Фенолы; ароматические спирты

1 Строение фенолов

2 Химические свойства, получение и применение фенолов

3 Ароматические спирты

Основные понятия по теме

Фенолами называются производные ароматических углеводородов, получающиеся в результате замещения одного или нескольких атомов водорода в ядре гидроксильными группами.

Если в молекуле углеводорода один атом водорода заместить гидроксилом, то тогда получится одноатомный фенол, например, С₆Н₅ОН.

При замещении в ядре ароматического углеводорода двух гидроксилов получаются двухатомные фенолы С₆Н₄(ОН)₂, а при введении трех гид­роксилов – трехатомные фенолы С₆Н₃(ОН)₃.

Химические свойства:

Общая формула фенолов очень сходна с общей рациональной формулой спиртов. Однако они отличаются от спиртов по своим свойствам.

Кислотные свойства фенола выражены ярче, чем у спиртов.

– взаимодействие с металлами: аналогично спиртам фенолы реагируют с металлами, при этом образуются феноляты:

2 С₆Н₅ОН + 2Na → 2C₆H₅ONa +H₂↑.

фенолят натрия

Образовавшиеся феноляты по своим свойствам отличаются от алкоголятов, так, они могут существовать в водных растворах не разлагаясь;

– взаимодействие со щелочами: всем фенолам присущи слабокислые свойства (фенол называют карболовой кислотой), что проявляется в их способности растворяться в щелочах с образованием фенолятов:

С₆Н₅ОН + NaОН → C₆H₅ONa +H₂О.

Спирты практически не реагируют со щелочами, т. е. кислотными свойствами не обладают. Алгоколяты (аналогичные по формуле фенолятам) получаются из спиртов только при действии свободных щелочных и щелочноземельных металлов, например, натрия:

2С₂Н₅ОН + 2Na → 2C₂H₅ONa +H₂↑;

этилат натрия

– образование простых эфиров: фенолы, подобно спиртам, способны образовыватьсоединения типа простых эфиров. Практически для полу­чения простых эфиров фенолов на феноляты действуют галогеналкилами или галогенарилами:

С₆Н₅О Na + I C₂H₅ → C₆H₅−O−C₂H₅ + NaI;

фенилэтиловый эфир

С₆Н₅О Na + Br C₆H₅ → C₆H₅−O−C₆H₅ + NaBr.

дифениловый эфир

– образование сложных эфиров:

Подобно спиртам, фенолы могут давать соединения типа сложных эфиров, для получения которых на феноляты действуют галогенангидридами кислот, например:

В целом гидроксильная группа фенолов значительно менее подвиж­на, чем гидроксил спиртов. Получение эфиров даже с хлорангидридами карбоновых кислот несколько затруднено, с кислотами реакция вообще не идет;

– реакция окрашивания хлорным железом (качественная реакция на фенолы: все фенолы дают с хлоридом железа (III) окрашивание; одноатомные фенолы обычно дают окрашивание фиолетового или синего цвета;

– галогенирование (обесцвечивание бромной воды) – качественная реакция на фенол:

Остаток бензола в фенолах влияет на гидроксильную группу, сообщая ей кислотные свойства. Однако и гидроксил, введенный в молекулу бензола, увеличивает подвижность атомов водорода в бензольном ядре. В результате атомы водорода в ядре молекулы фенола очень легко замещаются – гораздо легче, чем в ароматических углеводородах (особенно в орто- и пара- положениях).

– сульфирование: при сульфировании фенола получаются фенолсульфоновые кислоты, причем соотношение орто- и пара- изомеров определяется температурой реакции. При температу­рах выше 100 °С орто- изомер перегруппировывается в пара- изомер:

– взаимодействие с азотной кислотой: фено­лы очень легко нитруются. Так, при действии даже очень разбавленной азотной кислоты получается смесь орто- и пара- нитрофенола:

– взаимодействие с формальдегидом с образованием фенолформальдегидной смолы:

Получение фенолов:

– из каменноугольного дегтя: получение из каменноугольного дегтя – важнейший техниче­ский способ получения фенолов. Фракции дегтя обрабатываются ще­лочами. Фенолы, хорошо растворимые в водных растворах щелочей с образованием фенолятов, легко отделяются при этом от углеводородов дегтя, которые в воде и водных растворах щелочей не растворяются. Полученные щелочные растворы, содержащие феноляты, обрабатыва­ют серной кислотой, которая разлагает феноляты; в результате опять выделяются фенолы:

С₆Н₅ОNa + H₂SO₄ → NaHSO₄ + C₆H₅OH;

– из галогенбензолов: при нагревании хлорбензола и гидроксида натрия под давлением получают фенолят натрия, при обработке которого кислотой образуется фенол:

С₆Н₅Cl + NaOH → C₆H₅OH + NaCl;

– из солей сульфокислот: при сплавлении солей сульфокислот со щелочами образуется фенол и сульфит натрия:

– кумольный (промышленный метод:

Ароматические спирты – это производные ароматических угле­водородов, которые получаются в результате замены атомов водорода в боковых цепях углеводородов гидроксильными группами:

Ароматические спирты существенно отличаются от фенолов прежде всего отсутствием кислотных свойств: они не реагируют со щелочами. Как по способам получения, так и по свойствам ароматические спирты очень близки к спиртам жирного ряда.

Ароматические спирты широко распространены в природе как в свободном состоянии, так и в виде эфиров в эфирных маслах, расти­тельных смолах и т. д.

Синтетически ароматические спирты можно получить из галогено-производных ароматических углеводородов (с галогеном в боковой цепи) под действием щелочей:

С₆Н₅СН₂ Сl + Na OH → С₆Н₅СН₂OH + NaCl.

Вопросы для самоконтроля

1 Дать определение фенолам и ароматическим спиртам. Чем отличаются названные соединения?

2 Объяснить классификацию фенолов и ароматических спиртов, строение фенола и бензилового спирта.

3 Рассмотреть номенклатуру одноатомных и многоатомных фенолов, ароматических спиртов и их производных.

4 Рассмотреть важнейшие технические и лабораторные способы получения фенолов и ароматических спиртов, написать уравнения соответствующих химических реакций.

5 Объяснить влияние строения фенолов и ароматических спиртов на их химические свойства. Каковы различия и общие свойства одноатомных фенолов и алифатических спиртов?

6 Привести наиболее характерные реакции замещения атомов водорода в бензольном ядре, а также реакции окисления фенолов.

7 Что такое фенолформальдегидные смолы и каков механизм их образования? Представить химизм протекающих процессов.

8 Дать общую характеристику и рассмотреть химические особенности важнейших представителей двухатомных и трехатомных фенолов (пирокатехин, резорцин, гидрохинон, пирогаллол, оксигидрохинон, флороглюцин).

Поиск по сайту: