Пірокатехол

Пірокатехол (пірокатехін, 1,2-бензендіол) — двоатомний фенол з формулою ${\displaystyle {\ce {C6H4(OH)2}}}$. Ізомер гідрохінону та резорцину.

Структурна формула
Загальна інформація
Преференційна назва ІЮПАК
Систематична назва ІЮПАК	бензен-1,2-діол
Інші назви	Пірокатехін, 1,2-бензолдіол, орто-дигідроксибенен
Хімічна формула	C6H6O2
3D Структура (JSmol)	Інтерактивне зображення
Зовнішні ідентифікатори / Бази даних
CAS 120-80-9 PubChem 289 InChI 1S/C6H6O2/c7-5-3-1-2-4-6(5)8/h1-4,7-8H SMILES C1=CC=C(C(=C1)O)O
Властивості
Молярна маса	110.036779 грам/моль
Агрегатний стан	Твердий
Зовнішній вигляд	Безбарвна тверда речовина
Густина	1,344 г/см^3 (20°C)
Температура плавлення	105°C
Температура кипіння	245.5 °C
Розчинність	4,61 г/л (25°C)
Безпека
Маркування згідно системі УГС Небезпека
H-фрази	H: H301, H311, H315, H319, H341, H350
P-фрази	P: P201, P202, P264, P270, P280, P281, P301+P310, P302+P352, P305+P351+P338, P308+P313, P312, P321, P322, P330, P332+P313, P337+P313, P361, P362, P363, P405, P501
Наскільки це можливо, значення величин подані в одиницях системи SI. Якщо не вказано іншого, усі дані відносяться до стандартного стану.

Отримання

Із саліцилового альдегіду

Пірокатехол можна отримати окисненням саліцилальдегіду пероксидом водню у лужному середовищі:

Спочатку альдегід розчиняють у нормальному розчині гідроксиду натрію, далі додають 3% пероксид водню. При цьому суміш нагрівається. Потім розчин стоїть 15-20 годин, а далі додається трохи оцтової кислоти для нейтралізації надлишку лугу. В кінці розчин випарюють на водяній бані.

З фенолу

Інший спосіб отримання пірокатехолу - гідроксилювання фенолу пероксидом водню:

${\displaystyle {\ce {C6H5-OH + H2O2 ->C6H4(OH)2 + H2O}}}$

Лужним гідролізом

Пірокатехол можна також отримати лужним гідролізом або :

Лужним сплавленням

Ще один спосіб отримання - сплавлення з лугом:

Фізичні властивості

Є безбарвною твердою речовиною з характерним фенольним запахом. При контакті з повітрям на світлі набуває коричневого кольору. Розчинний у воді, спирті, діетиловому етері, бензені, хлороформі, ацетоні та піридині.

Хімічні властивості

Реакції за участі гідроксильної групи

Кислотні властивості

Проявляє кислотні властивості більше, ніж фенол через взаємний вплив двох OH-груп, може утворювати солі з важкими металами. Наприклад, при додаванні до розчину пірокатехолу ацетату свинцю випадає білий осад солі пірокатехолу з свинцем.

Якісна реакція — поява зеленого забарвлення при додаванні розчину хлориду заліза(III). При додаванні розчину ацетату натрію зелене забарвлення переходить у червоне:

Алкілювання

Алкілюється також легко, з утворенням етерів. При взаємодії з утворює циклічний етер. Ці реакції проходять у лужному середовищі:

При взаємодії з дигалогеноетерами утворюються краун-етери. Наприклад, взаємодія з дихлороетилового етеру призводить до утворення дибензо-[18]-краун-6:

Реакція іде при температурі 100°С у присутності бутанолу. Вихід складає 45%.

Взаємодія з фосгеном

При взаємодії пірокатехолу з фосгеном відбувається ацилювання і утворюється , естер пірокатехолу та карбонатної кислоти. Реакція проходить у лужному середовищі:

Спочатку у колбі, яка заповнена азотом, пірокатехол розчиняють у розчині гідроксиду натрію, далі поступово, при перемішуванні, додають розчин фосгену у толуені, при цьому підтрисується температура від 0 до 5°С. Далі розчин ще годину охолоджують і перемішують. Після того, як розчин нагрівся, його фільтрують. Твердий залишок розчиняють у толуені, а потім толуен відганяють, і продукт починає кристалізуватися.

Окиснення

Легко окиснюється до о-бензохінону. Лужні розчини окиснюються ще легше, оскільки при цьому утворюється аніон, який окиснюється легше, ніж сам пірокатехол.

Але серед продуктів окиснення є не тільки бензохінон. Останній може окиснюватися далі з утворенням гетероциклічної сполуки:

При окисненні може і дециклізуватися з утворенням :

Завдяки цим властивостям пірокатехол, як і гідрохінон, застосовується як відновник у фотографії.

Електрофільне заміщення

Реакції електрофільного заміщення, наприклад, галогенування та нітрування, також протікають легше, ніж в одноатомних фенолів:

При ацилюванні пірокатехолу фталевим ангідридом утворюється барвник — алізарин:

Поширення

Пірокатехол присутній в деяких рослинах, у деревному димі. Деякі продукти також містять пірокатехол. Ще він міститься у складі вугілля та сигаретного диму, може пересуватися крізь ґрунт.

Токсичність

Пірокатехол є токсичною сполукою. Може абсорбуватися через шкіру, викликає дерматит. Спричиняє опіки шкіри та очей. Шкідливий при ковтанні. У великих дозах пошкоджує нирки та печінку. За класифікацією IARC, належить до канцерогенів групи 2B.

Також, пірокатехол є токсичним для водних організмів.

Примітки

1. Ластухін, Юрій Олеквандрович; Воронов, Станіслав Андрійович (2009). Органічна хімія. Львів: Центр Європи. с. 706—708. ISBN .
2. CATECHOL. Organic Syntheses. Т. 3. 1923. с. 28. doi:10.15227/orgsyn.003.0028. Процитовано 25 вересня 2020.
3. PubChem. Catechol. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (англ.). Процитовано 20 вересня 2020.
4. Химический энциклопедический словарь (російська) . Советская энциклопедия. 1983.
5. Нейланд, О.Я. (1990). Органическая химия (російська) . Москва: Высшая школа. с. 324-325. ISBN .
6. ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. www.chem.msu.su. Процитовано 24 вересня 2020.
7. o-PHENYLENE CARBONATE. Organic Syntheses. Т. 33. 1953. с. 74. doi:10.15227/orgsyn.033.0074. Процитовано 25 вересня 2020.
8. KEGG REACTION: R00058. www.genome.jp. Процитовано 20 вересня 2020.
9. KEGG REACTION: R00080. www.genome.jp. Процитовано 21 вересня 2020.
10. KEGG REACTION: R00816. www.genome.jp. Процитовано 21 вересня 2020.
11. ICSC 0411 - CATECHOL. www.ilo.org. Процитовано 21 вересня 2020.
12. CATECHOL | CAMEO Chemicals | NOAA. cameochemicals.noaa.gov. Процитовано 21 вересня 2020.
13. OSHA Occupational Chemical Database | Occupational Safety and Health Administration. www.osha.gov. Процитовано 21 вересня 2020.