Электронное строение молекулы фенола. Взаимное влияние атомов в молекуле

Гидроксильная группа – ОН (как и алкильные радикалы) является заместителем I рода, т.е. электродонором. Это обусловлено тем, что одна из неподеленных электронных пар гидроксильного атома кислорода вступает в р-,π- сопряжение с π-системой бензольного кольца. В результате этого взаимодействия наблюдается: во-первых, повышение электронной плотности на атомах углерода в орто - и пара -положениях бензольного кольца, что облегчает замещение атомов водорода в этих положениях; во-вторых, увеличение полярности связи О—Н приводит к диссоциации фенола в растворах, что в свою очередь приводит к усилению кислотных свойств фенолов по сравнению со спиртами. Фенолы являются слабыми кислотами, диссоциируют с образованием катиона водорода и фенолят аниона:

 

Фенолы вступают в реакции, характерные как для спиртов, так и для ароматических углеводородов, причем реакции галогенирования, нитрования и сульфирования идут более энергично, чем в случае ароматических углеводородов.

 

I.Реакции с участием гидроксильной группы (кислотные свойства)

a) взаимодействие с активными металлами

Фенолы, выступая в роли кислот, взаимодействуют с металлами с образованием фенолятов и водорода:

b) взаимодействие со щелочами

Реакция нейтрализации фенолов со щелочами протекает с образованием фенолятов и воды.

Эта реакция используется для отличия фенолов от спиртов.

 

Фенол – очень слабая кислота, поэтому феноляты разлагаются не только сильными кислотами, но даже такой слабой кислотой, как угольная.

 

 

II. Реакции с участием гидроксильной группы (образование сложных и простых эфиров)

Как и спирты фенолы могут образовывать простые и сложные эфиры.

 

 

a) получение сложных эфиров

Сложные эфиры образуются при взаимодействии фенолов с ангидридами или хлорангидридами карбоновых кислот. Реакция прямой этерификации карбоновых кислот протекает труднее.

 

 

 

 

b) получение простых эфиров

Простые эфиры (алкилариловые) образуются при взаимодействии фенолятов с алкилгалогенидами:

 

 

III. Реакции замещения с участием бензольного кольца

a) обесцвечивание бромной воды

Реакцию бромирования фенола, протекающую с образованием белого осадка трибромфенола, иногда рассматривают как качественную реакцию обнаружения фенола.

b) нитрование разбавленной азотной кислотой

Реакция нитрования фенола разбавленной азотной кислотой происходит с образованием смеси мононитропроизводных фенола.

 

 

c) нитрование концентрированной азотной кислотой

В реакции нитрования фенола концентрированной азотной кислотой в бензольное кольцо входит три нитрогруппы и образуется пикриновая кислота.

 

 

 

d) сульфирование

В зависимости от условий проведения реакции сульфирования фенола образуются различные изомеры гидроксибензолсульфокислот.

 

 

IV. Реакции присоединения (гидрирование)

 

Каталитическое гидрирование фенола приводит к получению алициклического спирта - циклогексанола

 

V. Качественная реакция с хлоридом железа (III)

 

 

 

VI. Реакции окисления

 

Фенолы легко окисляются даже под действием кислорода воздуха. При стоянии на воздухе фенол постепенно окрашивается в розовато-красный цвет за счет окисления до гидрохинона. При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является хинон.

Простые эфиры

Общая формула простых эфиров R—O—R₁. По рациональной номенклатуре названия простых эфиров строят по названию углеводородных радикалов, связанных с атомом кислорода.

 

 

 

Изомерия простых эфиров определяется изомерией углеводородных радикалов.

 

 

 

Простые эфиры являются изомерами одноатомных спиртов.

 

 

 

Способы получения

Простые эфиры получают по реакции межмолекулярной дегидратацией спиртов или взаимодействием алкоголятов и галогенводородов (синтез Вильямсона).

 

1) Межмолекулярная дегидратация спиртов

Реакция межмолекулярной дегидратации спиртов протекает в присутствии водоотнимающего средства - концентрированной серной кислоты. Присутствие H₂SO₄ необходимо для смещения равновесия реакции в сторону получения простого эфира.

 

 

 

2) Ситез Вильямсона.

 

 

 

Химические свойства

Простые эфиры – это малореакционные соединения, разлагающиеся под действием концентрированной йодоводородной кислоты. В результате образуются спирты и йодсодержащие углеводороды.

 

 

При избытке йодоводородной кислоты образовавшиеся вещества восстанавливаются до углеводородов.

 

 

Вопросы для самоконтроля