksi tersebut:

Reaksi konstanta kesetimbangan
pada 25 ° C pada 100 ° C
Pembentukan hidroksimetilfenol 8 · 10 3 10 2
Pembentukan dihidroksidifenilmetana 10 9 3 · 10 6
Pembentukan dihidroksidibenzil eter 8 10 -2 9 · 10 -3
Penghancuran ikatan dimetilen eter 2 · 10 6 5 · 10 6

Seperti yang dapat dilihat dari nilai konstanta kesetimbangan, pembentukan jembatan metilen antara inti fenil secara termodinamika jauh lebih menguntungkan daripada jembatan. -CH2 OCH2 -(konstanta kesetimbangan yang sesuai berbeda 8-9 kali lipat). Dalam kondisi normal untuk sintesis oligomer fenol-formaldehida, ketika formaldehida digunakan dalam bentuk larutan berair, pembentukan dihidroksidibenzil eter praktis tidak mungkin.

Saat menggunakan turunan fenol tersubstitusi orto, isomer orto yang sesuai juga distabilkan karena pembentukan ikatan hidrogen intramolekul:
Pada tahap selanjutnya dari proses kimia, interaksi terjadi monohidroksimetil turunan fenol dengan dihidroksidifenilmetana... Reaksi adisi dan kondensasi yang terjadi dalam media asam adalah orde pertama terhadap masing-masing reagen; dalam konstanta laju, mereka berbanding lurus dengan aktivitas hidrogen. Energi aktivasi reaksi adisi 78.6-134.0 kJ / mol, reaksi kondensasi fenol dengan o-hidroksimetilfenol 77,5-95,8 kJ / mol dan n-hidroksimetilfenol 57,4-79,2 kJ / mol.

Laju reaksi adisi dan kondensasi pada reaksi tak tersubstitusi orto- ketentuan oligomer novolac sedikit bergantung pada, yaitu, semuanya gratis orto- posisi memiliki reaktivitas yang sama.

Peningkatan konversi monomer menyebabkan membagi massa reaksi menjadi dua lapisan: berair dan oligomer, setelah itu reaksi berlanjut dalam sistem heterogen. Interaksi pada antarmuka praktis tidak relevan karena relatif lambatnya reaksi yang sedang dipertimbangkan.

Kehadiran tiga kelompok reaktif dalam fenol menciptakan prasyarat untuk isomerisme oligomer fenol-formaldehida... Komposisi isomernya ditentukan oleh rasio laju reaksi terhadap HAI- dan NS- ketentuan inti fenolik. Reaktivitas posisi ini tergantung pada sifat katalis, pH lingkungan dan suhu.

Di bawah kondisi yang biasa untuk produksi novolak (katalis adalah asam, pH = 0-2, 37% larutan foralin, suhu sekitar 100 ° C) tidak tersubstitusi pasangan- posisi unit fenolik dan pasangan- gugus hidroksimetil jauh lebih aktif daripada yang sesuai orto- ketentuan dan orto- gugus hidroksimetil. Perbedaan ini sangat signifikan dalam kasus reaksi kondensasi, seperti yang dapat dilihat dari data di bawah ini:

Reaksi Kecepatan konstan,

k · 10 5 s -1

energi aktivasi,

KJ / mol

Fenol -> o-hidroksimetilfenol 1,5 93,5
Fenol -> NS-hidroksimetilfenol 1,8 79,6
o-Hidroxymethylphenol ->

2,2'-dihidroksidifenilmetana

5,9 96,0
p-Hidroxymethylphenol ->

2,4'-dihidroksidifenilmetana

35,6 79,3
o-Hidroxymethylphenol ->

2,4'-dihidroksidifenilmetana

14,8 78,0
p-Hidroxymethylphenol ->

4,4'-dihidroksidifenilmetana

83,9 72,5

Laju reaksi menurut orto- posisi meningkat dengan meningkatnya NS dan suhu. Komposisi isomer dari produk polikondensasi dalam larutan berair sedikit bergantung pada sifat asam. Dalam kasus polikondensasi dalam pelarut organik (etil alkohol, toluena, tetrakloroetana), proporsi orto- substitusi menurun dalam serangkaian asam:asetat > oksalat > asam benzenasulfonat > asam klorida.
Novolac umum mengandung 50-60% orto-, pasangan- ikatan metilen, 10-25% orto-, orto- dan 25-30% pasangan-, pasangan- ikatan metilen.
Dalam proses mendapatkan oligomer fenolik, linier dan bercabang produk. Namun, tingkat percabangan kecil, karena proporsi unit fenolik trisubstitusi adalah 10-15% ... Tingkat percabangan yang rendah dijelaskan oleh fakta bahwa campuran awal isomer mengandung kelebihan fenol.

