Ορθοκρεσόλη

Ορθοκρεσόλη
Γενικά
Όνομα IUPAC	2-μεθυλοφαινόλη
Άλλες ονομασίες	Ορθοκρεσόλη 2-υδροξυτολουόλιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C7H8O
Μοριακή μάζα	108,14 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	o-C6H4(CH3)OH
Αριθμός CAS	95-48-7
SMILES	Oc1ccccc1C
InChI	1S/C7H8O/c1-6-4-2-3-5-7(6)8/h2-5,8H,1H3
Αριθμός EINECS	202-423-8
Αριθμός UN	YW84DH5I7U
PubChem CID	335
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	>100
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	31 °C
Σημείο βρασμού	191 °C
Πυκνότητα	1.046,5 kg/m3
Διαλυτότητα στο νερό	31 kg/m3 (40 °C)
Ιξώδες	35,06 cP (45 °C)
Δείκτης διάθλασης , nD	1,5353
Τάση ατμών	40 Pa (20 °C)
Εμφάνιση	Άχρωμο κρυσταλλικό στερεό
Χημικες ιδιότητες
pKa	10,316
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	81 °C
Σημείο αυτανάφλεξης	598,9 °C
Επικινδυνότητα
Τοξική (T), διαβρωτική (C)
Φράσεις κινδύνου	R24/25, R34
Φράσεις ασφαλείας	(S1/2), S36/37/39, S45
Κίνδυνοι κατά NFPA 704	2 3 0
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Η ορθοκρεσόλη ή 2-μεθυλοφαινόλη ή 2-υδροξυτολουόλιο είναι μια από τις φαινόλες. Στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή θερμοκρασία 25°C και πίεση 1 atm, η ορθοκρεσόλη είναι ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό, με σχετικά ήπια και ευχάριστη αρωματική οσμή. Πάνω από τη θερμοκρασία τήξης του (31°C), είναι ένας χρήσιμος διαλύτης με σημαντική πολικότητα, χαμηλή τοξικότητα και μικρή τάση ατμών. Είναι μερικώς διαλυτή στο νερό, αλλά πλήρως αναμίξιμη με τις συνηθισμένες άλλες αλκοόλες και τον αιθέρα. Είναι ένα παράγωγο της φαινόλης και χρησιμεύει μια ενδιάμεση ένωση για την παραγωγή άλλων χημικών προϊόντων. Έχει τα ακόλουθα σημαντικά ισομερή θέσης:

1. Βενζυλική αλκοόλη.
2. Μετακρεσόλη.
3. Παρακρεσόλη.
4. Ανισόλη.

Δομή

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp2-1s	106 pm	3% C- H+
C#1-#6-C#2-#6,#1	σ	2sp2-2sp2	147 pm
C#2-C#1΄	σ	2sp2-2sp3	151 pm
C#1...C#6'	π	2p-2p	147 pm
C-O	σ	2sp2-2sp3	147 pm	19% C+ O-
O-H	σ	2sp3-1s	96 pm	32% H+ O-
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο
Ο	-0,51
C#1΄	-0,09
C#3-#6	-0,03
C#1,#2	+0,00
H (H-C)	+0,03
C#1	+0,19
H (H-O)	+0,32

Παραγωγή

Βιομηχανική

Μαζί με πολλές άλλες χημικές ενώσεις, η ορθοκρεσόλη παραδοσιακά εκχυλίζονταν από τη λιθανθρακόπισσα, δηλαδή ένα μίγμα (σχετικά) πτητικών προϊόντων που λαμβάνεται ως παραπροϊόν της παραγωγής οπτάνθρακα από λιθάνθρακα. Ένα παρόμοιο μίγμα παράγεται επίσης από κατάλοιπα διύλισης πετρελαίου. Αυτό το μίγμα περιέχει λίγες μονάδες τοις εκατό κατά βάρος φαινόλη και ισομερείς κρεσόλες. Επιπλέον από αυτά τα υλικά, που προέρχονται από φυσικούς πόρους, περίπου τα 2/3 της προμήθειας του «Δυτικού Κόσμου» παράγεται με μεθυλίωση της φαινόλης, χρησιμοποιώντας μεθανόλη. Η αντίδραση καραλύεται από οξείδια μετάλλων:

$\mathrm{PhOH + CH_3OH \xrightarrow{} C_6H_4(CH_3)OH + H_2O}$

Τυχόν υπερμεθυλίωση δίνει μίγμα ξυλενολών, δηλαδή διμεθυλοφαινολών. Υπάρχουν και πολλές άλλες μέθοδοι παραγωγής ορθοκρεσόλης που έχουν εξεταστεί, που περιλαμβάνουν την αποκαρβοξυλίωση του σαλικυλικού οξέος, τη οξυγόνωση τολουολίου και την υδρόλυση του 2-χλωροτολουολίου.

Εναλλακτικές μέθοδοι

Μέθοδος Ντόου

Με τη μέθοδο Dow (με μηχανισμό βενζυνίου): Από 2-χλωροτολουόλιο, με υποκατάσταση του χλωρίου Cl από υδροξύλιο (ΟΗ), που πραγματοποιείται επίδραση διαλύματος υδροξυλίου του νατρίου (NaOH), οπότε πραγματοποιείται υδρόλυση τύπου Raschig-Hooker, οπότε παράγεται ορθοκρεσόλη:

$\mathrm{o-C_6H_4(CH_3)Cl + NaOH \xrightarrow[320 atm]{360^oC} o-C_6H_4(CH_3)OH + NaCl}$

Μεθυλίωση κατά Friedel-Crafts

Με κατά Friedel-Crafts φαινόλης παράγονται ορθοκρεσόλη και παραφαινόλη:

$\mathrm{PhOH + CH_3X \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3}o-C_6H_4(CH_3)OH + \frac{1}{3}\pi-C_6H_4(CH_3)OH + HX}$

Από 2-μεθυλοβενζοσουλφονικό οξύ

Mε σύντηξη βάσεων με 2-μεθυλοβενζοσουλφονικό άλας, παράγεται ορθοκρεσόλη:

$\mathrm{o-C_6H_4(CH_3)SO_3Na + NaOH \xrightarrow{\triangle} o-C_6H_4(CH_3)OH + Na_2SO_4}$

Με υδρόλυση των αντίστοιχων διαζωνιακών αλάτων

Με υδρόλυση ορθομεθυλοφαινυλοδιαζωνιακών αλάτων παράγεται ορθοκρεσόλη:

$\mathrm{o-C_6H_4(CH_3)PhN_2X + H_2O \xrightarrow{\triangle} o-C_6H_4(CH_3)OH + HX + N_2 \uparrow}$

Με υδροξυλίωση τολουολίου

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts τολουολίου παράγεται ορθοκρεσόλη και παρακρεσόλη:

$\mathrm{PhCH_3 + XOH \xrightarrow{AlX_3} \frac{2}{3}o-C_6H_4(CH_3)OH + \frac{1}{3}\pi-C_6H_4(CH_3)OH + HX}$

Εφαρμογές

Η ορθοκρεσόλη χρησιμοποιείται κυρίως ως ενδιάμεση ύλη για την παραγωγή άλλων χημικών ενώσεων. Η χλωρίωση και η αιθεροποίησή της δίνει μέλη σημαντικών εμπορικά ζιζανιοκτόνων, όπως για παράδειγμα το 2-μεθυλο-4-χλωροφαινοξυαιθανικό οξύ (MCPA, 2-Methyl-4-ChloroPhenoxyAcetic acid). Ακόμη, η νίτρωσή της δίνει δινιτροκρεσόλη, ένα λαοφιλές ζιζανιοκτόνο. Η καρβοξυλίωσή της, τύπου Kolbe–Schmitt, δίνει ορθοκρεσοτινικό οξύ, μια ενδιάμεση ύλη για παραγωγή φαρμάκων. Η καρβακρόλη, η ένωση που δίνει το χαρακτηριστικό άρωμα στη ρίγανη, μπορεί να παραχθεί με αλκυλίωση ορθοκρεσόλης με προπένιο. Η μεφενεσίνη, ένα μυοχαλαρωτικό, είναι ένας αιθέρας παράγωγος της ορθοκρεσόλης.

Πηγές

• Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
• Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982