Получить фенол из бензола


Получение фенола,

Получение фенола

Фенолами называются такие соединения бензольного ряда, в которых один или несколько атомов водорода бензольного кольца замещены гидроксильными группами. В зависимости от количества гидроксилов фенолы подразделяются на одно- и многоатомные. К одноатомным фенолам относятся фенол и его гомологи - крезол, ксиленол, к двухатомным - резорцин.

Фенол и его гомологи получают в процессе сухой перегонки каменного угля, при сухой перегонке сланцев, торфа и древе­сины. Так же фенолы получают из продуктов термической пере­работки твердых топлив и из нефтяного сырья.

Получение синтетического фенола. Получение фенола син­тетическим путем основано на использовании в качестве исход­ного сырья бензола, который в свою очередь получают из кок­сового газа, а также из продуктов химической переработки нефти.

Синтетический фенол получают несколькими способами: сульфированием бензола, хлорированием бензола, алкилированием бензола пропиленом (кумольный способ).

Получение фенола сульфированием бензола. По этому ме­тоду фенол получают как в паровой, так и жидкой фазах путем сульфирования бензола концентрированной серной кислотой. Образующуюся бензолсульфокислоту переводят в натриевую соль и сплавляют с едким натром, получая фенолят натрия:

C6H6 + H2S04 -> C6H5S03H + Н20

C6H5S03Na + 2NaOH -> C6H5ONa + Na2S03 + H2O

Подкислением серной кислотой из фенолята натрия выде­ляют фенол.

Получение фенола хлорированием бензола. Бензол обраба­тывают газообразным хлором в присутствии катализаторов. Полученный хлорбензол при повышенной температуре и под давлением подвергают гидролизу при действии водного раствора едкого натра:

C6H6 + CI 2 -> C6H5CI + Н CI

С6Н6 CI + 2NaOH -> C6H5ONa + NaCl + Н20

Выделяемый фенол очищают перегонкой под вакуумом.

Синтез фенола сульфированием бензола ввиду сложности и большого расхода серной кислоты не получил широкого раз­вития. Получение же фенола через хлорбензол в паровой фазе достаточно экономично, но технологически сложно.

Получение фенола из кумола. Кумол или изопропилбензол получают взаимодействием бензола с пропиленом, являющимся продуктом крекинга нефти, по реакции

С6Н6 + СН3—СН  =  СН2 — C6H5CH (СН3)2

Кумол затем окисляют кислородом воздуха в гидроперекись кумола:

С6Н5СН (СН3)2 + О2 ->  С6Н5С (СН3)2ООН

Разложением гидроперекиси серной кислотой получают фе­нол и ацетон:

С6Н5С (СН3)2 ООН -> C6H5OH + СН3СОСН3

Способ полу­чени

spbcomposit.ru

Получение фенолов | Химия онлайн

Фенолы выделяют из каменноугольной смолы, а также из продуктов пиролиза бурых углей и древесины (деготь).

Промышленный способ получения самого фенола С6Н5ОН основан на окислении ароматического углеводорода кумола (изопропилбензол) кислородом воздуха с последующим разложением получающейся гидроперекиси, разбавленной H3SO4. Реакция проходит с высоким выходом и позволяет получить сразу два технически ценных продукта – фенол и ацетон.

Получение фенола в промышленности

1. Кумольный способ

(СССР, Сергеев П.Г., Удрис Р.Ю., Кружалов Б.Д., 1949 г.). Преимущества метода: безотходная технология (выход полезных продуктов > 99%) и экономичность. В настоящее время кумольный способ используется как основной в мировом производстве фенола.

В качестве исходного сырья используют бензол и пропилен, из которых получают изопропилбензол (кумол), подвергающийся дальнейшим превращениям:  

1 стадия – получение кумола

2 стадия – каталитическое окисление

2. Из каменноугольной смолы (как побочный продукт – выход небольшой)

Каменноугольную смолу, содержащую в качестве одного из компонентов фенол, обрабатывают вначале раствором щелочи (образуются феноляты), а затем – кислотой:

3. Взаимодействие галогенпроизводных ароматических УВ со щелочами

или с водяным паром

4. Сплавлением солей аренсульфокислот с твёрдыми щелочами

Фенолы

himija-online.ru

Фенол из бензола - Справочник химика 21

    ПОЛУЧЕНИЕ ФЕНОЛА ИЗ БЕНЗОЛА [c.433]

    Напишите схемы последовательных реакций, с помощью которых можно через диазосоединения получить а ) о-крезол из толуола б) фенол из бензола  [c.108]

    Получение фенола из бензола. Рассмотрим реакцию, по которой при взаимодействии этилена и бензола производится основной продукт, необходимый для получения пластмасс. [c.254]

    Практическое применение процесс хлорирования в нрисутствии кислорода нашел до сего времени лишь в синтезе фенола из бензола по методу Рашига [49]. [c.155]


    Какими двумя способами можно получить фенол из бензола Каковы продукты реакций фенола  [c.662]

    В настоящее время разработан ряд методов синтеза фенола из бензола [34]  [c.59]

    Синтез фенола из бензола методом сульфирования был первым и в свое время наиболее распространенным в мировой промышленности. Этот метод связан с большим расходом серной кислоты, едкого натра, сернистого ангидрида в процессе образуется значительное количество отходов Кроме того, ряд стадий проводится периодически, что вместе определяет невысокую эффективность метода. [c.234]

    Синтез фенола при окислении кумола экономически выгоден, так как при получении фенола из бензола, пропилена и воздуха расходуется мало химикатов и энергии. [c.181]

    Парофазный двустадийный синтез фенола из бензола 392 [c.200]

    Суммарный эффект состоит в образовании фенола из бензола и кислорода воздуха при отсутствии потерь для этой цели не расходуется никаких других реагентов. Реакции (1) и (2), представляющие собой процесс окислительного хлорирования, были рассмотрены раньше (стр. 167). Реакция (3) является единственным практическим примером парофазного гидролиза хлорпроизводных. Ее проводят при 450—500 °С на гетерогенном катализаторе — фосфате кальция Саз(Р04)г- [c.253]

    В нашей стране синтетический фенол до 40-х годов производился исключительно из бензола щелочным плавлением бензолсульфокис-лоты, сначала в котлах периодического действия. В 1928—41 гг. осваивается и внедряется в производство непрерывный сульфонатный процесс на Рубежанском, Бобриковском, Дорогомиловском и Березняков-ском химических заводах, а в 1938—42 гг. на Сталиногорском заводе организуется производство фенола из бензола через хлорбензол. [c.354]

    Практически весь хлорбензол получают непрерывным жид-жофазным хлорированием бензола хлором в присутствии хлорида железа(П1) (катализатор) в мягких условиях [550, 555, 556]. В отличие от нитрования и сульфирования, где скорости дизамещения на 3—6 порядков ниже, чем скорости монозаме-щения, введение атома хлора в молекулу бензола снижает скорость хлорирования всего на порядок. Поэтому монохлорирование не ведут до полного превращения бензола во избежание накопления полихлоридов. Бензол и хлор предварительно высушивают, так как присутствие воды понижает эффективность катализатора и вызывает коррозию оборудования выделяющейся хлороводородной кислотой. Даже при тщательной осушке фактическим эффективным катализатором является моногидрат РеСЬ-НгО [550], а при большей степени гидратации хлорид железа теряет растворимость в органической фазе и система приобретает невыгодный гетерогенно-каталцтический характер. Бензол (10), взятый в избытке, и газообразный хлор поступают снизу в колонну, заполненную керамическими и стальными кольцами. Взаимодействие последних с хлором и служит источником НеС1з. Отвод выделяющегося при зтом тепла (130 кДж/ /моль СЬ) обеспечивается путем испарения при кипении реакционной массы (80—85°С), содержащей 60% бензола. После промывки водой и отгонки бензола и воды продукт содержит 86% хлорбензола (11), 4% о- (12) и 10% п-дихлор бензолов (13) [1], которые разделяют дистилляцией с последующей кристаллизацией ара-изомера. Выделяющийся при хлорировании H I поглощают водой в абсорбционной колонне, получая товарную хлороводородную кислоту. Окислительное хлорирование при действии на бензол H l и кислорода в присутствии катализатора в настоящее время не применяется вследствие высокой энергоемкости производства фенола из бензола через хлорбензол. [c.210]