Polikondensasi asam

Dengan katalisis asam, reaksi berlangsung menurut mekanisme berikut. Pertama terjadi
Timbul lebih lanjut ion karbonium menyerang fenol, membentuk:
Dalam lingkungan asam, hidroksimetilfenol membentuk ion karbonium yang relatif stabil dan berumur panjang, yang bereaksi sebagai agen elektrofilik dengan fenol atau senyawanya. turunan hidroksimetil:
Secara umum, proses memperoleh novolac dapat diwakili oleh skema berikut: Penurunan kelebihan fenol dalam campuran awal disertai dengan peningkatan berat molekul dari novolac . yang dihasilkan, dan pada rasio yang mendekati equimolar, dimungkinkan untuk memperoleh polimer struktur spasial.

Novolak berasal dari fenol trifungsional atau campuran fenol yang mengandung setidaknya satu fenol trifungsional, masih ada hidrogen aktif di orto- dan pasangan - posisi untuk hidroksil fenolik. Oleh karena itu, ketika memprosesnya dengan formaldehida, mengganti katalis asam dengan yang basa, dimungkinkan untuk mendapatkan sol langsung dari polimer yang tidak dapat dilarutkan dan tidak larut. menolak .

Resit juga diperoleh dengan aksi polimer formaldehida ( paraform, -polioksimetilena, -polioksimetilena) atau heksametilenatetramina. Dalam kasus terakhir, tampaknya, proses pengawetan melibatkan di- dan trimetilamina terbentuk selama dekomposisi heksametilenatetramina, dan amonia yang dilepaskan berperan sebagai katalis.

Novolaks diperoleh dari fenol bifungsional (HAI- dan NS- cresols), ketika diperlakukan dengan formaldehida, mereka tidak berubah menjadi keadaan yang tidak dapat diresapi dan tidak larut. Namun, jika oligomer tersebut dipanaskan di atas 180 ° C, mereka mampu melewati, meskipun lambat, ke dalam keadaan yang tidak dapat larut dan tidak dapat larut.

Gambar serupa diamati di 250-280 ° C dan untuk novolac yang diperoleh dengan polikondensasi 1 mol fenol dengan 0,8 mol formaldehida, yang dapat dijelaskan dengan aktivasi atom hidrogen dalam meta- posisi hidroksil fenolik atau interaksi yang terakhir dengan pembentukan ikatan eter.

Polikondensasi alkali

Ketika fenol berinteraksi dengan formaldehida dalam media basa, seperti dalam kasus katalisis asam, HAI- dan p-hidroksimetilfenol, kemudian 2,4- dan 2,6-dihidroksimetilfenol dan akhirnya trihidroksimetilfenol... Polikondensasi terutama melibatkan: pasangan- gugus hidroksimetil dan tidak tersubstitusi pasangan- posisi inti fenolik.

Dari turunan hidroksimetil, yang paling reaktif adalah 2,6-dihydrocoimeylphenol yang bereaksi cepat dengan formaldehida untuk membentuk trihidroksimetilfenol... Hidroksimetilfenol yang terbentuk dalam media basa (berlawanan dengan media asam) sangat stabil. Oleh karena itu, pada suhu reaksi tidak lebih tinggi dari 60 ° C hidrosemetilfenol tetap menjadi satu-satunya produk reaksi.

Dengan meningkatnya suhu, turunan hidroksimetil mulai berinteraksi baik satu sama lain maupun dengan fenol. Produk utama ketika homokondensasi p-hidroksimetilfenol adalah 5-hidroksimetil-2,4'-dihidroksidifenilmetana:
Dalam hal ini, dengan analogi dengan katalisis asam, pembentukan 4,4'-dihidroksidifenilmetana... Namun, karena senyawa ini ditemukan tanpa adanya fenol, reaksi tampaknya berlangsung melalui pembentukan perantara dari senyawa yang tidak stabil dihidroksidibenzil eter:

Perlu dicatat bahwa dalam lingkungan basa, umumnya senyawa stabil dengan ikatan dimetilen eter

-CH2 OCH2 -

tidak terbentuk dalam jumlah yang cukup besar. Perbandingan pa- dan orto- hidroksimetilfenol tersubstitusi tergantung pada NS Bagikan pasangan- produk substitusi menurun (dengan pH = 13 itu adalah 0,38, di pH = 8,7 itu adalah 1.1).
Tergantung pada katalis basa yang digunakan dalam rangkaian kation, rasio ini meningkat dalam urutan berikut:
Mg

