Παρακρεσόλη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Παρακρεσόλη
Para-cresol-horizontal-2D-skeletal.png
P-cresol-spaceFilling.png
Γενικά
Όνομα IUPAC 4-μεθυλοφαινόλη
Άλλες ονομασίες Παρακρεσόλη
4-υδροξυτολουόλιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C7H8O
Μοριακή μάζα 108,14 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
π-C6H4(CH3)OH
Αριθμός CAS 106-44-5
SMILES Oc1ccc(C)cc1
InChI 1S/C7H8O/c1-6-2-4-7(8)5-3-6/h2-5,8H,1H3
Αριθμός RTECS GO6475000
Αριθμός UN GGO4Y809LO
PubChem CID 1MXY2UM8NV
ChemSpider ID 13839082
Δομή
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης >100
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης 35,5 °C
Σημείο βρασμού 201,8 °C
Πυκνότητα 1.034,7 kg/m3 (20 °C)
Διαλυτότητα
στο νερό
24 kg/m3 (20 °C)
53 kg/m3 (100 °C)
Ιξώδες 184,23 cP (20 °C)
Εμφάνιση Άχρωμο πρισματικό κρυσταλλικό στερεό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
86 °C
Επικινδυνότητα
Μπορεί να είναι θανατηφόρα αν καταπωθεί,
εισαχθεί με ένεση ή απορροφηθεί από το δέρμα.
Φράσεις κινδύνου R34 R24 R25
Φράσεις ασφαλείας S36 S37 S39 S45
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
0
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η παρακρεσόλη ή 4-μεθυλοφαινόλη ή 4-υδροξυτολουόλιο είναι μια από τις φαινόλες. Στην όψη είναι ένα άχρωμο πρισματικό κρυσταλλικό στερεό[1]. Είναι ένα κύριο συστατικό της οσμής των χοίρων[2]. Είναι ακόμη ένα συστατικό του ανθρώπινου ιδρώτα, που μάλιστα προσελκύει τα θηλυκά κουνούπια[3]. Είναι μερικώς διαλυτή στο νερό, αλλά πλήρως αναμίξιμη με τις συνηθισμένες άλλες αλκοόλες και τον αιθέρα. Είναι ισομερής (μεταξύ άλλων) με τις ακόλουθες ενώσεις:

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

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[4]
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#4-C#1΄ σ 2sp2-2sp3 151 pm
C#1...C#6' π[5] 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#2,#3,#5,#6 -0,03
C#1,#4 +0,00
H (H-C) +0,03
C#1 +0,19
H (H-O) +0,32

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Μέθοδος Dow (με μηχανισμό βενζυνίου): Από παραχλωροτολουόλιο, με υποκατάσταση του χλωρίου Cl από υδροξύλιο (ΟΗ), που πραγματοποιείται επίδραση διαλύματος υδροξυλίου του νατρίου (NaOH), οπότε πραγματοποιείται υδρόλυση τύπου Raschig-Hooker, οπότε παράγεται παρακρεσόλη[6]:

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

2. Με μεθυλίωση κατά Friedel-Crafts φαινόλης παράγονται ορθοκρεσόλη και παραφαινόλη[7]:

  \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}

3. Mε σύντηξη βάσεων με παραμεθυλοφαινυλοσουλφονικό άλας, παράγεται παρακρεσόλη[8]:


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

4. Με υδρόλυση παραμεθυλοφαινυλοδιαζωνιακών αλάτων παράγεται παρακρεσόλη[9]:


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

5. Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts τολουολίου παράγεται ορθοκρεσόλη και παρακρεσόλη[7]:


\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}

Xημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδράσεις με το υδροξύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Όξινη συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Έχει ιδιότητες ασθενούς οξέος, δηλαδή πολύ ισχυρότερες σε σύγκριση με τις αλειφατικές αλκοόλες. Έτσι, π.χ., αντιδρά με υδατικό διάλυμα NaOH (αντίθετα από τις αλειφατικές αλκοόλες)[10]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + NaOH \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)ONa + H_2O}

  • Ενδεικτική σειρά οξύτητας[11]: ανθρακικό οξύ2CO3 > παρακρεσόλη > νερό (H2O).
  • Αυτό οφείλεται στην αυξημένη σταθερότητα του ανιόντος μ-C6H4(CH3)O- λόγω του αρωματικού φαινυλικού δακτυλίου και των δομών συντονισμού που προκύπτουν, κατά τις οποίες στατιστικά μέρος του φορτίου διαχέεται και στα 6 άτομα C του δακτυλίου.
  • Παρόμοια φαινόμενα αύξησης οξύτητας προκύπτουν και στις άλλες φαινόλες (και αρενόλες κατ' επέκταση) καθώς και σε συζηγείς αλκενόλες.

