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2026-03-30T19:30:06Z

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Die '''Nitrophenole''' bilden in der [[Chemie]] eine [[Stoffgruppe]], die sich sowohl vom [[Phenol]] als auch vom [[Nitrobenzol]] ableitet und damit einer Untergruppe der [[Nitrosubstituierte Phenole|Nitrosubstituierten Phenole]] ist.

Die Struktur besteht aus einem [[Benzol]]ring mit angefügter [[Hydroxygruppe|Hydroxy-]] (–OH) und [[Nitrogruppe]] (–NO2) als [[Substituent]]en. Durch deren unterschiedliche Anordnung ergeben sich drei [[Konstitutionsisomere]] mit der Summenformel C6H5NO3. Sie sind zumeist durch [[Nitrierung]] von Phenol mit (konzentrierter) [[Salpetersäure]] zugänglich. Sie fallen unter anderem durch ihre gelbe Farbe auf.

== Vertreter ==
{| class="wikitable centered" style="text-align:center; font-size:90%"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="4" | '''Nitrophenole'''
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Name
| 2-Nitrophenol || 3-Nitrophenol || 4-Nitrophenol
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Andere Namen
| ''o''-Nitrophenol, 1-Hydroxy-2-nitrobenzol
| ''m''-Nitrophenol, 1-Hydroxy-3-nitrobenzol
| ''p''-Nitrophenol, 1-Hydroxy-4-nitrobenzol
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Strukturformel]]
| [[Datei:o-Nitrophenol.svg|90px|Struktur von o-Nitrophenol]]
| [[Datei:m-Nitrophenol.svg|90px|Struktur von m-Nitrophenol]]
| [[Datei:p-Nitrophenol.svg|45px|Struktur von p-Nitrophenol]]
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[CAS-Nummer]]
| {{CASRN|88-75-5|Q18907378}} || {{CASRN|554-84-7|Q3598793}} || {{CASRN|100-02-7|Q656269}}
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[PubChem]]
| {{PubChem|6947}} || {{PubChem|11137}} || {{PubChem|980}}
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Summenformel]]
| colspan="3" | C6H5NO3
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Molare Masse]]
| colspan="3" | 139,11 g·[[mol]]−1
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Aggregatzustand]]
| colspan="3" | fest
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | Kurzbeschreibung 
| gelbliche Nadeln oder Prismen<ref name="GESTIS_o" />
| farblose Kristalle<ref name="GESTIS_m" />  
| farblose Kristallnadeln<ref name="GESTIS_p" />  
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Schmelzpunkt]]
| 44 °C<ref name="GESTIS_o" />
| 97 °C<ref name="GESTIS_m" />
| 113–115 °C<ref name="GESTIS_p" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Siedepunkt]]
| 214 °C<ref name="GESTIS_o" />
| 194 °C (93 mbar)<ref name="GESTIS_m" />
| Zers.<ref name="GESTIS_p" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[pKs-Wert|pKs-Wert]]<ref name="CRC">''[[CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification]]'', Third Edition, 1984, ISBN 0-8493-0303-6.</ref>
| 7,21 || 8,38 || 7,16
|-
| rowspan="2" class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Löslichkeit]]
| 2,1 g/l (20 °C)<ref name="GESTIS_o" /> || 13,5 g/l (25 °C)<ref name="GESTIS_m" /> || 14,8 g/l (25 °C)<ref name="GESTIS_p" />
|-
| colspan="3" | schwerlöslich in Wasser, löslich in Ethanol, Ether und Chloroform
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien|GHS- Kennzeichnung]]
| {{GHS-Piktogramme|07|09}}Achtung<ref name="GESTIS_o" />
| {{GHS-Piktogramme|07}}Achtung<ref name="GESTIS_m" />
| {{GHS-Piktogramme|06|08}}Gefahr<ref name="GESTIS_p" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" rowspan="3" | [[H- und P-Sätze]]
| {{H-Sätze|302|312|332|410|KeineKat=ja}}
| {{H-Sätze|302|319|KeineKat=ja}}
| {{H-Sätze|301|312|332|373|KeineKat=ja}}
|-
| {{EUH-Sätze|-}}
| {{EUH-Sätze|-}}
| {{EUH-Sätze|-}}
|-
| {{P-Sätze|273|280|302+352}} {{P-Sätze|304+340|305+351+338|312}}
| {{P-Sätze|270|280|305+351+338}}
| {{P-Sätze|261|271|280|302+352|310|501}}
|-
|}

