Цель работы
Целью работы является проведение реакций окисления и конденсации для фенола и его производных.
Теоретическая часть
Фенолы – ароматические соединения, имеющие гидроксильные группы, непосредственно связанные с ароматическим ядром. По числу гидроксилов различают одноатомные, двухатомные и многоатомные фенолы. Простейший из них – оксибензол называют фенолом. Оксипроизводные толуола (метилфенолы) называют орто-, мета- и паракрезолами, а оксипроизводные ксилолов – ксиленолами. Фенолы ряда нафталина называют нафтолами. Простейшие двухатомные фенолы называются: о – диоксибензол – пирокатехин, м – диоксибензол – резорцин, n- диоксибензол – гидрохинон.
Многие фенолы легко окисляются, при этом часто образуется сложная смесь продуктов. В зависимости от окислителя и условий реакции можно получить различные продукты. Так, при парофазном окислении (t=540 0) о – ксилола получают фталевый ангидрид. Качественной реакцией на фенолы является проба с раствором хлорного железа, при этом образуется окрашенный ион. Фенол дает краснофиолетовую окраску, крезолы – голубую, другие фенолы – зеленую.
Реакция конденсации представляет собой внутримолекулярный или межмолекулярный процесс образования новой С-С-связи, обычно протекающий при участии конденсирующих реагентов, роль которых может быть самой различной: оказывает число каталитическое действие, давать промежуточные реакционноспособные продукты, просто связывать отщепляющуюся частицу, смещая равновесие в системе.
Реакция конденсации с отщеплением воды катализируется разнообразными реагентами: сильными кислотами,сильными щелочами (гидроокисями, алкоголятами, амидами, гидридами щелочных металлов, аммиаком, первичными и вторичными аминами).
Порядок выполнения работы
В данной работе проводится проверка возможности окисления фенолов и образования фталеинов реакцией конденсации.
3.1 Окисления фенола и нафтола
Окисление проводится раствором марганцево-кислого калия в присутствии раствора углекислого натра (соды).
3.1.1 оборудование и реактивы:
Пробирки;
Пипетки;
Фенол – водный раствор;
Нафтол - водный раствор;
Маргацевокислый калий (0,5 % - ный водный раствор);
Углекислый натрий (5 % - ный водный раствор);
3.1.2 Проведение опыта:
а) в пробирку поместить 1 мл водного раствора фенола или нафтола;
б) прилить 1 мл раствора углекислого натра (соды);
в) приливать по каплям раствор марганцевокислого калия при встряхивании пробирки. Наблюдать за измененим окраски раствора.
Окисление фенолов обычно протекает по различным направления и ведет к образованию сложной смеси веществ. Более легкая окисляемость фенолов, по сравнению с ароматическими углеводородами, обусловлена влиянием гидроксильной группы, резко повышающей подвижность атомов водорода при других атомах углерода бензольного яда.
3.2 Образование фталеинов.
3.2.1 Получение фенолфталеина.
Фенолфталеин образуется при реакции конденсации фенола со фталевым ангидридом в присутствии концентрированной серной кислоты.
Фталевый ангидрид вступает в конденсацию с фенолами, давая производные трифенилетана. Конденсация сопровождается отщеплением воды за счет кислорода одной из карбонильных групп ангидрида и подвижных атомов водорода бензольных ядер двух молекул фенола. Введение водоотнимающих средств, таких как концентрированная серная кислота, очень облегчает эту конденсацию.
Фенол образует фенолфталеин по следующей реакции:
/ \ /
H H С
3.2.1.1 Оборудование и реактивы:
Пробирки;
Пипетки;
Электроплитка;
Фталевый ангидрид;
Серная кислота разбавленная 1:5;
3.2.1.2 Проведение опыта:
б) в эту же пробирку добавить примерно вдвое большее количество фенола;
в) встряхнуть несколько раз содержимое пробирки и осторожно добавить к нему 3-5 капель концентрированной серной кислоты, продолжая встряхивать;
г)нагреть пробирку на электроплитке до появления темно-красного окрашивания;
д) охладить пробирку и добавить в нее 5 мл воды;
е) к полученному раствору добавить по каплям раствор щелочи и наблюдать изменение окраски;
ж) после изменения окраски к содержимому пробирки добавить несколько капелл разбавленной серной кислоты до возвращения первоначальной окраски или до обесцвечивания.
3.2.2 Получение флуоресцеина.
Флуоресциин образуется при реакции конденсации резорцина с фталевым ангидридом в присутствии концентрированной серной кислоты.
Двухатомные фенолы с гидроксильными группами в мета – положении, вступая в конденсацию, выделяют две молекулы воды, одну за счет кислорода одной из карбонильных групп ангидрида и подвижных атомов водорода бензольных ядер двух молекул фенола. вторая молекула воды выделяется за счет гидроксильных групп двух молекул фенола с образованием шестичленного кольца.
Резорцин образует флуоресцеин по следующей реакции:
OH HO ОН HO OH
/ \ / \ /
H H С
3.2.1.1.Оборудование и реактивы:
Пробирки;
Пипетки;
Электроплитка;
Фталевый ангидрид;
Резорцин;
Серная кислота концентрированная;
Раствор едкого натрия(5-10 %-ный);
3.2.2.1 Проведение опыта:
а) взвесить 0.1-0.3 г фталевого ангидрида и поместить в пробирку;
б) в эту же пробирку добавить примерно вдвое большее количество резорцина и перемешать встряхивая;
в) к содержимому пробирки осторожно добавит 3-5 капель концентрированной серной кислоты;
г) смесь в пробирке нагреть до появления темно-красного окрашивания. Нагреть на электроплитке;
д) охладить содержимое пробирки и добавить в нее 5 мл воды;
е) в чистую пробирку внести 2-3 капли полученного раствора, добавить 1 мл раствора щелочи и разбавить большим количеством воды. Наблюдать за изменением окраски.
3.2.3 Образование аурина
Аурин получается при конденсации щавелевой кислоты с фенолом в присутствии серной кислоты.
При нагревании в присутствии серной кислоты щавелевая кислота конденсируется с тремя молекулами фенола, отщепляя воду и окись углерода с образованием аурина.
 |
|||
 |
|||
H-O- - H H - -OH
-H . OH O =
| . С = O +3H 2 O+CO
H - C
3.2.3.1. Оборудование и реактивы:
Пробирки;
Пипетки;
Щавелевая кислота;
Серная кислота концентрированная;
3.2.3.2 Проведение опыта:
а) взвесить 0,02-0,05г щавелевой кислоты и примерно вдвое больше фенола;
б) поместить оба реактива пробирку и перемешать встряхиванием;
в) добавить в пробирку 1-2 капли концентрированной серной кислоты;
г) осторожно нагреть пробирку со смесью до начала кипения и появления интенсивно желтой окраски;
д) охладить пробирку, добавить в нее 3-4 мл воды и встряхнуть. Наблюдать за появившейся окраской;
е) к полученному раствору добавить несколько капель раствора щелочи и наблюдать за изменением окраски;
3.3 Разложение мочевины (амида карбоминовой кислоты) при нагревании.
При нагревании выше температуры плавления мочевина распадается с выделением аммиака. При температуре 150 0 -160 0 С две молекулы мочевины отщепляют одну молекулу аммиака и дают хорошо растворимый в теплой воде биуреат:
H 2 N-OO-NH 2 +H-NH-OO-NH 2 H 2 N-CO-NH-CO-NH 2 +NH 3
Для биуреата характерно образование в щелочном растворе с солями меди ярко-красного комплексного соединения, имеющиге в растворе едкого натра следующий состав:
(NH 2 CO NH CONH 2) 2 *2NaOH*Cu(OH) 2
3.3.1 Оборудование и реактивы:
Пробирки;
Электроплитка;
Мочевина (карбомид);
Раствор едкого натрия(5-7 %-ный);
Раствор серной меди (1%-ный).