Pada pH≤9 reaksi adisi adalah urutan pertama dalam fenol dan formaldehida, lajunya berbanding lurus dengan konsentrasi DIA --ion. Untuk katalisis NaOH pada 57 ° C dan pH≈8,3 nilai konstanta laju dan energi aktivasi berikut diperoleh:

Reaksi Konstanta laju, k · 10 5, l · mol / s Energi aktivasi, kJ / mol
Fenol -> o-hidroksimetilfenol 1,45 68,55
Fenol -> NS-hidroksimetilfenol 0,78 65,20
o-Hidroxymethylphenol ->

2,6'-dihidroksimetilfenol

1,35 67,71
o-Hidroxymethylphenol ->

2,4'-dihidroksimetilfenol

1,02 60,61
NS-Hidroxymethylphenol ->

2,4'-dihidroksimetilfenol

1,35 77,23
p-Hidroxymethylphenol ->

4,4'-dihidroksimetilfenol

83,9 72,5
2,6-Dihidroksimetilfenol ->

2,4,6-trihidroksimetilfenol

2,13 58,40
2,4-Dihidroksimetilfenol ->

2,4,6-trihidroksimetilfenol

0,84 60,19

Dengan demikian, interaksi turunan hidroksimetil satu sama lain terjadi lebih cepat daripada reaksinya dengan fenol.
Mekanisme interaksi fenol dengan formaldehida dalam kondisi katalisis basa meliputi pembentukan anion asam semu dengan nukleofilisitas tinggi:
Lokalisasi muatan negatif di orto- dan pasangan- posisi asam semu membuat mereka sangat reaktif terhadap agen elektrofilik, khususnya formaldehida:
Muatan negatif dalam ion fenolat bergeser ke arah cincin karena pengaruh induktif dan efek konjugasi. Dalam hal ini, kerapatan elektron dalam orto- dan pasangan- posisi meningkat ke tingkat yang lebih besar daripada pada oksigen dari gugus hidroksimetil, karena transfer muatan melalui -ikatan lebih efisien daripada melalui -ikatan... karena itu orto- dan pasangan- posisi inti lebih nukleofilik daripada gugus hidroksimetil.

Konsekuensi dari ini adalah serangan agen elektrofilik pada cincin, yang disertai dengan pembentukan ikatan metilen(bukan dimetilen eter). Laju reaksi maksimum pada pH = pKa reagen dan minimal pada pH = 4-6... Pada nilai-nilai ini NS oligomer resole adalah yang paling stabil.
Memiliki beberapa kekhususan reaksi fenol dengan formaldehida bila digunakan sebagai katalis amonia... Amonia bereaksi dengan mudah secara kuantitatif dengan formaldehida untuk membentuk heksametilenatetramina:
Oleh karena itu, seiring dengan interaksi fenol dengan formaldehida, reaksi fenol dengan heksametilenatetraamin dapat terjadi. Secara alami, kemungkinan reaksi ini tergantung pada rasio CH2O: NH3... Semakin kecil, semakin besar kemungkinan reaksi kedua akan terjadi, yang mengakibatkan adanya produk reaksi, bersama dengan hidroksimetilfenol, 2-hidroksibenzilamina, 2,2'-dihidroksidibenzilamina dan juga turunannya benzokazin struktur:
Penggunaan garam logam, oksida atau hidroksida sebagai katalis dalam beberapa kasus menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam proporsi oligomer yang mengandung orto- inti fenolik tersubstitusi. Pengaruh orientasi orto dimiliki oleh Zn, Cd, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Fe, Pb. Efek orientasi orto dari katalis ini terutama terlihat pada pH = 4-7, ketika aksi katalitik ion H + dan DIA - minimal. Oleh karena itu, garam dari asam karboksilat lemah paling sering digunakan sebagai katalis, misalnya, asetat.

Pendidikan hidroksimetilfenol dalam kasus katalisis oleh hidroksida logam dapat direpresentasikan sebagai berikut:
Dengan cara ini, baik novolaks dan resols dapat diperoleh. Orto-isomer sebagian besar terbentuk dalam kasus reaksi non-katalitik, yang mekanismenya telah diusulkan menurut mana reaksi berlangsung melalui H-kompleks fenol-formaldehida:
resolusi adalah campuran produk linier dan bercabang dari rumus umum:
H - [- C 6 H 2 (OH) (CH 2 OH) CH 2] m - [- C 6 H 3 (OH) CH 2 -] n -OH
di mana n = 2.5, m = 4-10.
Berat molekul resols (dari 400 hingga 800-1000) lebih rendah daripada oligomer novolac, karena polikondensasi dilakukan dengan sangat cepat untuk mencegah gelasi. Saat dipanaskan, resol secara bertahap mengeras, yaitu, mereka berubah menjadi polimer spasial.