== Darstellung ==
'''2- und 4-Nitrophenol''' entstehen im Gemisch bei der Nitrierung von Phenol mit verdünnter Salpetersäure. Der [[−I-Effekt]] und der [[+M-Effekt]] der Hydroxygruppe des Phenols wirken bei der Zweitsubstitution ortho-para-dirigierend. Die Trennung gelingt mittels [[Wasserdampfdestillation]], wobei nur das ''o''-Nitrophenol übergeht.<ref>{{IOC-Praktikum|7_2_2|Name=Nitrierung von Phenol zu 2-Nitrophenol und 4-Nitrophenol|Abruf=2011-10-30}}</ref> Neue Trennungsmethoden beruhen auf der Tatsache, dass nur ''o''-Nitrophenol in [[n-Pentan|''n''-Pentan]] löslich ist.<ref name="Zolfigol">{{Literatur |Autor=A. Khazaei, M. A. Zolfigol, A. R. Moosavi-Zare, A. Zare |Titel=An Efficient Method for the Nitration of Phenols with NaNO2 in the Presence of 3-Methyl-1-Sulfonic Acid Imidazolium Chloride |Sammelwerk=Scientia Iranica |Band=17 |Nummer=1 |Datum=2010 |Seiten=31–36 |Online=[http://scientiairanica.sharif.edu/article_3308_7942fd6ed499e23bd545418e45750136.pdf PDF] |Kommentar=freier Volltext}}</ref>

[[Datei:Synthesis o- and p-Nitrophenol.svg|rahmenlos|hochkant=1.7|zentriert]]

Beide Isomere können zu [[2,4-Dinitrophenol]] und zu [[Pikrinsäure]] weiternitriert werden.

Die Darstellung von '''3-Nitrophenol''' gelingt in zwei Stufen, zunächst durch Halogenierung (z. B. Cl2/AlCl3) von [[Nitrobenzol]] (meta-dirigierend); anschließend erfolgt in einer [[Nukleophile aromatische Substitution|nukleophilen aromatischen Substitution]] der Tausch des Halogenatoms durch OH:

[[Datei:Synthesis m-nitrophenol v.1.png|rahmenlos|hochkant=1.7|zentriert]]

Ein weiterer Weg läuft über die [[Diazotierung]] von [[3-Nitroanilin]] und anschließendes Verkochen des Diazoniumsalzes.

[[Datei:Synthesis m-Nitrophenol B.svg|rahmenlos|hochkant=2.3|zentriert]]

== Eigenschaften ==
Nitrophenole sind kristalline Feststoffe; sie sind schwerlöslich in Wasser, löslich in Ethanol, Ether und Chloroform. 4-Nitrophenol hat einen schwach phenolartigen Geruch.

[[Datei:O-Nitrophenol Wasserstoffbrücke.svg|mini|100px|2-Nitrophenol mit intramolekularer Wasserstoffbrücke]]
=== pKs-Werte ===
Der schwach saure Charakter des Phenols ist durch die [[Mesomerer Effekt|Mesomeriestabilisierung]] des [[Phenolat]]-Ions zu begründen. Die Nitrogruppen wirken elektronenziehend; die phenolische [[OH-Acidität|OH-Bindung]] wird zunehmend polarisiert. 2- und 4-Nitrophenol besitzen gegenüber dem 3-Nitrophenol einen niedrigeren pKs-Wert; damit sind deren [[OH-Acidität|Aciditäten]] größer. Bei der ortho- und para-Form kann das Phenolat-Ion eine Doppelbindung auf die elektronenziehende Nitrogruppe ([[−M-Effekt]]) verschieben. Das zweite O kann dort einen negativen Ladungsschwerpunkt ausbilden. Bei der meta-Form ist das nicht möglich.