3.3.2 Проведение опыта:
а) взвесить 0,2-0,3г мочевины и поместить в сухую пробирку;
б) нагреть пробирку на электрической плитке;
в) наблюдать за происходящими изменениями: плавлением, выделением аммиака, затвердеванием;
г) охладить пробирку;
д) в охлажденную пробирку добавить 1-2мл теплой воды, взболтать и слить в другую пробирку;
е) к полученному мутному раствору добавить 3-4 капли раствора едкого натра до прозрачности. Затем добавить одну каплю раствора серной кислой меди и наблюдать изменение окраски (появляется красивое фиолетовое окрашивание).
Похожая информация.
Резорцин Resorcinum
м-Диоксибензол
Резорцин является двухатомным фенолом и представляет собой бесцветные или слегка окрашенные в розовый или желтый цвет игольчатые кристаллы или кристаллический порошок. Иногда цвет кристаллов бывает почти бурый. Это обусловлено неправильным хранением резорцина, который очень легко окис-ляется. Б отличие от других фенолов резорцин очень легко рас-творяется в воде, спирте, легко в эфире. Растворим в жирном масле и глицерине. Трудно растворяется в хлороформе. При нагревании улетучивается полностью.
Резорцин является составной частью многих смол и танинов, но получают его синтетически - из бензола методом сульфиро-вания н щелочного плавления. Бензол обрабатывают концент-рированной серной кислотой, при этом получают бензолметади-сульфоновую кислоту I.
Затем реакционную смесь обрабатывают известью: сульфо-кислота в этих условиях образует растворимую в воде каль-циевую соль (II), избыток серной кислоты удаляется в виде сульфата кальция:
Полученный резорцин очищают перегонкой.
Резорцин, как и другие фенолы, легко окисляется и сам яц-ляется восстановителем. Он может восстанавливать серебро из аммиачного раствора нитрата серебра.
Резорцин дает все реакции, характерные для фенолов в том числе и с формалин-серной кислотой (на дне пробирки выпа-дает красный осадок). Специфической реакцией на резорцин, отличающей его от всех других фенолов, является реакция сплавления его с фталевым ангидридом в присутствии концент-рированной серной кислоты с образованием флюоресцеина - желто-красного раствора с зеленой флюоресценцией (фармако-пейная реакция).
Антисептическое действие резорцина более выражено, чем у одноатомного фенола. Это обусловлено более сильными его восстановительными свойствами.
Восстановительная способность резорцина особенно прояв» ляется в щелочной среде.
Применяется наружно при кожных заболеваниях (экзема, грибковые заболевания и др.) в виде 2-5% водных и спирто-вых растворов и 5-10-20% мазей.
Хранить следует в хорошо укупоренных банках оранжевого стекла (свет стимулирует окисление).
Получение. Получают из бензола.
Описание . Белый или белый со слабым желтоватым оттенком кристаллический порошок со слабым характерным запахом. Под влиянием света и воздуха постепенно окрашивается в розовый цвет.
Растворимость . Очень легко растворим в воде и 95% спирте, легко растворим в эфире, очень мало растворим в хлороформе, растворим в глицерине и жирном масле.
Подлинность .
1) При прибавлении к раствору препарата раствора хлорида окисного железа появляется сине-фиолетовое окрашивание, переходящее от прибавления раствора аммиака в буровато-желтое.
2) При сплавлении в фарфоровой чашке нескольких кристаллов препарата с избытком фталевого ангидрида получается плав желто-красного цвета. При растворении плава в растворе едкого натра появляется интенсивная зеленая флюоресценция.
Температура плавления 109-112°.
Количественное определение .
Броматометрический метод (вариант обратного титрования ).
Точную навеску препарата помещают в мерную колбу, растворяют в воде, прибавляют избыток 0,1М KBrO 3 , KBr, H 2 SO 4 , затем к смеси прибавляют раствор йодида калия, смесь сильно взбалтывают и оставляют на 10 минут в темном месте. После этого добавляют хлороформ и титруют выделившийся йод 0,1М раствором тиосульфата натрия до обесцвечивания.