Dalam proses pengawetan oligomer resole, tiga tahap dibedakan:

  • DI DALAM tahapan TETAPI disebut juga tekad, oligomer serupa dalam sifat fisiknya dengan oligomer novolac, karena, seperti novolac, ia meleleh dan larut dalam alkali, alkohol, dan aseton. Tetapi tidak seperti novolac, resole adalah produk tidak stabil yang, ketika dipanaskan, berubah menjadi keadaan yang tidak dapat larut dan tidak dapat larut.
  • DI DALAM tahapan DI DALAM polimer yang disebut resitol, hanya sebagian larut dalam alkohol dan aseton, tidak meleleh, tetapi masih mempertahankan kemampuan untuk melunak (saat dipanaskan, menjadi sangat elastis, keadaan kenyal) dan membengkak dalam pelarut.
  • DI DALAM tahapan DENGAN- tahap akhir pengawetan - polimer yang disebut ulangi, adalah produk infusible dan tidak larut yang tidak melunak saat dipanaskan dan tidak membengkak dalam pelarut.

Pada tahap resit, polimer memiliki tinggi ketidakcocokan dan struktur spasial yang sangat kompleks:



Rumus ini hanya menunjukkan isi kelompok dan pengelompokan tertentu, tetapi tidak mencerminkan rasio kuantitatifnya. Saat ini diyakini bahwa polimer fenol-formaldehida agak jarang terkait silang (sejumlah kecil simpul dalam jaringan tiga dimensi). Tingkat penyelesaian reaksi pada tahap terakhir pengawetan rendah. Biasanya, hingga 25% gugus fungsi yang membentuk ikatan dalam jaring tiga dimensi dikonsumsi.

Bibliografi:
Kuznetsov E.V., Prokhorova I.P. 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., Mueller K. Fenoplast. M., Kimia, 1978.288 hal.
Nikolaev A.F. Teknologi plastik, L., Kimia, 1977.366 hal.

Fenol dalam media netral dalam larutan berair atau alkohol membentuk garam dengan besi (III) klorida, berwarna biru-ungu (monohidrat), biru (diatomik: resorsinol), hijau (katekol) atau merah (floroglucinol). Ini dijelaskan oleh pembentukan kation C 6 H 5 OFe 2+, C 6 H 5 OFe +, dll.

Metodologi: sampai 1 ml larutan berair atau alkohol dari zat uji ( fenol - 0,1: 10, resorsinol - 0,1: 10, natrium salisilat - 0,01: 10, piridoksin hidroklorida - 0,01: 10) tambahkan 1 sampai 5 tetes larutan besi (III) klorida. Warna khas diamati.

7.2. Reaksi oksidasi (uji indofenol)

tetapi). Reaksi dengan kloramin.

Ketika fenol berinteraksi dengan kloramin dan amonia, indofenol terbentuk, diwarnai dalam berbagai warna: biru-hijau (fenol), kuning kecoklatan (resorsinol), merah-coklat (PAS-natrium), dll.

Metodologi: 0,05 g zat uji ( fenol, resorsinol, PAS-natrium) larutkan dalam 0,5 ml larutan kloramin, tambahkan 0,5 ml larutan amonia. Campuran dipanaskan dalam penangas air mendidih. Pewarnaan diamati.

B). Reaksi nitro Lieberman. Produk berwarna (merah, hijau, merah-coklat) dibentuk oleh fenol, yang tidak memiliki substituen pada posisi orto dan para.

Metodologi: Sebutir zat ( fenol, resorsinol, timol, asam salisilat) ditempatkan dalam cangkir porselen dan dibasahi dengan 2-3 tetes larutan natrium nitrit 1% dalam asam sulfat pekat. Pewarnaan diamati, berubah pada penambahan larutan natrium hidroksida.

7.3. Reaksi kondensasi dengan aldehida.

Fenol dengan adanya asam sulfat pekat mengembun dengan aldehida untuk membentuk zat tidak berwarna. Kemudian asam sulfat pekat mendehidrasi produk kondensasi dengan pembentukan zat struktur quinoid. Warna merah muncul.

