Získávání a výroba fenolů
Výskyt
Fenoly se vyskytují v dehtech a ve vázané podobě jsou součástí sloučenin obsažených v živých organismech.
Průmyslové získávání fenolů
Získávání z černouhelného dehtu
Tradičně se fenoly získávají z olejové kolony při frakční destilaci černouhelného dehtu z frakce označované jako karbolový olej. Karbolový olej je žlutohnědá až hnědá kapalina, obsahuje až 40 % fenolů, odebírá se při teplotě 60-205 °C.
Fenoly se extrahují l0% roztokem NaOH v extrakční koloně, získané fenoláty přecházejí do vodné hydroxidové vrstvy, fenoly se nazpět získávají saturací oxidem uhličitým. Vyloužený karbolový olej se podrobuje destilaci.
Syntetické postupy
Kumenový způsob výroby fenolu
V současné době se jedná o nejdůležitější výrobní postup, např. v USA představuje 97 % výroby. Poprvé byl uskutečněn v roce 1944. Výhodou jsou mírné podmínky, které vyžadují malé nároky na zařízení, jako vedlejší produkt vzniká žádaný aceton. Výroba probíhá ve 3 stupních:
-
výroba kumenu alkylací benzenu propenem (katalyzátor chlorid hlinitý nebo kyselé zeolity),
-
oxidace kumenu vzdušným kyslíkem za vzniku kumenhydroperoxidu (katalyzátorem jsou soli přechodných kovů),
-
přesmyk kumenhydroperoxidu působením 2% kyselinou sírovou při teplotě 60 °C.
Izolace obou produktů se provádí destilací, nejdříve destiluje aceton, potom nezreagovaný kumen a vedlejší produkty a jako destilační zbytek zůstává fenol.
Schéma kumenové výroby fenolu
Hydrolýza halogenarenů - Raschigův způsob
V 1. stupni probíhá oxichlorace benzenu na směsném katalyzátoru CuCl2-FeCl3 /Al2O3, v 2. stupni potom katalytická hydrolýza při teplotě 400 °C vodní parou, jako katalyzátor se používá fosforečnan vápenatý.
Schéma Raschigova způsobu výroby fenolu
Alkalická hydrolýza halogenarenů
Jedná se o starší variantu výroby z halogenderivátu.
Schéma alkalické hydrolýzy chlorbenzenu
Další postupy
Existuje řada dalších postupů, které se používají spíše jako vedlejší výroby:
a) toluen se oxiduje na kyselinu benzoovou, proháněním směsí kyslíku a vodní páry se provede dekarboxylace ,
b) směs cyklohexanonu a cyklohexanolu získaná oxidací benzenu se dehydrogenuje na platině (v současnosti ale ekonomicky nevýhodné), lze vycházet i
c) z diazoniové soli .
a) Dekarboxylace kyseliny benzoové (1)
b) Dehydrogenace směsi cyklohexanonu a cyklohexanolu
R-N+≡N → R+ + N≡N R+ + H2O → R-OH + H+
c) Přeměna diazoniových sloučenin na fenol - Griessova reakce