=== Schmelzpunkte ===
Die Schmelzpunkte zeigen deutliche Unterschiede. Das 2-Nitrophenol besitzt den niedrigsten Schmelzpunkt, da es eine '''intra'''molekulare [[Wasserstoffbrückenbindung|Wasserstoffbrücke]] ausbilden kann. Die beiden anderen Isomere bilden im Gegensatz dazu '''inter'''molekulare Wasserstoffbrücken aus. Beim 2-Nitrophenol ist Energie zum Aufbrechen dieser Brücken nicht erforderlich. Das 4-Nitrophenol besitzt aufgrund seiner Symmetrie den höchsten Schmelzpunkt.

=== Löslichkeit in Wasser ===
Die Nitrophenole sind in Wasser schwerlöslich, die Werte unterscheiden sich aber innerhalb dieser Gruppe. Die deutlich schlechtere Löslichkeit des 2-Nitrophenols in Wasser lässt sich ebenfalls mit der '''intra'''molekularen Wasserstoffbrücke gut erklären. Das [[Molekül]] ist dadurch nach außen hin deutlich unpolarer. Dagegen sind die Löslichkeiten des 3- und 4-Nitrophenols etwa gleich und im Vergleich deutlich besser. Hier bilden sich nun zwischen der phenolischen Hydroxygruppe und Wasser eher ''inter''molekulare Wasserstoffbrücken.

== Nachweis ==
Zum qualitativ-analytischen Nachweis entsteht bei der [[Bromierung]] mit [[Kaliumbromid]] und [[Brom]] beim 2-Nitrophenol das 4,6-Dibromderivat,<ref>{{Literatur |Hrsg=Heinz G. O. Becker |Titel=[[Organikum]] |Auflage=19 |Verlag=Johann Ambrosius Barth, Deutscher Verlag der Wissenschaften |Ort=Leipzig / Berlin / Heidelberg |Datum=1993 |Seiten=331 |ISBN=3-335-00343-8}}</ref> das einen Schmelzpunkt von 117 °C hat.<ref>{{Literatur |Autor=F. Wild |Titel=Characterisation of Organic Compounds |Verlag=CUP Archive |Ort=Cambridge |Datum=1947 |Seiten=84 |Online={{Google Buch|BuchID=yKw8AAAAIAAJ|Seite=84}}}}</ref> Beim 4-Nitrophenol entsteht das 2,6-Dibromderivat mit einem Schmelzpunkt von 142 °C.<ref>{{Literatur |Autor=F. Wild |Titel=Characterisation of Organic Compounds |Verlag=CUP Archive |Ort=Cambridge |Datum=1947 |Seiten=86 |Online={{Google Buch|BuchID=yKw8AAAAIAAJ|Seite=86}}}}</ref> 3-Nitrophenol wird mit KBr/Br2 ebenfalls zweifach bromiert, das Produkt schmilzt bei 91 °C.<ref>{{Literatur |Hrsg=Heinz G. O. Becker |Titel=[[Organikum]] |Auflage=19 |Verlag=Johann Ambrosius Barth, Deutscher Verlag der Wissenschaften |Ort=Leipzig / Berlin / Heidelberg |Datum=1993 |Seiten=653 |ISBN=3-335-00343-8}}</ref>

[[Datei:Bromination o-Nitrophenol.svg|rahmenlos|hochkant=1.7|zentriert]]

[[Datei:Bromination p-Nitrophenol.svg|rahmenlos|hochkant=1.7|zentriert]]

== Verwendung ==
Nitrophenole fallen in der chemischen, pharmazeutischen und Rüstungsindustrie als Zwischenprodukte bei der Produktion von Farben, Leder, Gummi, Pestiziden, Fungiziden, Schädlingsbekämpfungsmitteln und Munition an.