KBrO 3 + 5KBr + 3H 2 SO 4 → 3Br 2 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O
Br 2 + 2KJ = J 2 + 2KBr
J 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = 2NaJ + Na 2 S 4 O 6
УЧ = 1/6, формула обратного титрования
Хранение . В хорошо укупоренных банках оранжевого стекла.
Применение. Антисептическое средство, при кожных заболеваниях, экземе, наружно в мазях, пастах или растворах, редко применяется внутрь как средство, дезинфицирующее ЖКТ.
Резорцин несовместим с тимолом, ментолом, аспирином, камфорой (образует сыреющие смеси).
Легко разлагается (в щелочной среде) – окисляется, восстанавливает препараты ртути до металлической.
См. Учебно-методическое пособие по внутриаптечному контролю: глазные капели - раствор резорцина 1%.
Ароматические кислоты
Ароматические кислоты – это органические соединения, имеющие функциональную группу –COOH, а в качестве радикала бензольное ядро.
Простейший представитель – бензойная кислота.
Свойства ароматических кислот определяются:
1. Свойствами бензольного ядра, для которого характерны:
1.1. Реакции замещения водорода в ядре на галоген, NO 2 - , SO 3 2- - группы.
2. Свойствами – COOH группы.
2.1. Образовывать соли со щелочными, тяжелыми металлами, щелочами, карбонатами щелочных металлов.
2.2. Образовывать ангидриды, галогенангидриды, амиды.
2.3. Образовывать сложные эфиры в присутствии концентрированной серной кислоты.
3. Реакция среды ароматических кислот определяется по индикаторам (кислая).
Свободные ароматические кислоты применяют только наружно, т.к. диссоциируя на ионы, отщепляют ион H + , который обладает раздражающим действием, даже прижигающим. Кроме того, попадая в кровь, изменяет структуру кровяных телец, поэтому внутрь назначают только соли и сложные эфиры ароматических кислот.
Флуоресцеин является ярким химическим красителем, который светится в ультрафиолетовых лучах. Получению именно этого химического вещества посвящен данный материал, который обязательно будет познавательным и заинтересует любителей химии и красивых химических опытов.
Начнем опыт с просмотра видеоролика
Итак, что нам понадобится:
- фталевый ангидрид;
- резорцин;
- металлический тигель;
- песчаная баня;
- газовая горелка;
- безводный хлорид цинка;
- соляная кислота.
Первым делом отвесим в металлический тигель 3 гр. фталевого ангидрида.
Далее присыпаем к нему 4.5 гр. резорцина.
Смешиваем эти вещества и ставим на песчаную баню, после чего зажигаем газовую горелку, которой нагреваем смесь до температуры плавления, то есть примерно 180 градусов по Цельсию.
Нагревание необходимо для того, чтобы смесь из фталевого ангидрида и резорцина расплавилась.
После расплавления смеси добавляем в нее два 2.1 гр. безводного хлорида цинка. При добавлении этого компонента происходит реакция конденсации, в ходе которой две молекулы резорцина и одна молекула фталевого ангидрида объединяются в большую молекулу флуоресцеина. При этом также выделяется две молекулы воды. Хлорид цинка является катализатором и принимает на себя образующуюся воду.
После добавления хлорида цинка температуру нужно поднять до 220 градусов по Цельсию и нагреваем смесь еще 15 минут.
Спустя 15 минут нагревания, образовавшийся флуоресцеин снимаем с огня и ставим охлаждаться, чтобы он затвердел.
После того, как флуоресцеин затвердел его необходимо выковырять из металлического тигля. Для этого можно использовать стамеску.
Весь флуоресцеин выковырян из металлического тигля, так что можно приступать к следующему шагу, а именно измельчению в мелкие ступки, чтобы разбить все крупные кристаллы.
После измельчения флуоресцеин необходимо вымыть от остатков хлорида цинка. Для этого высыпаем его в 10% соляную кислоту и нагреваем до кипения с перемешиванием.
