El 2-clorofenol, también conocido como ortoclorofenol, es un compuesto aromático en el que el fenol se sustituye por un átomo de cloro en la posición orto. Es un líquido con la fórmula química C6H4ClOH y un olor fuerte y desagradable.
Tabla de contenido
1. Propiedades físicas del 2-clorofenol
El 2-clorofenol es un líquido de incoloro a ámbar (las muestras comerciales pueden tener un tinte amarillo) con un olor fuerte y penetrante. Es soluble en agua y muy soluble en alcoholes, éteres y soluciones alcalinas porque es un ácido débil. Las propiedades físicas importantes del 2-clorofenol se muestran en la Tabla 1.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Número CAS | [95-57-8] |
| Peso molecular | 128,56 g/mol |
| Punto de fusión | 8,7 °C |
| Punto de ebullición | 174,5 °C |
| pKa | 8,52 |
| Densidad a 20 °C | 1.263 |
| Calor específico a 20 °C, J.mol-1K-1 | 177 |
| Calor de formación a 50 °C, kJ/mol | 185 |
| Presión de vapor a 25°C | 2,53 mmHg |
| Viscosidad a 50 °C, mPa.s | 2 |
| Índice de refracción | 1,55 |
| Solubilidad en agua a 20 °C | 28,5 g/L |
| Punto de inflamación (copa cerrada) | 121°C |
2. Reacciones químicas del 2-clorofenol
El 2-clorofenol es un material de partida valioso en diversas síntesis químicas debido a la reactividad tanto del grupo hidroxilo como del anillo aromático. Participa en sustituciones y reacciones de oxidación tanto electrofílicas como nucleofílicas.
2.1. Reactividad del grupo hidroxilo
En comparación con el fenol, el 2-clorofenol es más ácido y forma sales estables y solubles en agua con hidróxidos, carbonatos o aminas de metales alcalinos y alcalinotérreos. Forma fácilmente ésteres con ácidos orgánicos e inorgánicos, incluido el ampliamente utilizado fosfato, carbamato, cloroformiato, carbonato y laurato de 2-clorofenilo.
El 2-clorofenol se somete a O-alquilación para generar una amplia gama de éteres derivados de compuestos alifáticos, aromáticos y heterocíclicos.
2.2. Sustitución aromática electrófila
La presencia de un átomo de cloro en el anillo aromático del 2-clorofenol facilita las reacciones de sustitución electrófila. Por tanto, puede participar en reacciones estándar como alquilación, acilación, nitración, sulfonación, halogenación, carboxilación y condensación con aldehídos como formaldehído, cloral y ácido glioxílico.
2.3. Sustitución aromática nucleófila
La sustitución nucleófila del átomo de cloro en el 2-clorofenol todavía se utiliza en síntesis química, principalmente para producir catecol al reaccionar con hidróxido de sodio. El 2-clorofenol también reacciona con el amoníaco para formar 2-aminofenol.
Este tipo de reacción es particularmente útil para producir diversos éteres de difenilo sustituidos, que son herbicidas eficaces.
El 2-clorofenol se puede transformar en cetonas alicíclicas policloradas, como el «hexaclorofenol» (un pesticida), mediante reacción con cloro en ácido acético acuoso. En presencia de un catalizador ácido como el ácido sulfúrico, el hexaclorofenol se hidroliza a cloranilo.
2.4. Oxidación
Al igual que otros fenoles, el 2-clorofenol sufre oxidación. La oxidación del aire conduce a la formación de 2-cloroquinona, mientras que la oxidación del peróxido de hidrógeno produce los correspondientes difenoles clorados. La oxidación de 2-clorofenol mediada por peróxido usando ácido perpropiónico en benceno a 80 °C da clorodifenoles (3-clorocatecol y clorohidroquinona) con un rendimiento del 85%.
3. Producción de 2-clorofenol
El 2-clorofenol se produce mediante la cloración directa de fenol fundido utilizando cloro gaseoso. Este proceso produce una mezcla de orto y para monoclorofenol, con 2-clorofenol al 35% y 4-clorofenol al 65%, y casi no depende de la temperatura.
Para aumentar el rendimiento de 2-clorofenol, se pueden realizar las siguientes modificaciones al reactivo de cloración o al medio de reacción:
- Disolvente: disolventes apróticos no polares como hexano, tetracloruro de carbono, y el dicloroetano promueven la formación de 2-clorofenol.
- Temperatura y concentración: las temperaturas más altas y las concentraciones más bajas de fenol favorecen el isómero orto.
- Agente clorante: ciertos reactivos como la diisopropilamina (0,01 % en peso en percloroetileno, 110 °C) producen una relación o/p muy alta ( 15).
- La cloración de fenol usando hipoclorito de sodio (pH 10), hipoclorito de terc-butilo, fenolatos alcalinos en medios anhidros y cloro en ácido acético con anhídrido acético favorece la formación de 2-clorofenol.
4. Usos del 2-clorofenol
El 2-clorofenol tiene usos actuales limitados debido a la disponibilidad de alternativas más seguras y eficaces. Sin embargo, tiene algunas aplicaciones históricas y potenciales.
En el pasado, el 2-clorofenol se utilizaba como desinfectante debido a sus propiedades bactericidas y germicidas. Sin embargo, sus posibles riesgos para la salud llevaron a su interrupción en la mayoría de las aplicaciones desinfectantes.
El uso principal del 2-clorofenol en la actualidad es como intermedio en la producción de otras sustancias químicas. Sirve como material de partida para la síntesis de varios compuestos, entre ellos:
- Herbicidas: ciertos herbicidas fenoxi, como el ácido diclorofenoxiacético (2,4-D), se pueden producir utilizando 2-clorofenol como precursor.
- Tintes: Algunos tintes, particularmente los colorantes azoicos, utilizan 2-clorofenol como material de partida en su síntesis.
- fenoles clorados más altos, catecol y profenofós.
Se están realizando investigaciones para explorar nuevas aplicaciones potenciales del 2-clorofenol, particularmente en áreas como el desarrollo de nuevos fungicidas o insecticidas, la producción de polímeros de base biológica y la extracción de compuestos de azufre y nitrógeno del carbón.
5. Toxicología del 2-clorofenol
El 2-clorofenol presenta una toxicidad significativa y provoca diversos efectos adversos tras la exposición.
Las dosis altas de 2-clorofenol provocan convulsiones, a menudo provocadas por estímulos externos como el tacto o el sonido. Los síntomas adicionales incluyen agitación, respiración rápida (polipnea), debilidad muscular, dificultad respiratoria (disnea) y coma, que pueden provocar la muerte. La exposición repetida a niveles tóxicos daña principalmente el hígado y los riñones.
Para ratas, los valores de LD50 oral y percutánea son 670 mg/kg y 950 mg/kg, respectivamente.
Las investigaciones sobre la eliminación y el metabolismo del 2-clorofenol siguen sin ser concluyentes. Los estudios sugieren que los perros lo excretan principalmente en la orina, tanto en forma libre como conjugada (87%). Por el contrario, los conejos parecen convertir el 2-clorofenol en clorobenceno antes de la excreción.
Actualmente, no se han reportado casos de efectos crónicos para la salud en humanos expuestos a dosis bajas de 2-clorofenol.
Referencias
- Chlorophenols; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a07_001.pub2
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/2-Chlorophenol