    Замещение ароматически связанного водорода гидроксилом по схеме (I) —превращение, до недавнего времени имевшее значение лишь применительно к производным антрахинона и, отчасти, нафталина. Однако в последние годы можно отметить большое число работ, посвященных прямому введению гидроксила и в ряду бензола. Данные, относящиеся к разработке метода получения фенола из бензола воздействием кислорода, будут рассмотрены в гл. XVI. Здесь же мы изложим преимущественно окисление производных антрахинона и нафталина, протекающее при действии концентрированной и дымящей серной кислоты вместе с окислителями или без них. Реакции эти имеют значение для получения ценных красителей и некоторых промежуточных продуктов. [c.645]

    В пром-сти А получают преим т наз к мольным способом одновременно с фенолом из бензола и пропилена через изопропилбензол (кумол) по схеме [c.230]

    Г1ри производстве синтетического фенола из бензола по методу Рашига из сырого хлорбензола промыванием раствором NaOH выделяется НС1. Из водного раствора НС1 и из водяного пара фенол вымывается бензолом, принятым в качестве растворителя, в экстракторах с насадкой из колец Рашига [315, 3181. При производстве фенола гидролизом хлорбензола щелочью в жидкой [c.421]

    Однако образование некоторых промежуточных продуктов (например, фенола из бензола на стадии /) по этой схеме мало вероятно. Предполагается, что стабильные кислородсодержащие соединения образуются из различных свободных радикалов, возникающих из молекулы толуола на начальных стадиях процесса, например  [c.85]

    Еще более сильное действие на молекулы оказывают ядерные излучения (у-излучение, протоны, нейтроны и др.) и рентгеновское излучение. Раздел химии, занимающийся вопросами химического действия этих излучений, называется радиационной химией. В отличие от нее радиохимией называют химию радиоактивных элементов, в частности химию меченых атомов . Радиационная химия развивается в связи с

www.chem21.info

Фенолы, подготовка к ЕГЭ по химии

Фенолы - кислородсодержащие ароматические соединения, в молекулах которых содержится одна или несколько гидроксильных групп (OH), присоединенных к бензольному кольцу.

Номенклатура фенолов

Нумерацию атомов углерода в молекуле фенола начинают в такой последовательности, чтобы заместители получили наименьшие номера (идут кратчайшим путем). В основе названия принято сохранять тривиальное название "фенол".

Напомню, что гидроксильная группа является ориентантом I порядка (орто-, пара-ориентант). Поэтому реакции галогенирования, нитрования протекают в орто- и пара-положениях.

Получение фенолов
  • Гидролиз галогенбензолов
  • При гидролизе галогенбензолов происходит обмен: гидроксогруппа встает на место атома галогена.

  • Кумольный способ
  • Этим способом получают 95% всего производимого фенола. В ходе этой реакции кумол (изопропилбензол) подвергают окислению, в результате получается фенол и ацетон.

Химические свойства фенолов
  • Кислотные свойства
  • Щелочные металлы (Li, Na, K) способны вытеснять водород из спиртов с образованием солей - фенолятов. В отличие от алифатических одноатомных спиртов, фенолы способны вступать в реакцию с щелочами (KOH, LiOH, NaOH)

  • Галогенирование
  • Реакция фенола с бромной водой является качественной: в ходе нее выпадает белая взвесь - осадок трибромфенола.

  • Реакции с кислотами
  • Реакция между фенолом и азотной кислотой происходит по типу замещения. В бензольном кольце появляется новый радикал - нитрогруппа. Важно учитывать, что OH группа фенола является ориентантом I порядка: замещение идет в орто-, пара-положении.

  • Гидрирование
  • При гидрировании разрываются двойные связи бензольного кольца, образуется циклогексанол.