Metodologi: Beberapa butir materi ( fenol, resorsinol, asam salisilat, quinosol dan lain-lain) ditempatkan dalam cangkir porselen dan dibasahi dengan 2-3 tetes reagen Mark (atau larutan aldehida lain dalam asam sulfat). Warna merah diamati saat berdiri.

Beberapa obat heterosiklik yang mengandung hidroksil fenolik memberikan warna merah-ungu atau biru-ungu (produk oksidasi).

7.4. Kombinasi dengan garam diazonium

Fenol dalam lingkungan basa dan amonia berinteraksi dengan garam diazonium untuk membentuk pewarna azo (warna merah):

pewarna azo (warna merah)

Metodologi: tetapi). Persiapan diazoaktif: 0,1 g asam sulfanilat dilarutkan dalam 10 ml air. Larutan diasamkan dengan asam klorida dan dipanaskan selama 3 menit. Ke dalam larutan yang didinginkan tambahkan 2 ml larutan natrium nitrit 0,1 M.

B). Untuk 0,05 g zat obat ( resorsinol, fenol, natrium salisilat, PAS-natrium, quinosol), dilarutkan dalam 5 ml air, tambahkan 2 ml larutan amonia dan 1 ml diazo reaktif. Warna merah terbentuk.

Di antara banyak reaksi warna terhadap hidroksil fenolik, uji dengan besi klorida adalah yang paling banyak digunakan dalam analisis farmakope. Warna yang dihasilkan biasanya biru atau ungu dan tergantung pada substituennya. S. Weibel menunjuk pada "keteraturan berikut, yang, bagaimanapun, tidak valid dalam semua kasus" yang ditetapkan secara empiris:

1) fenol tersubstitusi yang memiliki dua gugus hidroksil pada posisi orto memberikan warna hijau;

2) adanya gugus karboksil pada posisi orto pada hidroksil menyebabkan munculnya warna ungu alih-alih biru,

3) jika gugus karboksil berada pada posisi para terhadap hidroksil, warnanya menjadi kuning atau merah, intensitas warna meningkat dalam kasus pertama, dan menurun pada yang terakhir, asam p-hidroksikarboksilat juga dapat membentuk kuning atau kemerahan mengendap dengan besi klorida,

4) fenol meta-substitusi biasanya memberikan reaksi warna yang lemah atau tidak mewarnai sama sekali, namun m-dioxybenzene (resorcinol) berubah menjadi warna ungu pekat.

Encerkan 1 ml larutan adrenalin 0,1% dengan 4 ml air, tambahkan 1 tetes larutan besi klorida: segera muncul warna hijau, berubah menjadi merah ceri ketika 0,5 ml amonia encer ditambahkan. (Larutan epinefrin hidroklorida, GPC.)

Fenol dengan posisi orto atau para bebas menghilangkan warna air bromin dan membentuk produk substitusi, yang biasanya mengendap dan dapat dicirikan oleh titik leleh setelah rekristalisasi.

Jadi, tribromofenol, diperoleh dengan brominasi fenol, setelah rekristalisasi dari alkohol dan pengeringan pada 80 ° meleleh pada 92-95 °.

Fenol yang sama digabungkan dengan amina aromatik primer yang diazotasi dalam semua kasus ketika substitusi tidak dalam posisi meta ke gugus amino atau ke gugus hidroksi lainnya.

Reaksi dijelaskan di atas ketika menguji gugus amino aromatik primer.

Banyak fenol dengan posisi para bebas mengembun dengan 4-klorin, dalam-2,6-diklorokuinon untuk membentuk indofenol berwarna. Reaksi indofenolik dapat dilakukan baik dalam larutan maupun pada kertas saring.

Tempatkan 1 ml larutan 0,01% dalam dua tabung reaksi, masing-masing ditunjuk A dan B, dan tambahkan 2 ml larutan natrium asetat 20% ke setiap tabung. Tambahkan 1 ml air ke tabung reaksi A, tambahkan 1 ml larutan asam borat 4% ke tabung reaksi B-1 dan aduk. Dinginkan kedua tabung hingga 20 ° dan dengan cepat tambahkan ke setiap tabung 1 ml larutan 0,5% 4-klorimin-2,6-diklorokuinon dalam alkohol: warna biru muncul di tabung A, yang dengan cepat menghilang dan berubah menjadi merah setelah beberapa menit , tidak tampak warna biru pada tabung reaksi B. (Piridoksin Hidroklorida. Farmakope Internasional, Farmakope Amerika Serikat XVII.)