== Sicherheitshinweise ==
Nitrophenole sind giftig beim Einatmen, Verschlucken und Kontakt mit der Haut. Es können Reizungen der Augen, der Verdauungswege, Blutvergiftung, Leberschaden, Schwindel, Übelkeit, Kopfschmerz und Atemwegsreizung auftreten. Möglicherweise wirken sie krebserregend und sensibilisierend. In Verbindung mit Alkohol wird die Wirkung verstärkt. Bei Berührung mit der Haut sollte sofort mit viel Wasser abgewaschen werden. Sie haben giftige Wirkung auf das Nervensystem von Lebewesen.

Ein großes Problem stellt die Entfernung von Nitrophenolen und verwandten Verbindungen aus dem Grundwasser dar. Solche Kontaminationen sind mitunter in ehemaligen Sprengstoff- oder Farbenfabriken und militärischen Anlagen zu finden. Eine neue Entwicklung zur vollständigen Entfernung von Nitrophenolen aus Grundwasser ist ein [[Katalysator]], der aus Eisen mit einem Tetra-Amido-[[Makrocyclische Verbindungen|Makrocyclischen]] Liganden (Fe-TAML) besteht und die Oxidation der Gifte durch [[Wasserstoffperoxid]] ermöglicht. Dabei fallen keine weiteren giftigen Substanzen an. Der Katalysator wurde an der Carnegie Mellon University entwickelt.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.welt.de/print-welt/article161944/Katalysator-baut-Nitrophenol-ab.html |titel=Katalysator baut Nitrophenol ab |werk=WELT |datum=2005-08-30 |sprache=de |archiv-url=https://web.archive.org/web/20161201031632/https://www.welt.de/print-welt/article161944/Katalysator-baut-Nitrophenol-ab.html |abruf=2026-03-30}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Soumen Kundu, Arani Chanda, Jasper V. K. Thompson, George Diabes, Sushil K. Khetan, Alexander D. Ryabov, Terrence J. Collins |Titel=Rapid degradation of oxidation resistant nitrophenols by TAML activator and H2O2 |Sammelwerk=Catalysis Science & Technology |Band=5 |Nummer=3 |Datum=2015 |Seiten=1775–1782 |DOI=10.1039/C4CY01426J}}</ref>

== Literatur ==
* [[Norman L. Allinger|Allinger]], [[Michael P. Cava|Cava]], [[Don C. de Jongh|de Jongh]], [[Carl R. Johnson|Johnson]], [[Norman A. Lebel|Lebel]], [[Calvin L. Stevens|Stevens]]: ''Organische Chemie.'' Walter de Gruyter, Berlin 1980, ISBN 3-11-004594-X, S. 375–376, 916.
* Streitwieser, Heathcock: ''Organische Chemie.'' VCH, Weinheim 1980, ISBN 3-527-25810-8, S. 1056, 1179, 1189–1191.
* [[Hans Beyer]], [[Wolfgang Walter]]: ''Lehrbuch der Organischen Chemie.'' 19. Auflage, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1981, ISBN 3-7776-0356-2, S. 467–468.
* Morrison, Boyd: ''Lehrbuch der Organischen Chemie.'' 3. Auflage, VCH, Weinheim 1986, ISBN 3-527-26067-6, S. 1074–1076, 1121–1122.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Nitrophenols|Nitrophenole}}
* [http://chemieunterricht.de/dc2////phenol/nitroph.htm ''Nitrophenole – Die besondere Phenolgruppe'']

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="GESTIS_o">{{GESTIS|ZVG=21740|CAS=88-75-5|Name=2-Nitrophenol|Abruf=2025-02-09}}</ref>
<ref name="GESTIS_m">{{GESTIS|Name=3-Nitrophenol|ZVG=29210|CAS=554-84-7|Abruf=2025-01-10}}</ref>
<ref name="GESTIS_p">{{GESTIS|ZVG=11160|CAS=100-02-7|Name=4-Nitrophenol|Abruf=2025-02-09}}</ref>
</references>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4298847-0|LCCN=sh/93/006725}}

[[Kategorie:Nach Substitutionsmuster unterscheidbare Stoffgruppe]]
[[Kategorie:Nitrophenol| ]]

Nitrophenole - Versionsgeschichte

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