  • Поликонденсация фенолов с формальдегидом
  • В промышленности получила широкое распространение реакция поликонденсации фенола с формальдегидом, приводящая к образованию смолообразных полимеров (фенолформальдегидные смолы) и воды.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

studarium.ru

Получение фенола. Строение, свойства и применение фенола :: SYL.ru

Фенолы – это простые органические вещества, образованные на основе бензола. При нормальных условиях представляют собой твердые ядовитые вещества, обладающие специфическим ароматом. В современной промышленности эти химические соединения играют далеко не последнюю роль. По объемам использования фенол и его производные входят в двадцатку наиболее востребованных химических соединений в мире. Они широко применяются в химической и легкой промышленности, фармацевтике и энергетике. Поэтому получение фенола в промышленных масштабах – одна из основных задач химической промышленности.

Обозначения фенола

Первоначальное название фенола – карболовая кислота. Позднее данное соединение поучило название «фенол». Формула этого вещества представлена на рисунке:

Нумерация атомов фенола ведется от того атома углерода, который соединен с гидроксогруппой ОН. Последовательность продолжается в таком порядке, чтобы другие замещенные атомы получили наименьшие номера. Производные фенола существуют в виде трех элементов, характеристики которых объясняются различием их структурных изомеров. Различные орто-, мета-, паракрезолы являются лишь видоизменением основной структуры соединения бензольного кольца и гидроксильной группы, базовая комбинация которой и представляет собой фенол. Формула этого вещества в химической записи выглядит как C6H5OH.

Физические свойства фенола

Визуально фенол представляет собой твердые бесцветные кристаллы. На открытом воздухе они окисляются, придавая веществу характерный розовый оттенок. При нормальных условиях фенол довольно плохо растворяется в воде, но с повышением температуры до 70о этот показатель резко возрастает. В щелочных растворах это вещество растворимо в любых количествах и при любых температурах.

Эти свойства сохраняются и в других соединениях, основным компонентом которых являются фенолы.

Химические свойства

Уникальные свойства фенола объясняются его внутренней структурой. В молекуле этого химического вещества р-орбиталь кислорода образует единую п-систему с бензольным кольцом. Такое плотное взаимодействие повышает электронную плотность ароматического кольца и понижает этот показатель у атома кислорода. При этом полярность связей гидроксогруппы значительно увеличивается, и водород, входящий в ее состав, легко замещается любым щелочным металлом. Так образуются различные феноляты. Эти соединения не разлагаются водой, как алкоголяты, но их растворы очень похожи на соли сильных оснований и слабых кислот, поэтому они имеют достаточно выраженную щелочную реакцию. Феноляты взаимодействуют с различными кислотами, в результате реакции восстанавливаются фенолы. Химические свойства этого соединения позволяют ему взаимодействовать с кислотами, образуя при этом сложные эфиры. Например, взаимодействие фенола и уксусной кислоты приводит к образованию финилового эфира (фениацетата).

Широко известна реакция нитрирования, в которой под воздействием 20% азотной кислоты фенол образует смесь пара- и ортонитрофенолов. Если воздействовать на фенол концентрированной азотной кислотой, то получается 2,4,6-тринитрофенол, который иногда называют пикриновой кислотой.

Фенол в природе

Как самостоятельное вещество фенол в природе содержится в каменноугольной смоле и в отдельных сортах нефти. Но для промышленных нужд это количество не играет никакой роли. Поэтому получение фенола искусственным способом стало приоритетной задачей для многих поколений ученых. К счастью, эту проблему удалось разрешить и получить в итоге искусственный фенол.

Свойства, получение

Применение различных галогенов позволяет получать феноляты, из которых при дальнейшей обработке образуется бензол. Например, нагревание гидроксида натрия и хлорбензола позволяет получить натрия фенолят, который при воздействии кислоты распадается на соль, воду и фенол. Формула такой реакции приведена здесь:

С6Н5-CI + 2NaOH -> С6Н5-ONa + NaCl + Н2O

Ароматические сульфокислоты также являются источником для получения бензола. Химическая реакция проводится при одновременном плавлении щелочи и сульфокислоты. Как видно из реакции, сначала образуются феноксиды. При обработке сильными кислотами они восстанавливаются до многоатомных фенолов.