Kekhususan metode umum untuk fenol dicapai dalam kasus piridoksin karena reaksi dua molekul piridoksin dengan satu molekul asam borat, sebagai akibatnya terbentuk senyawa yang tidak bereaksi dengan klorokuinon.

Kompleks piridoksin dengan asam borat

Yang terakhir memungkinkan untuk melakukan penentuan kontrol, yang membedakan piridoksin dari senyawa fenolik lainnya dan dari piridoksin dan piridoksal, yang tidak memiliki gugus oksimetilen pada posisi 4. Reaksi yang sama digunakan dalam State Pharmacopoeia edisi X untuk uji untuk tidak adanya piridoksin metil ester.

Fenol diubah menjadi turunan asetil dengan memanaskan zat yang dilarutkan dalam piridin dengan anhidrida asetat.

0,2 g direbus selama 5 menit dengan 1 ml anhidrida asetat dan 2 ml piridin dalam labu untuk asetilasi. Setelah dingin, tambahkan 10 tetes air dan setelah kristal terbentuk, 50 ml air lagi, labu didiamkan dengan pengadukan konstan selama 1 jam. Saring melalui saringan kaca, bilas labu, dan saring dengan 50 ml air. Keringkan filter pada 105°. Titik leleh diasetat yang dihasilkan adalah 121-124 °. (Diethylstilbestrol, Skandinavia Pharmacopoeia.)

Dicumarin, fluorescein dan fenolftalein ditentukan dengan cara yang sama, titik leleh turunan asetil masing-masing adalah 262-271 °, 202-207 ° dan 147-150 °.

Seperti amina aromatik, benzoat fenolik adalah padatan kristal dengan titik leleh yang khas.

0,03 g sediaan yang dihancurkan dilarutkan dalam labu dengan ground stopper dengan kapasitas 50 ml dalam 12 ml larutan kalium hidroksida 5%, didinginkan hingga suhu tidak melebihi 10 ° dan ditambahkan 3-4 tetes benzoil klorida. Larutan dikocok kuat-kuat, endapan yang terpisah disaring ke dalam saringan kaca kecil No. 3 atau No. 4, dicuci dengan 1-2 ml air, dipindahkan ke labu 25 ml yang dilengkapi dengan kondensor udara, tambahkan 2 ml metil alkohol dan dipanaskan dalam penangas air sambil diaduk sampai larut sempurna, kemudian

didinginkan dalam es. Endapan yang terbentuk disaring dan dikeringkan selama 30 menit dalam oven pada suhu 100-105°. Titik leleh etinilestradiol benzoat yang diperoleh adalah 199-202°. (Etinil gradiol, GFH.)


semakin besar faktor steriknya. Ketika mempelajari interaksi antioksidan fenolik dengan radikal alkil dan peroksida aktif, diasumsikan bahwa hidrogen disarikan dari gugus fenolik dan radikal feno-kuat 6Н5О- terbentuk, yang kemudian diubah menjadi senyawa tidak aktif. Transisi ini dapat terjadi selama interaksi kedua radikal fenoksil yang tepat dari tipe C6H5O-OS6Hb dan radikal isomer dengan mereka dengan struktur quinoid:

Pembentukan radikal fenoksil dari fenol dalam kondisi oksidasi dicatat dengan metode EPR. Dalam kondisi oksidasi, radikal fenoksil mengalami transformasi lebih lanjut.

Radikal inhibitor dapat bereaksi satu sama lain. Rekombinasi radikal fenoksil menyebabkan dimer.

Reaksi In-4-In-. Rekombinasi radikal fenoksil telah dipelajari dengan cukup rinci. Sebagai aturan, reaksi berlangsung dalam beberapa tahap. Radikal fenoksil dari ionol bergabung kembali dalam dua arah paralel:

Pembentukan radikal fenoksil oleh reaksi ini dibuktikan dengan metode EPR menggunakan 2,4,6-tri-greg-butilfenol sebagai contoh. Probabilitas pelepasan radikal yang terbentuk ke dalam bulk pada interaksi cumyl hidroperoksida dengan 4-metoksifenol adalah 27%.

Kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan radikal fenoksil. Oleh karena itu, dalam reaksi oksidasi, fenol dikonsumsi terlebih dahulu, dan kemudian amina. Sinergisme adalah hasil pemutusan rantai yang lebih efisien oleh dua inhibitor karena kombinasi sukses dari efisiensi tinggi amina aromatik dalam pemutusan rantai dengan aktivitas fenoksil rendah dalam reaksi propagasi berantai.

