Fenoles

Compuestos químicos en los que el grupo hidroxilo está unido directamente a un anillo aromático

En química orgánica , los fenoles , a veces llamados fenólicos , son una clase de compuestos químicos que consisten en uno o más grupos hidroxilo ( −OH ) unidos directamente a un grupo hidrocarburo aromático . [1] El más simple es el fenol , C
6
yo
5
OH
. Los compuestos fenólicos se clasifican como fenoles simples o polifenoles según la cantidad 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 es comúnmente intermedia entre la de los alcoholes alifáticos y los ácidos carboxílicos (su pKa está generalmente entre 10 y 12). La desprotonación de un fenol forma un ion fenolato negativo correspondiente o un ion fenóxido , y las sales correspondientes se denominan fenolatos o fenóxidos ( arilóxidos según el Libro de Oro de la IUPAC). [ cita requerida ]

Condensación con aldehídos y cetonas

Los fenoles son susceptibles a sustituciones aromáticas electrofílicas . La condensación con formaldehído produce materiales resinosos, como la baquelita . [ cita requerida ]

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 fenóxido de aluminio : [ cita requerida ]

CH2 = CR2 + C6H5OHR2CHCH2-2 - C6H4OH​​

De esta manera se producen anualmente (año 2000) más de 100.000 toneladas de terbutilfenoles , utilizando isobutileno (CH2 = CMe2 ) como agente alquilante. De especial importancia es el 2,6-diterbutilfenol , un antioxidante versátil . [3]

Otras reacciones

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

Desaromatización de fenol oxónico

Los fenoles se oxidan a hidroquinonas en la oxidación del persulfato de Elbs .

Reacción de naftoles e 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 . Se producen típicamente mediante la alquilación de benceno / tolueno con propileno para formar cumeno y luego O
2
se añade con H
2
ENTONCES
4
para formar fenol ( proceso Hock ). Además de las reacciones anteriores, muchas otras reacciones más especializadas producen fenoles:

Clasificación

El fármaco más vendido en Estados Unidos, el acetaminofeno , 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]

FenolEl compuesto original, utilizado como desinfectante y para síntesis química.
Bisfenol Ay otros bisfenoles producidos a partir de cetonas y fenol/cresol
BHT(hidroxitolueno butilado): un antioxidante liposoluble y aditivo alimentario
4-NonilfenolUn producto de degradación de detergentes y nonoxinol-9.
Ortofenil fenolUn fungicida utilizado para encerar frutas cítricas.
Ácido pícrico(trinitrofenol) - un material explosivo
FenolftaleínaIndicador de pH
XilenolSe utiliza en antisépticos y desinfectantes.

Medicamentos y productos naturales bioactivos

Más de 371 medicamentos aprobados por la FDA entre los años 1951 y 2020 contienen un fenol o un éter fenólico (un fenol con un alquilo), y están representados casi todos los tipos de medicamentos de moléculas pequeñas, y los productos naturales constituyen una gran parte de esta lista. [17]

tirosinaUno de los 20 aminoácidos estándar.
L-DOPAProfármaco de dopamina utilizado para tratar la enfermedad de Parkinson
propofolagente anestésico intravenoso de acción corta
vitamina K hidroquinonaagente coagulante de la sangre que convierte
levotiroxina (L-tiroxina)Medicamento de mayor venta para tratar la deficiencia de la hormona tiroidea.
amoxicilinaEl antibiótico más vendido
estradiolla principal hormona sexual femenina

Referencias

  1. ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª edición (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida 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". Tendencias en ecología y evolución . 15 (6): 238–243. doi :10.1016/S0169-5347(00)01861-9. PMID  10802549.
  3. ^ ab 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 978-3527306732. {{cite encyclopedia}}: |work=ignorado ( ayuda )
  4. ^ Ácido 2,4-hexadienedioico, éster monometílico, (Z,Z)- Organic Syntheses , Coll. Vol. 8, pág. 490 (1993); Vol. 66, pág. 180 (1988) Artículo.
  5. ^ "2,5-Ciclohexadieno-1,4-diona, 2,3,5-trimetil". Síntesis orgánicas . 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 oxona 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". Síntesis orgánicas . 23 : 11. doi :10.15227/orgsyn.023.0011.
  13. ^ Bracegirdle, Sonia; Anderson, Edward A. (2010). "Oxidación de arilsilano: nuevas rutas para los 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; Cornellá, Josep (2022). "Síntesis catalítica de fenoles con óxido nitroso". Naturaleza . 604 (7907): 677–683. Código Bib :2022Natur.604..677L. doi :10.1038/s41586-022-04516-4. PMC 9046086 . PMID  35478236. 
  15. ^ de Wilfred Vermerris y Ralph Nicholson. Bioquímica de compuestos fenólicos Springer, 2008.
  16. ^ Harborne, JB (1980). "Fenólicos de las plantas". En Bell, EA; Charlwood, BV (eds.). Enciclopedia de fisiología vegetal, volumen 8 Productos secundarios de las plantas . 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". Revista de química medicinal . 65 (10): 7044–7072. doi :10.1021/acs.jmedchem.2c00223. ISSN  0022-2623. PMID  35533692. S2CID  248667453.
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