Алкилфенолы
Алкилфено́лы, фенолы, содержащие в молекуле алкильные группы. Большинство – бесцветные кристаллы. Простейшие алкилфенолы – метилфенолы и диметилфенолы. С увеличением числа и размера алкильных групп растворимость алкилфенолов в воде и плотность уменьшаются, растворимость в спирте, эфире, бензоле увеличивается. В УФ-спектре максимумы поглощения при 210–220 нм и 260–280 нм.
Свойства алкилфенолов
Соединение | tпл, °С | tкип, °С | плотность, г/см3 |
2-этилфенол | – | 207,5 | 1,037 |
3-этилфенол | 40 | 217 | 1,025 |
4-этилфенол | 46–47 | 218 | 1,011 |
2,4,6-триметилфенол | 72 | 219 | – |
2-пропилфенол | – | 221 | 1,000, при 41 °С |
2-изопропилфенол | 15,5 | 214,5 | – |
3-изопропилфенол | 26 | 228 | – |
4-изопропилфенол | 62 | 228,2 | – |
5-изопропил-2-метилфенол | 0,5 | 237,6 | 0,9761 |
6-изопропил-2-метилфенол | 51,5 | 231,5 | 0,9723 |
4-бутилфенол | 22 | 244 | 0,978 |
4-втор-бутилфенол | 62 | 242,1 | 0,969 |
4-трет-бутилфенол | 100 | 239 | 0,908, при 114 °С |
2,6-ди-трет-бутилфенол | 39 | 253 | – |
2,4,6-три-трет-бутилфенол | 131 | 278 | 0,864 |
6-трет-бутил-2,4-диметилфенол | 22,3 | 349 | – |
4-трет-бутил-2,6-диметил фенол | 82,4 | 248 | 0,959 |
4,6-ди-трет-бутил-2-метилфенол | 51 | 269 | 0,940 |
2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол | 70 | 265 | 1,048 |
Алкилфенолы – слабые кислоты. Со щелочами образуют феноляты. Однако при частичном экранировании группы ОН алкильными заместителями алкилфенолы (т. н. криптофенолы) не растворяются в водных растворах щелочей любых концентраций, растворяются в клайзеновском растворе (6,24 М раствор гидроксида калия КОН в метаноле СН3ОН). Алкилфенолы, имеющие объёмные алкильные группы в орто-положениях (т. н. пространственно-затруднённые фенолы), образуют соли со щелочными металлами только при реакции с твёрдой щёлочью и азеотропной отгонке воды.
Электрофильное замещение в ядре алкилфенолов легко происходит в свободные орто- и пара-положения к группе ОН. В жёстких условиях может замещаться и алкильная группа. Алкилфенолы реагируют с хлоридами серы (S2Cl2 и SCl2), образуя бисфенолы, в которых циклы соединены сульфидными мостиками из одного или двух атомов серы. Конденсируются с альдегидами и кетонами в присутствии кислот или оснований; в зависимости от числа свободных орто- и пара-положений по отношению к группе ОН алкилфенолы при взаимодействии с формальдегидом образуют полимеры или производные дифенилметана.
В промышленности алкилфенолы получают каталитическим алкилированием фенолов олефинами, чаще всего в присутствии концентрированной серной кислоты H2SO4 в количестве 3–10 % (от массы фенола) при 50–110 °С в зависимости от активности алкена. Вначале образуется смесь орто- и пара-изомеров в одинаковых количествах. С увеличением длительности реакции и повышением температуры преобладающим становится стабильный пара-изомер. После завершения процесса и нейтрализации кислоты алкилфенолы отделяют и очищают перегонкой. В качестве катализатора применяют также нерастворимый в воде катионит КУ-2 (сульфированный сополимер стирола с дивинилбензолом), который легко отфильтровывается от реакционной массы после завершения реакции. Однако в этом случае требуются бо́льшая продолжительность реакции и более высокая температура, чем при использовании H2SO4. Феноляты Аl избирательно направляют алкилирование фенолов в орто-положения, даже если пара-положение свободно. Так, при алкилировании изобутиленом получают о-трет-бутилфенол и 2,6-ди-трет-бутилфенол.
Из моноалкилфенолов наибольший интерес представляет п-трет-бутилфенол, получаемый из фенола и изобутилена. При добавлении его к фенолу, подвергаемому поликонденсации с формальдегидом, получают маслорастворимые полимеры, применяемые как плёнкообразующие в лакокрасочной промышленности.
По бактерицидному и дезинфицирующему действию п-трет-бутил- и п-трет-амилфенолы, а также алкилфенолы, содержащие более длинные алкильные группы, превосходят фенол, крезолы и ксиленолы. Алкилфенолы с алкильной группой из 8–12 атомов углерода – промежуточные продукты при синтезе неионогенных поверхностно-активных веществ (продуктов полиоксиэтилирования этих алкилфенолов по группе ОН). Алкилфенолы применяют так же, как антиоксиданты полимеров и смазочных масел, например 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол. На основе алкилфенолов производят стимуляторы роста растений, гербициды (алкил- и арилфеноксиуксусные кислоты) и душистые вещества.