double arrow

Фенолы. Электронное строение. Химические свойства и их применение


Химические свойстваОбладает слабыми кислотными свойствами (более сильными, чем у спиртов), при действии щелочей образует соли — феноляты (например, фенолят натрия — C6H5ONa): Вступает в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу. Гидрокси-группа, являясь одной из самых сильных донорных групп, увеличивает реакционную способность кольца к этим реакциям и направляет замещение в орто- и пара-положения. Фенол с лёгкостью алкилируется, ацилируется, галогенируется, нитруется и сульфируется.

Реакция Кольбе — Шмитта.

Взаимодействие с металлическим натрием:

Взаимодействие с бромной водой (качественная реакция на фенол): образуется 2,4,6-трибромфенол — твёрдое вещество белого цвета. Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой: образуется 2,4,6-тринитрофенол. Взаимодействие с хлоридом железа(III) (качественная реакция на фенол[1]):

ПрименениеПо данным на 2006 год мировое потребление фенола имеет следующую структуру:44 % фенола расходуется на производство бисфенола А, который, в свою очередь, используется для производстваполикарбона и эпоксидных смол;30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол;12 % фенола гидрированием превращается в циклогексанол, используемый для получения искусственных волокон —нейлона и капрона;

в России большое количество фенола используется в нефтепереработке, в частности для селективной очистки масел на технологических установках типа 37/1 и А-37/1. Фенол проявляет высокую селективность и эффективность при удалении из масел смолистых веществ, различных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также соединений, содержащих серу; остальной фенол расходуется на другие нужды, в том числе на производство антиоксидантов (ионол), неионогенных ПАВ — полиоксиэтилированных алкилфенолов (неонолы), других фенолов (крезолов), лекарственных препаратов (аспирин), антисептиков (ксероформа) и пестицидов. Раствор 1,4 % фенола применяется в медицине (орасепт) как обезболивающее и антисептическое средство.

Фенол и его производные обуславливают консервирующие свойства коптильного дыма. Также фенол используют в качестве консерванта в вакцинах. Пример использования, в качестве антисептика — препарат «Орасепт». В косметологии как химический пилинг (токсично). в скотоводстве: дезинфекция животных растворами фенола и его производных.

в косметологии для проведения глубокого пилинга.

79). Важнейшие поликонденсационные и полимеризационные смолы. Синтез, химические превращения и аспекты практического использования. Поликонденсационные смолы.В отличие от полимеризации при реакции поликонденсации большая молекула полимера получается соединением в определенной последовательности молекул двух или более мономеров различных веществ. При этом процессе, кроме молекул полимера, образуются побочные продукты: вода или другие вещества; химический состав конечных продуктов заметно отличается от состава исходных мономеров.




Схема получения молекулы фенольноформальдегидной смолы: а — отдельные молекулы фенола и формальдегида, б — мономер фенольноформальдегидной смолы и молекула воды, в — полимер фенольноформальдегидной смолы. На рисунке представлена несколько упрощенная схема получения фенольноформальдегидной смолы путем поликонденсации фенола и формальдегида. На рисунке слева показана отдельная молекула фенола (C6H5OH), а справа — отдельная молекула формальдегида (НСНО). От молекулы фенола отделяют два атома водорода, а от формальдегида один атом кислорода; соединяясь, эти атомы дают молекулу воды Н2О, а обломки «исходных» молекул образуют мономер фенольноформальдегидной смолы. Соединяя между собой мономеры, получают полимерную цепочку этой смолы в качестве побочного продукта воду. Из поликонденсационных смол в строительной индустрии применяются: фенольноальдегидные, карбамидные и полиуре-тановые.

Полимеризационные смолы.Полимеризация — это совокупность химических преобразований, в результате которых происходит рост молекул данного вещества за счет увеличения числа атомов в каждой молекуле.
Вещество приобретает новые свойства, сохраняя прежний химический состав. Характерным примером полимеризации служит преобразование газа этилена в полиэтилен.



Схема получения молекулы полиэтилена: а — молекула этилена, б — мономер этилена, в — молекула полиэтилена. В определенных условиях температуры и давления из нефти выделяют газ этилен, химическая формула которого С2Н4. Структурная схема молекулы этилена показана на рисунке а.
Большими черными кружками обозначены атомы углерода, маленькими белыми кружками атомы водорода. Атомы углерода соединены так называемой двойной связью.
Если разорвать одну из этих связей, то пассивная молекула этилена превратится в «активный» мономер этилена, способный присоединить к себе другие мономеры. Структурная схема мономера этилена показана на рисунке б.
Если затем заставить мономеры соединиться друг с другом, то получится новое вещество — полиэтилен, с молекулами в виде длинных цепочек (рисунок в). Химический состав полиэтилена остался таким же, как у этилена, по-прежнему на один атом углерода приходится два атома водорода, но полиэтилен обладает совершенно другими свойствами.
Если довести число мономеров в молекуле полимера до 20, то получится густая жидкость, пригодная для смазки машин, до 1500 — 2000 — получится твердый, но гибкий материал. Если в молекуле полимера будет 20 000 — 30 000 мономеров, то полиэтилен превращается в твердое и жесткое вещество.

Новолачные смолы образуются при небольшом избытке фенола с катализатором – соляной кислотой при нагревании. Сначала получается преимущественно о-оксибензиловый спирт, а затем в результате его поликонденсации – новолачная смола: Резольные смолы получают при небольшом избытке формальдегида с щелочным катализатором:

При нагревании резольных смол до 150–170°С происходит сшивание цепных молекул посредством СН2-мостиков и возникает структура резита:

Отверждение новолачных смол можно провести путем добавления отвердителя – уротропина (CH2)6N4 и нагревания.

Примером ступенчатой полимеризации, проходящей без выделения низкомолекулярных соединений, является получение полиуретанов.

Схема реакции получения полиуретанов линейного строения: Карбамидные – мочевиноформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы.

Мочевина также способна к реакции конденсации с формальдегидом, в результате которой получают мочевиноформальдегидные смолы. Реакция протекает аналогично образованию фенолформальдегидных смол. При этом получаются моно- и ди- метилольные производные, которые далее, реагируя с мочевиной, образуют конечную структуру смолы: Итоговая схема следующая:

Атомы водорода имидной группы линейного полимера могут далее замещаться метилольными группировками в присутствии избытка формальдегида: Структура конечного продукта, как и при конденсации фенолформальдегидных смол, зависит от соотношения мочевины и формальдегида в исходной смеси. Так при нагреве линейного полимера в присутствии избытка формальдегида образуется трехмерный полимер: Меланин и формальдегид также могут реагировать, образуя метилольные производные меламина:

Конденсация метилольных производных меламина с большим количеством меламина приводит к получению линейного полимера. Этот полимер при дальнейшей конденсации с избытком формальдегида образует трехмерный сетчатый полимер, нерастворимый во многих растворителях: Несшитые мочевиноформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы водорастворимы и их используют как связующие, например в производстве фанеры.

Меламиновые смолы используют в производстве древесностружечных и древесноволокнистых плит.

Меламиноформальдегидные смолы обладают более высокой термо- и влагостойкостью в сравнении с мочевиноформальдегидными смолами

Эпоксидные полимеры

Эпоксидные полимеры. – это простые полиэфиры. Один из эпоксидных полимеров (или эпоксидных смол) получают из этилхлоргидрина и бисфенола А. Реакцию проводят в избытке эпихлоргидрина Вместо бисфенола А могут использоваться и гликоли, глицерин, резорцин и их производные.

===============================================================================

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про:
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7