Фенол в промышленности

В теории, получение фенола самым простым и многообещающим способом выглядит таким образом: при помощи катализатора бензол окисляют кислородом. Но до сих пор катализатор для этой реакции так и не был подобран. Поэтому в настоящее время в промышленности используются другие методы.

Непрерывный промышленный способ получения фенола состоит во взаимодействии хлорбензола и 7% раствора едкого натра. Полученную смесь пропускают через полуторакилометровую систему труб, нагретых до температуры в 300 С. Под воздействием температуры и поддерживаемого высокого давления исходные вещества вступают в реакцию, в результате которой получат 2,4-динитрофенол и другие продукты.

Не так давно был разработан промышленный способ получения фенолсодержащих веществ кумольным методом. Этот процесс состоит из двух этапов. Сначала из бензола получают изопропилбензол (кумол). Для этого бензол алкируют с помощью пропилена. Реакция выглядит следующим образом:

После этого кумол окисляют кислородом. На выходе второй реакции получают фенол и другой важный продукт — ацетон.

Получение фенола в промышленных масштабах возможно из толуола. Для этого толуол окисляется на кислороде, содержащемся в воздухе. Реакция протекает в присутствии катализатора.

Примеры фенолов

Ближайшие гомологи фенолов называются крезолами.

Существуют три разновидности крезолов. Мета-крезол при нормальных условиях представляет собой жидкость, пара-крезол и орто-крезол – твердые вещества. Все крезолы плохо растворяются в воде, а по своим химическим свойствами они почти аналогичны фенолу. В естественном виде крезолы содержатся в каменноугольной смоле, в промышленности их применяют при производстве красителей, некоторых видов пластмасс.

Примерами двухатомных фенолов могут служить пара-, орто- и мета-гидробензолы. Все они представляют собой твердые вещества, легко растворимые в воде.

Единственный представитель трехатомного фенола – пирогаллол (1,2,3-тригидроксибензол). Его формула представлена ниже.

Пирогаллол является довольно сильным восстановителем. Он легко окисляется, поэтому его используют для получения очищенных от кислорода газов. Это вещество хорошо известно фотографам, его используют как проявитель.

www.syl.ru

Получение фенола прямым окислением бензола

    СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНОЛА ПРЯМЫМ ОКИСЛЕНИЕМ БЕНЗОЛА [c.113]

    Способы получения фенола прямым окислением бензола 113 [c.540]

    Например, прямое окисление бензола в фенол перекисью водорода [18, 28] в способе получения капролактама по схеме (I) может оказаться экономичнее, чем получение фенола через изо-пропилбензол и его гидроперекись промежуточный продукт в производстве капролактама — циклогексаноноксим — в способах, указанных выше, также может быть получен простым путем с помощью перекиси водорода действием ее на циклогексиламин или реакцией циклогексанона с перекисью водорода и аммиаком [29—38]. Возможен также путь получения капролактама через капролактон, получаемый окислением циклогексанона перекисью водорода или надуксусной кислотой [39, 40]. [c.7]


    Способ получения фенола прямым окислением бензола по реакции [c.11]

    Попытки получения фенола прямым окислением бензола к успеху не привели, так как при этом образуются в основном продукты глубокого окисления и селективность по фенолу очень низкая. [c.113]

    Хотя прямое окисление бензола в фенол и выгодно экономически, попытка развить этот процесс пе была успешной. Приведенное выше обсуждение кинетики окисления бензола на катализаторах, используемых для получения МА, показывает, что фенол на этих катализаторах быстро окисляется в бензохинон и МА. [c.213]

    Так, например, известно всего несколько небольших установок по получению фенола из толуола. Этот метод расценивается как перспективный в связи с широкой сырьевой базой толуола. В США в 1962 г. введена первая промышленная установка по прямому окислению бензола в фенол производительностью 15 тыс. г в год. [c.320]

