Определение подлинности фенолов базируется на реакциях, характерных для фенольного гидроксила и для ароматического ядра. Рассмотрим некоторые из них, описанные в Фармакопеях разных стран. Фенол, в молекуле которого содержится заместитель первого рода с электродонорными свойствами, бромируется избытком бромной воды в орто- и пара- положения (электрофильное замещение). Реакция протекает при комнатной температуре в отсутствие катализатора.Для проведения этой реакции к 1 % раствору фенола (масса/объем) следует добавить бромную воду. При этом образуется белый осадок 2,4,6-трибромфенола:
При избытке брома реакция протекает с образованием желтого осадка тетрабром-фенола:
В фармацевтическом анализе получила широкое применение индофеноловая реакция. Для ее проведения БФ предлагает следующую методику. Растворяют 0,5 г фенола в 2 мл раствора аммиака концентрацией 13,5 моль/л. Тем же раствором аммиака доводят объем до метки в мерной колбе на 100 мл. К 2 мл полученного раствора добавляют окислитель, например 0,05 мл раствора гипохлорита натрия (кальция) (3 % С1) и оставляют раствор при комнатной температуре. Появляется темно-синее окрашивание. Сначала образуется n-бензохинон, который при взаимодействии с аммиаком превращается в хинонимин, вступающий в реакцию с непрореагировавшим фенолом. Схема протекающих процессов может быть представлена следующим образом:
Фенол реагирует с 4-аминоантипирином в присутствии щелочных окисляющих агентов с образованием антипириновых красителей:
С азотистой кислотой протекает реакция нитрозирования (введения нитрозогруппы в молекулу) фенола. Эта реакция характерна для тех фенолов, у которых нет заместителей в орто- и пара-положениях. Образующийся n-нитрозофенол изомеризуется в оксим n-бензохинона:
Образующийся оксим n-бензохинона, реагируя с избытком фенола в кислой среде, также дает окрашенный индофеноловый краситель:
Аналогично идет реакция, если в качестве реагента взять готовый n-нитрозофенол, например бледно-желтый раствор 5-нитрозо-8-оксихинолина в концентрированной серной кислоте. Оксимная форма его реагирует с фенолом с образованием соответствующего индофенола:
Из реакций электрофильного замещения, характерных для фенолов, в анализе используется реакция нитрования. При действии на фенол разведенной азотной кислоты образуются нитропроизводные:
Образование хиноидной формы (ациформы)(2) обусловливает окраску (обычно желтую):
Добавление щелочи усиливает окраску вследствие образования хорошо диссоциирующей соли.
Для фенолов со свободным пара-положением характерна также реакция конденсации с 4-хлоримин-2,6-дихлорхиноном, в результате которой образуются цветные индофенолы, используемые как кислотно-щелочные индикаторы:
Индофенолы этого типа обычно имеют коричневую или желтую окраску, а их щелочные и аммонийные соли — синюю.
При взаимодействии с солями диазония образуются азокрасители.
В качестве реактива обычно используют 0,1 % растворы сульфаниловой кислоты и нитрита натрия в кислой среде. Образующаяся соль диазония при добавлении фенола и нескольких капель аммиака дает красное окрашивание (азокраситель):
При взаимодействии фенолов с формальдегидом в кислой или щелочной среде образуются орто- и пара-замещенные гидроксибензиловые спирты:
При избытке фенола в кислой среде образуются низкомолекулярные смолы («ново-лаки»):
Фенолы образуют окрашенные соединения с солями железа(3). Окраска продуктов реакции зависит от присутствия в бензольном ядре других функциональных групп. В зависимости от числа и расположения гидроксильных групп окраска изменяется следующим образом: одноатомный фенол дает сине-фиолетовое окрашивание, двухатомные фенолы — пирокатехин — зеленое, резорцин — синее, гидрохинон — зеленое, переходящее в желтое.
Центральный атом — ион железа(3), с координационным числом, равным шести, образует с монодентатным лигандом-фенолом — комплексный ион октаэдрической структуры:
