Nitrofenolok - biológia
A Nitrofenolok vegyi anyagcsoportot alkotnak, amely mind fenolból, mind nitrobenzolból származik. A szerkezet egy benzolgyűrűből áll, amelyhez kapcsolódik hidroxil (-OH) és nitrocsoport (-NO2) szubsztituensként. Eltérő elrendezésük három alkotmányos izomert eredményez, amelyek empirikus képlete C6H5NO3. Leginkább a fenol (tömény) salétromsavval történő nitrálásával érhetők el. Néhány nitrofenol intenzív sárga színű.
bemutatás
2- és 4-nitrofenol keverékben keletkezhetnek a fenol híg salétromsavval történő nitrálása során. A fenol hidroxilcsoportjának −I és + M hatásának orto-para-irányító hatása van a második szubsztitúcióra. Az elválasztást gőz desztillációval érik el, csak azzal O-A nitrofenol áthalad. [8] [9] Az új elválasztási módszerek azon a tényen alapulnak, hogy csak O-Nitrofenol -A Pentán oldható. [10]
Mindkét izomert tovább nitrálhatjuk 2,4-dinitrofenollá és pikrinsavvá.
A képviselet 3-nitrofenol két szakaszban jár sikerrel, először a nitrobenzol halogénezésével (például Cl2/AlCl3) (meta-irányítás); akkor a halogénatom helyébe OH lép nukleofil aromás szubsztitúcióban:
Egy másik módszer a 3-nitroanilin diazotálása és a diazóniumsó ezt követő forralása.
jellemzők
A nitrofenolok kristályos szilárd anyagok; vízben alig oldódnak, etanolban, éterben és kloroformban oldódnak. A 4-nitrofenol kissé fenolszerű szagú.
pKa értékek
A fenol gyengén savas jellege a fenolátion mezomer stabilizálásának köszönhető. A nitrocsoportok elektrontartó hatásúak; a fenolos OH-kötés egyre polarizáltabb. A 3-nitro-fenollal összehasonlítva a 2- és 4-nitro-fenolnak alacsonyabb a pKa értéke; savasságuk ezért nagyobb. Orto- és para-formában a fenolátion kettős kötést tud átvinni az elektron-kivonó nitrocsoportra (−M hatás). A második O negatív súlypontot képezhet ott. Ez nem lehetséges a meta formával.
Olvadáspontok
Az olvadáspontok egyértelmű különbségeket mutatnak. A 2-nitrofenol olvadáspontja a legalacsonyabb, mert a intramolekuláris hidrogénkötéseket képezhetnek. A másik két izomer ezzel szemben képződik intermolekuláris hidrogénkötések. A 2-nitrofenol alkalmazásához nem szükséges energia a hidak megszakításához. Szimmetriája miatt a 4-nitrofenol olvadáspontja a legmagasabb.
vízben oldhatóság
A nitrofenolok nehezen oldódnak vízben, de az értékek ezen a csoporton belül eltérnek. A 2-nitrofenol vízben való lényegesen gyengébb oldhatósága szintén összehasonlítható a intramagyarázza el jól a molekuláris hidrogénkötéseket. Ennek eredményeként a molekula lényegesen kevésbé poláros kívülről. Ezzel szemben a 3- és 4-nitrofenol oldhatósága körülbelül azonos, és ehhez képest lényegesen jobb. Itt alakul ki a fenolos hidroxilcsoport és a víz intermolekuláris hidrogénkötések.
bizonyíték
Kvalitatív-analitikai bizonyítékként a kálium-bromiddal és brómmal 2-nitrofenolban brómozva a 4,6-dibromszármazékot [11] kapjuk, amelynek olvadáspontja 117 ° C. [12] 4-nitrofenollal a 2,6-dibromszármazék képződik, olvadáspontja 142 ° C. [13] A 3-nitrofenolt szintén kétszer brómozzuk KBr/Br2-vel, a termék 91 ° C-on olvad. [14]
használat
A nitrofenolok a vegyiparban, a gyógyszeriparban és a védelmi iparban mint festék, bőr, gumi, növényvédő szerek, gombaölő szerek, peszticidek és lőszerek gyártása köztes termékként fordulnak elő.
biztonsági utasítások
A nitrofenolok mérgezőek, ha belélegzik, lenyelik és a bőrrel érintkeznek. Szem- és emésztőrendszeri irritáció, vérmérgezés, májkárosodás, szédülés, hányinger, fejfájás és légúti irritáció léphet fel. Rákkeltő és szenzibilizáló hatásuk lehet. Az alkohol hatására fokozódik a hatás. Ha a bőrrel érintkezik, bő vízzel azonnal le kell mosni. Mérgező hatással vannak az élőlények idegrendszerére.
Nagy problémát jelent a nitrofenolok és a hozzájuk kapcsolódó vegyületek eltávolítása a talajvízből, amely néha megtalálható a korábbi robbanóanyagok, festékgyárak és katonai létesítmények területén. A nitrofenolok talajvízből történő teljes eltávolításának új fejlesztése egy olyan katalizátor, amely egy tetra-amido-makrociklusos ligandumot (Fe-TAML) tartalmazó vasból áll, és lehetővé teszi a toxinok hidrogén-peroxiddal történő oxidálását. Nincs más mérgező anyag. A katalizátort a Carnegie Mellon Egyetemen fejlesztették ki. [15]