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Fenoles

En química orgánica , los fenoles , a veces llamados compuestos fenólicos , son una clase de compuestos químicos que consisten en uno o más grupos hidroxilo (−OH ) unidos direct...

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En química orgánica , los fenoles , a veces llamados compuestos fenólicos , son una clase de compuestos químicos que consisten en uno o más grupos hidroxilo (−OH ) unidos directamente a un grupo hidrocarbonado aromático . [ 1 ] El más simple es el fenol , C6 H5 OH. Los compuestos fenólicos se clasifican como fenoles simples opolifenolessegún el número de unidades de fenol en la molécula.

Fenol : el más simple de los fenoles. 
Estructura química del ácido salicílico , el metabolito activo de la aspirina.

Los fenoles se sintetizan industrialmente y también son producidos por plantas y microorganismos. [ 2 ]

Propiedades

Acidez

Los fenoles son más ácidos que los alcoholes típicos. La acidez del grupo hidroxilo en los fenoles suele ser intermedia entre la de los alcoholes alifáticos y la de los ácidos carboxílicos (su pKa generalmente se encuentra entre 10 y 12). La desprotonación de un fenol forma un ion fenolato o ion fenolato negativo, y las sales correspondientes se denominan fenolatos o fenolatos (arilóxidos, según el Libro de Oro de la IUPAC).

Condensación con aldehídos y cetonas

Los fenoles son susceptibles a sustituciones aromáticas electrófilas . La condensación con formaldehído produce materiales resinosos, entre los que destaca la baquelita .

Otra sustitución aromática electrofílica a escala industrial es la producción de bisfenol A , que se produce por condensación con acetona . [ 3 ]

C-alquilación con alquenos

El fenol se alquila fácilmente en las posiciones orto utilizando alquenos en presencia de un ácido de Lewis como el fenolato de aluminio :

CH 2 =CR 2 + C 6 H 5 OH → R 2 CHCH 2 -2-C 6 H 4 OH

De esta forma se producen anualmente más de 100 000 toneladas de fenoles terc-butílicos (año: 2000), utilizando isobutileno (CH₂ = CMe₂ ) como agente alquilante. El 2,6-di-terc-butilfenol , un antioxidante versátil , es especialmente importante . [ 3 ]

Otras reacciones

Los fenoles experimentan esterificación . Los ésteres de fenol son ésteres activos , siendo propensos a la hidrólisis . Los fenoles son especies reactivas frente a la oxidación . Ruptura oxidativa, por ejemplo, la ruptura del 1,2-dihidroxibenceno al monometiléster del ácido 2,4-hexadienedioico con oxígeno, cloruro de cobre en piridina . [ 4 ] Desaromatización oxidativa a quinonas también conocida como reacción de Teuber . Los reactivos oxidantes son la sal de Fremy [ 5 ] y oxona . [ 6 ] En la reacción representada a continuación, el 3,4,5-trimetilfenol reacciona con oxígeno singlete generado a partir de oxona / carbonato de sodio en una mezcla de acetonitrilo / agua para formar un para-peroxiquinol. Este hidroperóxido se reduce al quinol con tiosulfato de sodio .

Desaromatización del fenol Oxone

En la oxidación con persulfato de Elbs , los fenoles se oxidan a hidroquinonas .

Reacción de naftoles, hidrazinas y bisulfito de sodio en la síntesis de carbazol de Bucherer .

Síntesis

Muchos fenoles de interés comercial se preparan mediante la elaboración de fenol o cresoles . Típicamente se producen por la alquilación de benceno / tolueno con propileno para formar cumeno y luego O2 se suma conH2 SO4 para formar fenol (proceso de Hock). Además de las reacciones anteriores, muchas otras reacciones más especializadas producen fenoles:

Clasificación

El medicamento más vendido en Estados Unidos, el acetaminofén , también conocido como paracetamol, es un fenol.

Existen varios esquemas de clasificación . [ 15 ] : 2 Un esquema comúnmente utilizado se basa en el número de carbonos y fue ideado por Jeffrey Harborne y Simmonds en 1964 y publicado en 1980: [ 15 ] : 2 [ 16 ]

Fármacos y productos naturales bioactivos

Más de 371 fármacos aprobados por la FDA entre 1951 y 2020 contienen un fenol o un éter fenólico (un fenol con un grupo alquilo), y están representadas casi todas las clases de fármacos de molécula pequeña; además, los productos naturales constituyen una gran parte de esta lista. [ 17 ]

Análisis

En el análisis químico , los fenoles se pueden detectar utilizando 2,6-dibromoquinonaclorimida . [ 18 ] Reacciona con los fenoles para formar indofenoles , lo que produce un cambio de color. [ 19 ]

Referencias

  1. ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " fenoles ". doi : 10.1351/goldbook.P04539
  2. ↑ Hättenschwiler, Stephan; Vitousek, Peter M. (2000). "El papel de los polifenoles en el ciclo de nutrientes de los ecosistemas terrestres" . Trends in Ecology & Evolution . 15 (6): 238– 243. doi : 10.1016/S0169-5347(00)01861-9 . PMID 10802549 . 
  3. 1 2 Fiege H; Voges HW; Hamamoto T; Umemura S; Iwata T; Miki H; Fujita Y; Buysch HJ; Garbe D; Paulus W (2000). "Derivados del fenol". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a19_313 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. ↑ Ácido 2,4-hexadinedioico, éster monometílico, (Z,Z)- Organic Syntheses , Coll. Vol. 8, p. 490 (1993); Vol. 66, p. 180 (1988) Artículo .
  5. ↑ "2,5-Ciclohexadieno-1,4-diona, 2,3,5-trimetil". Síntesis Orgánica . 52 : 83. 1972.
  6. ↑ Carreño, M. Carmen; González-López, Marcos; Urbano, Antonio (2006). "Desaromatización oxidativa de para-alquilfenoles en para-peroxiquinoles y para-quinoles mediada por Oxone como fuente de oxígeno singlete". Angewandte Chemie International Edition . 45 (17): 2737– 2741. doi : 10.1002/anie.200504605 . PMID 16548026 . 
  7. ↑ Papas fritas, K .; Finck, G. (1908). "Über Homologe des Cumaranons und ihre Abkömmlinge" . Chemische Berichte . 41 (3): 4271– 4284. doi : 10.1002/cber.190804103146 .
  8. ^ Papas fritas, K.; Pfaffendorf, W. (1910). "Über ein Kondensationsprodukt des Cumaranons und seine Umwandlung in Oxindirubin" . Chemische Berichte . 43 (1): 212– 219. doi : 10.1002/cber.19100430131 .
  9. ^ Bamberger, E. (1894). "Ueber die Reduction der Nitroverbindungen" . Chemische Berichte . 27 (2): 1347–1350 . doi : 10.1002/cber.18940270229 .
  10. ^ Bamberger, E. (1894). "Über das fenilhidroxilamina" . Chemische Berichte . 27 (2): 1548–1557 . doi : 10.1002/cber.18940270276 .
  11. ↑ H. Bucherer (1904). "Über die Einwirkung schwefligsaurer Salze auf aromatische Amido- und Hydroxylverbindungen" . J. Prakt. Química. (en alemán). 69 (1): 49– 91. doi : 10.1002/prac.19040690105 .
  12. ↑ HE Ungnade, EF Orwoll (1943). "3-Bromo-4-hidroxitolueno". Organic Syntheses . 23 : 11. doi : 10.15227/orgsyn.023.0011 .
  13. ↑ Bracegirdle, Sonia; Anderson, Edward A. (2010). "Oxidación de arilsilano: nuevas rutas hacia aromáticos hidroxilados" . Chem. Comm . 46 (20): 3454–6 . doi : 10.1039/b924135c . PMID 20582346. S2CID 31736757 .  
  14. ^ Le Valliant, Franck; Mateos Calbet, Ana; González-Pelayo, Silvia; Reijerse, Edward J.; Ni, Shengyang; Busch, Julia; Cornellà, Josep (2022). "Síntesis catalítica de fenoles con óxido nitroso" . Naturaleza . 604 (7907): 677– 683. Bibcode : 2022Natur.604..677L . doi : 10.1038/s41586-022-04516-4 . PMC 9046086 . PMID 35478236 .  
  15. 1 2 Wilfred Vermerris y Ralph Nicholson. Bioquímica de los compuestos fenólicos Springer, 2008.
  16. ↑ Harborne, JB (1980). "Fenoles vegetales". En Bell, EA; Charlwood, BV (eds.). Enciclopedia de fisiología vegetal, volumen 8 Productos vegetales secundarios . Berlín Heidelberg Nueva York: Springer-Verlag. págs. 329–395 . 
  17. ↑ Scott, Kevin A.; Cox, Philip B.; Njardarson, Jon T. (26 de mayo de 2022). "Fenoles en productos farmacéuticos: análisis de un motivo recurrente" . Journal of Medicinal Chemistry . 65 (10): 7044– 7072. doi : 10.1021/acs.jmedchem.2c00223 . ISSN 0022-2623 . PMID 35533692. S2CID 248667453 .   
  18. ↑ Ettinger, MB; Ruchhoft, CC (1948-12-01). "Determinación de fenol y compuestos estructuralmente relacionados mediante el método de Gibbs" . Química Analítica . 20 (12): 1191– 1196. Bibcode : 1948AnaCh..20.1191E . doi : 10.1021/ac60024a018 . ISSN 0003-2700 . 
  19. ↑ Gibbs, HD (1 de abril de 1927). "PRUEBAS DE FENOL" . Journal of Biological Chemistry . 72 (2): 649– 664. Bibcode : 1927JBiCh..72..649G . doi : 10.1016/S0021-9258(18)84338-1 .