Efektivitas antioksidan alkilfenol terutama tergantung pada stabilitas radikal fenoksil yang terbentuk selama oksidasi dan pada tingkat polaritas gugus hidroksil. Stabilitas radikal fenoksil meningkat dengan peningkatan tingkat perisai spasial mereka.

radikal alkil yang terletak di posisi 2 dan 6. Dalam hal ini, kemampuan perisai radikal alkil meningkat dengan peningkatan volumenya, misalnya, dari metil menjadi greg-butil. Polaritas gugus hidroksil dalam alkilfenol tergantung pada sifat substituen alkil dalam posisi para: substituen donor elektron mengurangi polaritas, dan substituen donor elektron meningkatkannya. Terlepas dari kenyataan bahwa kemampuan donor elektron radikal alkil pada posisi para meningkat dengan pemanjangan rantai, studi eksperimental telah menunjukkan bahwa alkilfenol dengan radikal metil pada posisi para ke gugus hidroksil memiliki aktivitas stabilisasi terbesar. Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa aktivitas senyawa alkilfenol juga tergantung pada faktor lain, khususnya, diasumsikan bahwa produk transformasi radikal fenoksil primer memainkan peran tertentu selama oksidasi.

Perbedaan efek sinergis dari antioksidan yang dipelajari dijelaskan oleh reaktivitas yang berbeda dari radikal fenoksil yang dihasilkan PO-. Radikal ini kurang stabil, semakin besar tingkat interaksinya dengan amina. Sesuai dengan ini, tingkat konsumsi amina yang berbeda dengan adanya fenol dicatat di daerah awal kurva kinetik. Berdasarkan data kinetika konsumsi, antioksidan fenolik yang dipelajari dalam hal stabilitas radikal diperingkatkan dalam baris berikut: 2,6-di-t / 7e-butylphenoxide ^ 2-methyl-6-t / 7e- butilfenoksida ^ 2,6-disikloheksilfenoksida. Deret ini sesuai dengan nilai konstanta Taft sterik: untuk metil es = 0, untuk sikloheksil - 0,79 dan untuk treb-butil - 1,54. karena itu

Oksidasi dalam mode autooksidasi berlanjut dengan pembentukan radikal bebas melalui reaksi percabangan rantai yang merosot, yang mengarah pada peningkatan laju oksidasi total hidrokarbon aromatik. Dengan akumulasi senyawa seperti fenol, yang memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan radikal bebas dengan pembentukan radikal fenoksil tidak aktif, laju oksidasi hidrokarbon aromatik secara bertahap menurun dan proses oksidasi "mati".

Dalam karya yang dikutip di atas, ditunjukkan bahwa mekanisme kerja inhibitor fenolik tidak terbatas pada penggantian radikal aktif R "dengan radikal fenoksil tidak aktif. Dengan adanya inhibitor, radikal R02 ° B dapat diubah menjadi hidroperoksida yang stabil dan radikal fenoksil dapat bergabung kembali menjadi kuinon yang sesuai.

Dalam fenol terlindung, hidroksil fenolik tidak aktif karena hambatan sterik. Dalam hal ini, 2,6-di-gareote, -butyl-4-methylphsnol,))) "de hidroksil fenolik dilindungi oleh dua radikal mpem-butil, kehilangan sifat fenolik dan tidak bereaksi dengan alkali, logam alkali, anhidrida asetat Hanya bereaksi dengan reagen Grignard Pada saat yang sama, isomer 2,4-di-tert-butil-3-metilfenol, menjadi kriptofenol, memiliki semua sifat fenol.

Penggunaan luas sebagai antioksidan minyak pelumas, ditemukan senyawa organik yang mengandung nitrogen dan hidroksil fenolik, Penelitian telah menunjukkan bahwa dalam sejumlah kasus

Beberapa turunan dari amina, amida dan urea digunakan untuk mengurangi volatilitas produk organik, yang sangat penting untuk minyak pelumas dalam penerbangan supersonik. Turunan urea yang mengandung hidroksil fenolik terlindung, seperti 3,5-di-treg-butil-4-hidroksibenzilurea, memiliki sifat antioksidan dan dispersan pada suhu tinggi.