Фильтруем промытый флуоресцеин через вакуумную фильтрацию.
Резорцин (Резорцинол, 1,3-дигидроксибензол) - мета-дигидроксибензол . Резорцин имеет специфический запах. Имеет тот же состав что и пирокатехин и гидрохинон , отличаясь от них лишь относительным расположением гидроксильных групп .
Физические свойства
Бесцветные кристаллы, до 70,8 °C существуют в α-модификации, выше в β-модификации. Легко растворим в этаноле , диэтиловом эфире , ацетоне , воде, труднорастворим в СНСl 3 , CS 2 , бензоле (в 100 г 2,2 г при 20 °C, 14,1 г при 60 °C).
Получение
Получают сульфированием бензола и затем щелочной плавкой (сплавлением 1,3-бензолдисульфокислоты с щелочью, в частности едким натром ). Что характерно: другие пара-замещённые бензолы, например, 1,4-бромфенол, 1,4-бензолсульфокислота при сплавлении со щёлочью дают резорцин.
Также его получают окислением 1,3-диизопропилбензола кислородом воздуха с последующим кислотным гидролизом образующегося бисгидропероксида до резорцина и ацетона .
Химические свойства
Резорцин обладает свойствами фенолов . Со щёлочами образует соли - феноляты, с диметилсульфатом даёт монометиловый эфир резорцина и диметиловый эфир резорцина . При взаимодействии с аммиаком образует 3-аминофенол. Взаимное влияние двух групп ОН обеспечивает легкость вступления резорцина в реакции электрофильного замещения главным образом в положения 4(6), труднее - в положение 2. Так при взаимодействии с галогенами образует 2,4,6-тригалогензамещенные. При действии азотной кислоты на резорцин образуется резазурин , при взаимодействии с концентрированной азотной кислотой (d=1.4 г/см 3) и концентрированной серной кислоты образуется 2,4,6-тринитрорезорцин . С пикриновой кислотой дает пикрат, т. пл. 89-90 °C.
Безопасность
Пыль и пары резорцина раздражают кожу и слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, вызывают кашель.
Напишите отзыв о статье "Резорцин"
Примечания
Ссылки
- www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3866.html
- www.abc-gid.ru/drugs/reestr/show/10708/
Отрывок, характеризующий Резорцин
– Что, барин, не спите? – сказал казак, сидевший под фурой.– Нет; а… Лихачев, кажется, тебя звать? Ведь я сейчас только приехал. Мы ездили к французам. – И Петя подробно рассказал казаку не только свою поездку, но и то, почему он ездил и почему он считает, что лучше рисковать своей жизнью, чем делать наобум Лазаря.
– Что же, соснули бы, – сказал казак.
– Нет, я привык, – отвечал Петя. – А что, у вас кремни в пистолетах не обились? Я привез с собою. Не нужно ли? Ты возьми.
Казак высунулся из под фуры, чтобы поближе рассмотреть Петю.
– Оттого, что я привык все делать аккуратно, – сказал Петя. – Иные так, кое как, не приготовятся, потом и жалеют. Я так не люблю.
– Это точно, – сказал казак.
– Да еще вот что, пожалуйста, голубчик, наточи мне саблю; затупи… (но Петя боялся солгать) она никогда отточена не была. Можно это сделать?
– Отчего ж, можно.
Лихачев встал, порылся в вьюках, и Петя скоро услыхал воинственный звук стали о брусок. Он влез на фуру и сел на край ее. Казак под фурой точил саблю.
– А что же, спят молодцы? – сказал Петя.
– Кто спит, а кто так вот.
– Ну, а мальчик что?
– Весенний то? Он там, в сенцах, завалился. Со страху спится. Уж рад то был.
Долго после этого Петя молчал, прислушиваясь к звукам. В темноте послышались шаги и показалась черная фигура.
– Что точишь? – спросил человек, подходя к фуре.
– А вот барину наточить саблю.
– Хорошее дело, – сказал человек, который показался Пете гусаром. – У вас, что ли, чашка осталась?
