فنول

شاید زمانی که چارلز گرهارد در حال تحقیق و ابداع فنول بود، خودش نیز فکر نمی‌کرد که بعدها این ترکیب شیمیایی تا این حد در صنعت روز دنیا مهم و حیاتی باشد. این حلال به سبب خاصیت و ویژگی های شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردی که دارد، مورد توجه بسیاری از شیمیدانان قرار گرفته است.

در ادامه این مقاله قصد داریم تا بیشتر با خواص فیزیکی، فرآیند تولید و همچنین کاربرد های فنول آشنا شویم. پس تا انتهای مقاله ما را همراهی کنید.

فنول؛ هدیه شیمی به صنعت دنیا!

در ابتدا بهتر است تا نام های دیگر فنول در صنعت را خدمت شما عزیزان معرفی کنیم. شیمیدان ها این ترکیب شیمیایی را با نام های دیگری مانند هیدروکسی بنزن، کربولیک اسید، فنولیک اسید و فنیک اسید نیز می‌شناسند.

در صورتی که به ساختار این ماده شیمیایی دقت کنید، متوجه خواهید شد که فنول از اتصال یک گروه هیدروکسیل به همراه یک حلقه بنزنی به الکل نوع سوم تشکیل شده است. یکی از مهمترین عواملی که سبب شده تا فنول تا این حد در صنایع مختلف مورد توجه قرار بگیرد، قدرت اسیدیته آن می‌باشد. برخلاف تصور، میزان اسیدیته این دسته از ترکیبات شیمیایی، از کربوکسیلیک اسیدها کمتر است.

با توجه به تصویری که در بخش پایین مشاهده می‌کنید، فنول دارای فرمول شیمیایی C6H5OH بوده و به عنوان یک ترکیب آلی معطر و آروماتیک نیز شناخته می‌شود. از جمله مشخصات شیمیایی این ترکیب می‌توانیم به چگالی آن اشاره کنیم که معادل 1.07 گرم بر سانتی متر مکعب می‌باشد. همچنین نقطه جوش و ذوب این ماده نیز به ترتیب برابر با 181.7 درجه سانتی گراد و 40.5 درجه سانتی گراد است. مقدار حلالیت آن نیز در 100 میلی لیتر آب با دمای 20 درجه معادل 8.3 گرم می‌باشد.

حال که با ویژگی های شیمیایی این ترکیب شگفت انگیز آشنا شدید، بهتر است تا کمی بیشتر به معرفی قسمت های فیزیکی آن بپردازیم. این نوع از افزودنی های شیمیایی دارای جرم مولی 94.113 گرم بر مول هستند و در صورتی که به ظاهر آنها توجه کنید، متوجه کریستال های جامد کوچک و درخشانی خواهید شد. هیدروکسی بنزن دارای مزه ای شیرین می‌باشد. البته به هیچ عنوان قرار دادن آن در دهان به منظور مزه کردن آن، توصیه نمی‌شود.

کاربرد های فنول در دنیای امروز

چنانچه جست و جوی کوتاهی در اینترنت به منظور آشنایی بیشتر با کاربرد های فنول انجام دهید، با لیست بلندبالایی مواجه خواهید شد. پس بهتر است بگوییم که کربولیک اسید در کدام صنعت کاربرد ندارد! این ترکیب شیمیایی در صنایع مختلفی همانند تولید پلاستیک، انواع پلی کربنات، رزین های اپوکسی، رزین های فنولیک، داروسازی، تولید انواع علف کش و آفت کش، تولید مواد آرایشی و بهداشتی و... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

علاوه بر تمامی کاربرد هایی که در قسمت بالا خدمت شما دوستان معرفی کردیم، هیدروکسی بنزن به عنوان ماده اولیه به منظور تولید مواد گوناگونی نقش دارد. ضمن اینکه از آن به عنوان یک حلال بسیار خوب شیمیایی در صنعت یاد می‌شود.

فنول در آزمایشگاه ها نیز به منظور گندزدا و ضدعفونی کننده شناخته می‌شود و به همین دلیل هم در تحقیقات تحقیقات پزشکی و زیست شناسی نیز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد. از فنول برای به دست آوردن اسید های نوکلئیک استفاده می‌شود. همانطور که در بخش های پیشین نیز به آن اشاره کردیم، هیدروکسی بنزن ها دارای خاصیت اسیدیته هستند. به همین دلیل هم با تنظیم میزان اسیدیته یا  pHدر بافت ها و نمونه های کشت سلولی می‌توان DNA و یا RNA را از درون سلول ها استخراج کرد.

هیدروکسی بنزن چگونه تولید میشود؟

با مطالعه مطالب بالا شاید این سوال برای شما عزیزان به وجود آید که این ترکیب شیمیایی که تا این حد در صنایع حائز اهمیت است، در آزمایشگاه چگونه تولید می‌شود؟ در مصاحبه ای که با یکی از دانشمندان دانشگاه Nagoya ژاپن انجام شد، این دانشمند اذعان کرد که امروزه در آزمایشگاه های معتبر دنیا برای تولید فنول از باکتری های E. coli استفاده می‌شود.

این باکتری در واقع پیوندی که میان اتم های کربن و هیدروژن در حلقه بنزنی وجود دارد را شکسته و در نتیجه از هم گسیختن این پیوند، ترکیبی به نام فنول یا کربولیک اسید تولید می‌شود. البته باکتری E. coli به تنهایی توانایی شکستن پیوند میان اتم های کربن و هیدروژن را نداشته و این کار را به کمک آنزیمی به نام سیتوکروم P450BM3 انجام می‌دهد.

علاوه بر این روش که به تازگی در آزمایشگاه های مدرن و معتبر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد، روشی قدیمی تر نیز به منظور تولید این ترکیب شیمیایی وجود دارد. در این روش سنتی از قطران زغال سنگ در یک محیط قلیایی استفاده می‌شود. ایرادی که این روش در مقایسه با روش نوین و مدرن استفاده از باکتری E. coli دارد، میزان راندمان بسیار کمی است که در این روش به ثبت رسیده است.

مطابق تحقیقات انجام شده، در صورتی که قصد داشته باشید با استفاده از این روش به تولید فنول بپردازید، راندمان واکنش شیمیایی شما تنها 0.7 درصد می‌باشد! این مقدار در مقایسه با کاربرد های گسترده ای که این ترکیب در دنیای مدرن امروز دارد، بسیار ناچیز است و به همین دلیل هم دانشمندان به دنبال راهی جدید و نوین برای تولید این ماده بودند.

کلام پایانی

در این مقاله سعی کردیم تا یکی از بهترین و پرکاربردترین ترکیبات شیمیایی که امروزه در صنایع مدرن دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد را خدمت شما عزیزان معرفی کنیم. فنول با ترکیب شیمیایی  C6H5OH اکنون بخش مهمی از موادی که ما روزانه از آنها استفاده می‌کنیم را تشکیل داده است. این ترکیب در واقع در صنایعی مانند داروسازی، پلاستیک سازی، تحقیقات پزشکی، علف کش و آفت کش، مواد شوینده و... کاربرد گسترده ای دارد. به همین دلیل هم دفعه بعد که می‌خواستید از یکی از وسایل خود استفاده کنید، به مواد سازنده آن فکر کنید. چرا که احتمالا فنول به طور مستقیم یا غیرمستقیم در تولید آن نقش داشته است!