Lebih sulit untuk menghubungkan kepemilikan antioksidan dengan kelompok kinetik tertentu dengan struktur kimianya dan keberadaan kelompok fungsional tertentu di dalamnya. Dengan sendirinya, sifat kimia dari gugus fungsi, menurut KI Ivanov dan ED Vilyanskaya, tidak menentukan kelompok mana yang dimiliki antioksidan. Senyawa dengan gugus amina atau fenolik termasuk, misalnya, dalam ketiga kelompok antioksidan. Difenilamina milik kelompok 1, a-naftilamina ke-2,) 3-naftilamin ke-3. Yang lebih penting jelas posisi gugus fungsi dalam molekul antioksidan. Jadi, misalnya, ciri khas struktur penghambat grup 2 yang termasuk dalam kelas amina aromatik, fenol atau aminofenol adalah bahwa gugus amina di dalamnya memiliki karakter utama dan, seperti hidroksil fenolik, hanya dalam a- atau aktif. para- ketentuan. Senyawa isomer kepada mereka, di mana fungsi yang sama hadir dalam - yang kurang reaktif, serta orto dan. Ketika, dalam antioksidan kelompok ke-2, gugus amino aktif p-aminofenol kehilangan karakter utamanya sebagai akibat dari pengenalan radikal fenil atau naftil ke dalamnya, aminofenol yang dihasilkan bereaksi sebagai moderator dari kelompok pertama, yang juga termasuk monoamina aromatik sekunder ... Semua asumsi teoretis ini sangat penting secara praktis, karena di masa depan mereka harus memungkinkan kita untuk menjauh dari empirisme murni yang ada di bidang pemilihan aditif antioksidan. Juga menjadi jelas bahwa dimungkinkan untuk menstabilkan tidak hanya minyak segar, yaitu sebelum memuatnya ke dalam unit, tetapi juga minyak yang sedang beroperasi dan sebagian besar habis. Perlu dicatat bahwa efektivitas beberapa antioksidan dalam kaitannya dengan minyak energi usang telah dijelaskan dalam literatur untuk waktu yang lama, tetapi untuk pertama kalinya upaya dilakukan untuk memberikan pembenaran yang diketahui untuk fenomena ini.

Dalam hal ini, hidroksil fenolik berperan sebagai donor proton, jadi

hidroksil fenolik ...... Dioksibenzoat dan mengandung karboksil ......... Galia, mengandung karboksil. ... Kspyukisyugpy Acetoacetic .......... 4,10.10-14; 4.80-S-10 5, 00-S-2; 3.30-10-5 3.90-10-5 2 62 -10 -4 13.40; 9.32 1.30; 4,48 4,41 3,58

Heredy adalah orang pertama yang mengusulkan penggunaan aksi fenol pada batubara dengan adanya BF3, menunjukkan bahwa ini akan mengarah pada penghancuran "jembatan" alifatik di antara fragmen. Studi yang dilakukan pada zat model telah menunjukkan bahwa reaksi mudah dilakukan pada 100 ° C jika salah satu fragmen aromatik mengandung hidroksil fenolik. Batubara bermetamorfosis rendah setelah perlakuan tersebut larut dalam fenol dan piridin sebesar 70-80%. Ketika menggunakan fenol yang mengandung 1ES, ditemukan bahwa fenol juga dialkilasi dengan gugus alkil batubara. Setelah memanaskan batubara dengan campuran fenol dan BP3 ini, sebagian besar alkilfenol yang terkandung dalam produk reaksi diwakili oleh p-isopropilfenol, yang terbentuk selama alkilasi fenol radioaktif dengan gugus isrolol batubara. Proses serupa terjadi ketika batubara dengan fenol dipanaskan dengan adanya asam p-toluenasulfonat pada titik didih fenol dalam aliran nitrogen. Setelah metilasi, produk berikut diisolasi dan diidentifikasi dari produk yang larut dalam benzena:

Akibat efek konjugasi akibat elektron atom oksigen, kerapatan elektron pada posisi orto dan apa inti aromatik meningkat dan tidak hanya difasilitasi pelepasan atom hidrogen dari gugus hidroksil, tetapi cincin benzena juga diaktifkan. Hidroksil fenolik adalah salah satu landmark orgogsara terkuat, dan dalam lingkungan basa itu adalah yang terkuat."

Sangat menarik untuk dicatat bahwa asam p-hidroksibenzoat, seperti etil esternya, dengan sikloheksena dan siklopentena dengan adanya BF3 pada 50 ° C membentuk asam n-sikloalkoksibenzoat yang sesuai, yaitu, hidroksil fenolik dalam hal ini mungkin lebih reaktif, daripada sebuah gugus karboksil.

Sisa senyawa dalam konsentrat ini tampaknya merupakan senyawa terkondensasi heteroaromatik. Hal ini dibuktikan dengan penyerapan intens struktur aromatik dalam spektrum IR dan tingginya kandungan nitrogen dan belerang dalam konsentrat terisolasi - di dalamnya IO



Publikasi serupa