Nitrofenoli - Biologie
Nitrofenoli formează un grup de substanțe în chimie care este derivat atât din fenol, cât și din nitrobenzen. Structura constă dintr-un inel benzenic cu hidroxil atașat (-OH) și grupare nitro (-NO2) ca substituenți. Aranjamentul lor diferit are ca rezultat trei izomeri constituționali cu formula empirică C6H5NO3. Acestea sunt în mare parte accesibile prin nitrarea fenolului cu acid azotic (concentrat). Unii nitrofenoli au o culoare galben intens.
prezentare
2- și 4-nitrofenol apar într-un amestec în timpul nitrării fenolului cu acid azotic diluat. Efectul -I și efectul + M al grupului hidroxil al fenolului au un efect orto-para-direcționar asupra celei de-a doua substituții. Separarea se realizează prin distilare cu abur, numai cu asta O-Nitrofenolul trece peste. [8] [9] Noile metode de separare se bazează doar pe faptul că O-Nitrofenol în -Pentanul este solubil. [10]
Ambii izomeri pot fi nitrați în continuare la 2,4-dinitrofenol și acid picric.
Reprezentarea lui 3-nitrofenol reușește în două etape, mai întâi prin halogenare (de exemplu, Cl2/AlCl3) a nitrobenzenului (meta-direcționare); apoi atomul de halogen este înlocuit cu OH într-o substituție aromatică nucleofilă:
O altă modalitate este prin diazotizarea 3-nitroanilinei și fierberea ulterioară a sării de diazoniu.
caracteristici
Nitrofenolii sunt solide cristaline; sunt puțin solubili în apă, solubili în etanol, eter și cloroform. 4-Nitrofenolul are un miros ușor asemănător fenolului.
valorile pKa
Caracterul slab acid al fenolului se datorează stabilizării mezomerice a ionului fenolat. Grupurile nitro au un efect de retragere a electronilor; legătura fenolică OH este din ce în ce mai polarizată. Comparativ cu 3-nitrofenol, 2- și 4-nitrofenol au o valoare pKa mai mică; aciditățile lor sunt, prin urmare, mai mari. În forma orto și para, ionul fenolat poate deplasa o legătură dublă către grupul nitro care retrage electronii (efect -M). Al doilea O poate forma acolo un centru de greutate negativ. Acest lucru nu este posibil cu formularul meta.
Puncte de topire
Punctele de topire prezintă diferențe clare. 2-nitrofenolul are cel mai scăzut punct de topire, deoarece este un intrapoate forma legături moleculare de hidrogen. În schimb, ceilalți doi izomeri se formează interlegături moleculare de hidrogen. Cu 2-nitrofenol, energia nu este necesară pentru a sparge aceste punți. Datorită simetriei sale, 4-nitrofenolul are cel mai înalt punct de topire.
Solubilitate in apa
Nitrofenolii sunt puțin solubili în apă, dar valorile diferă în cadrul acestui grup. Solubilitatea semnificativ mai slabă a 2-nitrofenolului în apă poate fi, de asemenea, comparată cu intraexplicați bine legăturile de hidrogen molecular. Ca urmare, molecula este semnificativ mai puțin polară spre exterior. În schimb, solubilitățile 3- și 4-nitrofenolului sunt aproximativ aceleași și, în comparație, semnificativ mai bune. Aici tind să se formeze grupul hidroxil fenolic și apa interlegături moleculare de hidrogen.
dovada
Pentru dovezi calitativ-analitice, bromurarea cu bromură de potasiu și brom în 2-nitrofenol produce derivatul 4,6-dibromo [11] care are un punct de topire de 117 ° C. [12] Cu 4-nitrofenol, derivatul 2,6-dibromo se formează cu un punct de topire de 142 ° C. [13] 3-nitrofenolul este, de asemenea, bromurat de două ori cu KBr/Br2; produsul se topește la 91 ° C. [14]
utilizare
Nitrofenolii apar în industria chimică, farmaceutică și de apărare ca produse intermediare în producția de vopsea, piele, cauciuc, pesticide, fungicide, pesticide și muniție.
instructiuni de siguranta
Nitrofenolii sunt toxici dacă sunt inhalați, înghițiți și în contact cu pielea. Pot apărea iritații ale ochilor, ale tractului digestiv, otrăvire a sângelui, leziuni ale ficatului, amețeli, greață, cefalee și iritații ale tractului respirator. Acestea pot avea un efect cancerigen și sensibilizant. Efectul este crescut în legătură cu alcoolul. Dacă intră în contact cu pielea, spălați imediat cu multă apă. Au efecte toxice asupra sistemului nervos al ființelor vii.
O problemă majoră este îndepărtarea nitrofenolilor și a compușilor înrudiți din apele subterane. O astfel de contaminare poate fi uneori întâlnită în fostele fabrici de explozivi sau vopsele și în instalațiile militare. O nouă dezvoltare pentru îndepărtarea completă a nitrofenolilor din apele subterane este un catalizator care constă din fier cu un ligand tetra-amido-macrociclic (Fe-TAML) și permite oxidarea toxinelor cu peroxid de hidrogen. Nu există alte substanțe toxice. Catalizatorul a fost dezvoltat la Universitatea Carnegie Mellon. [15]