– А вон у колеса.
Гусар взял чашку.
– Небось скоро свет, – проговорил он, зевая, и прошел куда то.
Петя должен бы был знать, что он в лесу, в партии Денисова, в версте от дороги, что он сидит на фуре, отбитой у французов, около которой привязаны лошади, что под ним сидит казак Лихачев и натачивает ему саблю, что большое черное пятно направо – караулка, и красное яркое пятно внизу налево – догоравший костер, что человек, приходивший за чашкой, – гусар, который хотел пить; но он ничего не знал и не хотел знать этого. Он был в волшебном царстве, в котором ничего не было похожего на действительность. Большое черное пятно, может быть, точно была караулка, а может быть, была пещера, которая вела в самую глубь земли. Красное пятно, может быть, был огонь, а может быть – глаз огромного чудовища. Может быть, он точно сидит теперь на фуре, а очень может быть, что он сидит не на фуре, а на страшно высокой башне, с которой ежели упасть, то лететь бы до земли целый день, целый месяц – все лететь и никогда не долетишь. Может быть, что под фурой сидит просто казак Лихачев, а очень может быть, что это – самый добрый, храбрый, самый чудесный, самый превосходный человек на свете, которого никто не знает. Может быть, это точно проходил гусар за водой и пошел в лощину, а может быть, он только что исчез из виду и совсем исчез, и его не было.
Что бы ни увидал теперь Петя, ничто бы не удивило его. Он был в волшебном царстве, в котором все было возможно.
Он поглядел на небо. И небо было такое же волшебное, как и земля. На небе расчищало, и над вершинами дерев быстро бежали облака, как будто открывая звезды. Иногда казалось, что на небе расчищало и показывалось черное, чистое небо. Иногда казалось, что эти черные пятна были тучки. Иногда казалось, что небо высоко, высоко поднимается над головой; иногда небо спускалось совсем, так что рукой можно было достать его.
Петя стал закрывать глаза и покачиваться.
Капли капали. Шел тихий говор. Лошади заржали и подрались. Храпел кто то.
– Ожиг, жиг, ожиг, жиг… – свистела натачиваемая сабля. И вдруг Петя услыхал стройный хор музыки, игравшей какой то неизвестный, торжественно сладкий гимн. Петя был музыкален, так же как Наташа, и больше Николая, но он никогда не учился музыке, не думал о музыке, и потому мотивы, неожиданно приходившие ему в голову, были для него особенно новы и привлекательны. Музыка играла все слышнее и слышнее. Напев разрастался, переходил из одного инструмента в другой. Происходило то, что называется фугой, хотя Петя не имел ни малейшего понятия о том, что такое фуга. Каждый инструмент, то похожий на скрипку, то на трубы – но лучше и чище, чем скрипки и трубы, – каждый инструмент играл свое и, не доиграв еще мотива, сливался с другим, начинавшим почти то же, и с третьим, и с четвертым, и все они сливались в одно и опять разбегались, и опять сливались то в торжественно церковное, то в ярко блестящее и победное.
«Ах, да, ведь это я во сне, – качнувшись наперед, сказал себе Петя. – Это у меня в ушах. А может быть, это моя музыка. Ну, опять. Валяй моя музыка! Ну!..»
Он закрыл глаза. И с разных сторон, как будто издалека, затрепетали звуки, стали слаживаться, разбегаться, сливаться, и опять все соединилось в тот же сладкий и торжественный гимн. «Ах, это прелесть что такое! Сколько хочу и как хочу», – сказал себе Петя. Он попробовал руководить этим огромным хором инструментов.
«Ну, тише, тише, замирайте теперь. – И звуки слушались его. – Ну, теперь полнее, веселее. Еще, еще радостнее. – И из неизвестной глубины поднимались усиливающиеся, торжественные звуки. – Ну, голоса, приставайте!» – приказал Петя. И сначала издалека послышались голоса мужские, потом женские. Голоса росли, росли в равномерном торжественном усилии. Пете страшно и радостно было внимать их необычайной красоте.