Ως φαινόλη, δηλαδή αρωματική αλκοόλη, η φαινόλη παρέχει ορισμένες χαρακτηριστικές αντιδράσεις των αλκοολών:

Σχηματισμός αιθέρων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σχηματίζει αιθέρες κατά Williamson[12]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + NaOH \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)ONa + H_2O}

\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)ONa + RX \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)OR + NaX}
ή

\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)ONa + (CH_3)_2SO_4 \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)OCH_3 + CH_3SO_4Na}

  • Παράγεται επίσης σε μικρό ποσοστό 2-αλκυλο-4-μεθυλοφαινόλη.

Σχηματισμός εστέρων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σχηματίζει εστέρες, αλλά συχνά όχι με απευθείας αντίδραση με τα οξέα. 1. Στην περίπτωση των καρβοξυλικών οξέων αντιδρά με αλογονίδια ή ανυδρίτες τους, παρουσία ισχυρής βάσης[13]: :


\mathrm{(RCO_2)_2O + \pi-C_6H_4(CH_3)OH + NaOH \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)OOCR + RCCOONa + H_2O}

\mathrm{RCOX + \pi-C_6H_4(CH_3)OH + NaOH \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)OOCR + NaX + H_2O}

  • Παράγεται επίσης σε μικρό ποσοστό 2-ακυλο-4-μεθυλοφαινόλη.

2. Με επίδραση αλογονιδίων ανόργανων οξέων, π.χ. με φωσφορικό τριχλωρίδιο (POCl3), παράγει τους αντίστοιχους εστέρες των ανόργανων οξέων.[14]:


\mathrm{3\pi-C_6H_4(CH_3)OH + POCl_3 \xrightarrow{} (\pi-C_6H_4(CH_3)O)_3PO + 3HCl}

Υποκατάσταση του υδροξυλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δίνει αντιδράσεις υποκατάστασης του ΟΗ: Η παρακρεσόλη μοιάζει με τα αρυλαλογονίδια στο ότι δεν δίνει εύκολα αντιδράσεις υποκατάστασης. Σε αντίθεση με τις συνηθισμένες αλκοόλες, η παρακρεσόλη δεν αντιδρά με υδραλογόνα. Η μετακρεσόλη ανάγεται σε τολουόλιο, αλλα η αντίδραση χρησιμοποιείται για διευκρίνιση της δομής και όχι για συνθέσεις, γιατί έχει μικρή απόδοση[15]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + Zn \xrightarrow{} PhCH_3 + ZnO}

Επίδραση διαζωμεθανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση διαζωμεθανίου (CH2N2) σχηματίζει παραμεθυλανισόλη[16]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + CH_2N_2 \xrightarrow{} \pi-C_6H_4(CH_3)OCH_3 + N_2 \uparrow}

Αντιδράσεις με τον αρωματικό δακτύλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι συνηθισμένες αντιδράσεις του αρωματικού δακτυλίου είναι οι διάφορες ηλεκτρονιόφιλες υποκαταστάσεις. Τόσο το -ΟΗ, όσο ακόμη περισσότερο το -Ο- είναι ισχυροί ενεργοποιητές, ενώ το μεθύλιο ασθενέστερος ενεργοποιητής, με ο- και π- προσανατολισμό. Έτσι παράγονται κυρίως 2- μονοπαράγωγα, ή συχνά πιο εύκολα κατευθείαν 2,6-διπαράγωγα[17]:

Νίτρωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με νίτρωση παράγει κυρίως 4-μεθυλο-2-νιτροφαινόλη. Με περίσσεια νιτρικού οξέος παράγεται κυρίως 2,6-δινιτρο-4-μεθυλοφαινόλη[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + HNO_3 \xrightarrow[-H_2O]{\pi.H_2SO_4} 4,2-C_6H_3(CH_3)(NO_2)OH \xrightarrow[+HNO_3]{\pi.H_2SO_4} 4,2,6-C_6H_2(CH_3)(NO_2)_2OH + H_2O }

Σουλφούρωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με σουλφούρωση παράγει κυρίως 5-μεθυλο-2-υδροξυβενζοσουλφονικό οξύ. Με περίσσεια νιτρικού οξέος παράγεται κυρίως 5-μεθυλο-2-υδροξυ-1,3-βενζοδισουλφονικό οξύ[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + H_2SO_4 \xrightarrow{-H_2O} 5,2-C_6H_3(CH_3)(OH)SO_3H \xrightarrow{+H_2SO_4} 5,2,1,3-C_6H_2(CH_3)(OH)(SO_3H)_2 + H_2O }

Αλογόνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλογόνωση παράγει κυρίως 2,6-διαλο-4-μεθυλοφαινόλη (όπου X αλογόνο, εκτός F):

 \mathrm{2\pi-C_6H_4(CH_3)OH + 2X_2 \xrightarrow{} 5,2,6-C_6H_2(CH_3)(X_2)OH + 2HX}

  • Μπορεί να ληφθεί 2-αλο-4-μεθυλοφαινόλη αν χρησιμοποιηθεί διθειάνθρακας ως διαλύτης, γιατί απενεργοποιεί μερικώς το σύστημα:

 \mathrm{2\pi-C_6H_4(CH_3)OH + X_2 \xrightarrow{CS_2} 4,2-C_6H_3(CH_3)(X)OH + HX}

Αλκυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει κυρίως 2-αλκυλο-4-μεθυλοφαινόλη. Με περίσσεια αλκυλαλογονιδίου παράγει τελικά κυρίως 2,6-διαλκυλο-4-μεθυλοφαινόλη[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + RX \xrightarrow[-HX]{AlX_3} 4,2-C_6H_3(CH_3)(R)OH \xrightarrow[+RX]{AlX_3} 4,2,6-C_6H_2(CH_3)(R_2)OH }

Ακυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει κυρίως 2-ακυλο-4-μεθυλοφαινόλη. Με περίσσεια ακυλαλογονιδίου παράγει τελικά κυρίως 2,6-διακυλο-4-μεθυλοφαινόλη[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + RCOX \xrightarrow[-HX]{AlX_3} 4,2-C_6H_3(CH_3)(COR)OH \xrightarrow[+RCOX]{AlX_3} 4,2,6-C_6H_2(CH_3)(RCO)_2OH }

Υδροξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει κυρίως 4-μεθυλοκατεχόλη. Με περίσσεια υδραλογονώδους οξέος παράγει τελικά κυρίως 5-μεθυλοπυρογαλλόλη[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + XOH \xrightarrow[-HX]{AlX_3} 4,1,2-C_6H_3(CH_3)(OH)_2 \xrightarrow[+HOX]{AlX_3} 5,1,2,3-C_6H_2(CH_3)(OH)_3 + HX }

Αμίνωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει κυρίως 2-αμινο-4-μεθυλοφαινόλη. Με περίσσεια αλαμίνης παράγει τελικά κυρίως 2,6-διαμινο-4-μεθυλοφαινόλη[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + NH_2X \xrightarrow[-HX]{AlX_3} 4,2-C_6H_3(CH_3)(NH_2)OH \xrightarrow[+NH_2X]{AlX_3} 4,2,6-C_6H_2(CH_3)(NH_2)_2OH + HX}

Καρβοξυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει κυρίως 5-μεθυλο-2-υδροξυβενζοϊκό οξύ. Με περίσσεια αλομεθανικού οξέος παράγεται τελικά 5-μεθυλο-2-υδροξυϊσοφθαλικό οξυ[7]:


\mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + XCOOH \xrightarrow[-HX]{AlX_3} 5,2-C_6H_3(CH_3)(OH)COOH \xrightarrow[+XCOOH]{AlX_3} 5,2,1,3-C_6H_2(CH_3)(OH)(COOH)_2 }

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με υδρογόνωση (Σε συνθήκες 175 °C, 15 atm, παρουσία Ni). Παράγεται 4-μεθυλοκυκλοεξανόλη[15]:

 \mathrm{\pi-C_6H_4(CH_3)OH + 3H_2 \xrightarrow[175^oC, 15 atm]{Ni} 4-C_6H_{10}(CH_3)OH}

Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Στις «συνθήκες δωματίου», δηλαδή 20°C, 1 atm
  2. [1]
  3. [2]
  4. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  5. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 379, §17.2Α1.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 379, §17.2Α3.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 379, §17.2Α2.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 380, §17.3.1α.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 380, §17.3.1γ.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 381, §17.3.6.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 380, §17.3.5.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 380, §17.3.4.
  15. 15,0 15,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 380, §17.3.3.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 380, §17.3.8.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 382, §17.3.13.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • 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


Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα P-Cresol της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).