    Выше (см. стр. 807) мы рассматривали те потенциальные преимущества, которыми обладает метод получения фенола прямым окислением бензола. В гл. VI уже было упомянуто о попытке осуществления этой реакции действием щелочи с участием катализаторов окисления — окислов металлов VI и VII групп периодической системы. [c.849]

    До сих пор еще не удавалось осуществить прямое окисление бензола в фенол из-за быстрого окисления фенола в малеиновый ангидрид. Так, при 500° С на катализаторе Сиз(Р04)2 был получен выход 63% при степени превращения 2,5% [1501, но гомогенная реакция приводит к аналогичным результатам при чуть более высокой температуре [1511. Мы уже указывали, что при реакции бензола на катализаторах У—Мо—О при низких степенях превращения образуется бензохинон так, при степенях превращения ниже 2% были найдены [c.175]

    Несмотря на многочисленные попытки непосредственного окисления бензола в фенол, преодолеть возникающие при этом трудности, связанные с образованием бифенилов и родственных соединений и глубоким окислением бензола, так и не удалось. Было испытано большое число инициаторов и промоторов, включая у-облучение однако создание удовлетворительной технологии оказалось пока невозможным, хотя эта цель, безусловно, весьма заманчива. В последние годы основное внимание уделяется окислению бензола воздухом или кислородом (обычно под давлением) в присутствии уксусной кислоты и катализатора типа промотированной палладиевой соли с получением смеси фенола и фенилацетата. Реакцию ведут как в жидкой, так и в паровой фазе. Несмотря на некоторые успехи, достигнутые в этом направлении, промышленный процесс прямого окисления бензола в фенол еще не создан. [c.203]


    Всеобъемлющий характер движения за чистоту определяется самой сущностью новой промышленной технологии. Ее главные и отличительные черты — это проведение процессов при наиболее оптимальных условиях с максимальным коэффициентом выхода продуктов по сырью и энергии комплексная переработка сырья и ликвидация отбросов производства автоматизация процессов интенсификация производства и сокращение числа стадий процессов борьба с коррозией оборудования и отравлением катализаторов устранение вредных побочных процессов. Опыт, да и логика убеждают, что эти задачи неизбежно сопряжены со все более жесткой регламентацией состава веществ, вступающих в производственный цикл. Естественно, например, что получение фенола в одну стадию прямым окислением бензола или синтез нитрила акриловой кислоты непосредственно из пропилена и аммиака нуждается в более качественном исходном сырье, чем многостадийные процессы. Или возьмем такой традиционный вид химического сырья, как целлюлоза. Чтобы стать пригодным сырьем для производства искусственного волокна высшего качества, целлюлоза должна быть химически чистой и молекулярно однородной. На это требование промышленность отвечает возросшим объемом производства целлюлозы повышенной чистоты. В ней 98,5—99,5% а-целлюлозы и совсем мало экстрагируемых эфиром веществ. Из этого сорта по упрощенной технологии (минуя дорогостоящий диализ) вырабатывают штапельное волокно и кордную ткань высших сортов, губки, абсорбирующую бумагу и др. [c.54]

    Замещение ароматически связанного водорода гидроксилом по схеме (I) —превращение, до недавнего времени имевшее значение лишь применительно к производным антрахинона и, отчасти, нафталина. Однако в последние годы можно отметить большое число работ, посвященных прямому введению гидроксила и в ряду бензола. Данные, относящиеся к разработке метода получения фенола из бензола воздействием кислорода, будут рассмотрены в гл. XVI. Здесь же мы изложим преимущественно окисление производных антрахинона и нафталина, протекающее при действии концентрированной и дымящей серной кислоты вместе с окислителями или без них. Реакции эти имеют значение для получения ценных красителей и некоторых промежуточных продуктов. [c.645]

    К началу нашей работы не было достоверных указаний о-воз>можности проведения реакции окисления бензола в фенол с помощью гетерогенных катализаторов. Тем не менее, учитывая большое значение для промышленности метода получения фенола прямым окислением бензола, мы считали целесооб разным провести исследования в области контактного окисле

www.chem21.info


Смотрите также