Феноли і нафтоли

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Лекція 10. Феноли і нафтоли

Феноли - органічні сполуки, що містять в молекулах гідроксильну групу, пов'язану безпосередньо з бензольні кільцем.

Залежно від числа ОН-груп в бензольному кільці бувають: одно-, двох і трьохатомні.

Номенклатура і ізомерія

  1. Тривіальна (фенол, резорцин, гідрохінон, пирокатехин)

  2. Систематична (гідроксібензол, 1,3-дігідроксібензол, 1,4-дігідроксібензол, 1,2-дігідроксібензол)

Приклади:

гідроксібензол (фенол) 1,2-дігідроксібензол 1,3-дігідроксібензол

(Бензендіол-1, 2) (бензендіол-1, 3)

(Пирокатехин) резорцин

1,4-дігідрокібензол

(Бензендіол-1, 4)

гідрохінон.

Ізомерія в багатоатомних фенолах обумовлена ​​становищем ОН-груп.



1,2,3-трігідроксібензол 1,2,4-трігідроксібзл 1,3,5-трігідроксібзл

(Бензентріол-1, 2,3) (бензентріол-1, 2,4) (бензентріол-1, 3,5)

пирогаллол оксігідрохінон флороглюцину

Способи отримання.

1.Фенол отримують з кам'яновугільної смоли.

2.Сінтетіческій шлях отримання фенолу - кумольний метод з изопропилбензола:

(Кумол) гідроперекис фенол ацетон

ізопропілбензолу кумолу

3.Гідроліз хлорбензолу (S N):



Умови протікання реакції:

а) тиск, температура 300-350 о С, автоклав;

б) каталізатор - сіль З u +8% p - p NaOH

4. Отримання двоатомних і триатомним спиртів синтетичним шляхом складніше, ніж одноатомних. У природі джерелом їх є сланец.Резорцін отримують окисленням м-діізопропілбензола, пирокатехин - окисленням о-діізопропілбензола, гідрохінон - окисленням п-діізопропілбензола:



Бензолдісульфокіслоти дифенол динатрієва сіль

Після кислотної обробки дифенол легко перетворюється в пирокатехин.

5. Трьохатомні феноли, наприклад, оксігідрохінон отримують з хінону:



Фізичні властивості.

Фенол - кристалічна безбарвна речовина, важко розчинна у Н 2 О. Зі збільшенням кількості ОН-груп розчинність фенолів в Н 2 О збільшується. Отруйний, є антисептиком, при попаданні на шкіру викликає опіки. Має t плав = 43 о С. З Н 2 О утворює гідрат, званий карболової кислотою.

Пирокатехин (1,2-бензендіол) має t плав = 104 о С. При зберіганні темніє. З FeCl 3 дає зелене забарвлення, яке переходить в червоне при додаванні NaHCO 3.

Резорцин (1,3-бензендіол) має t плав = 118 про С.С FeCl 3 дає фіолетове забарвлення.

Хімічні властивості.

Хімічні властивості визначаються ОН-групою і бензольні кільцем.

  1. Феноли мають кислотними властивостями.

На відміну від спиртів в фенолах

збільшується поляризація зв'язку О-Н.

oo

СН 3 -> O - H

oo наявність групи СН 3 зменшує поляризацію зв'язку в спиртах

У молекулі фенолу неподілені пари Про вступають у взаємодію (сполучення) з π-електронами бензольного кільця.

В результаті поляризація ОН-групи посилюється і відрив атома Н полегшується. Фенол-слабка кислота, слабкіше, ніж Н 2 СО 3, СН 3 СООН,

К Д = 1,8 * 10 -5 СН 3 СООН

К Д = 4,9 * 10 -7 Н 2 СО 3 у фенолу К Д менше, ніж кислот, але

К Д = 1,3 * 10 -10 фенол

К Д = 1,8 * 10 -16 Н 2 О більше, ніж у H 2 O

CO 2 виділяє вільний фенол з фенолятов.

NB! Кислотні властивості фенолу можна підсилити. Для цього в бензольне кільце вводять деякі заступники, що володіють - J - індуктивним ефектом, наприклад, NO 2.

2,4,6-тринітрофенолу (пікринова кислота)

За кислотності пікринова кислота наближається до мінеральних кислот.

  1. Освіта солей (фенолятов)

NB! На відміну від спиртів феноли реагують з NaOH.

З 6 H 5 OH + NaOH → З 6 H 5 ONa + H 2 O

фенолят натрію

Фенолят натрію легко гідролізується під дією кислот, навіть таких слабких, як вугільна кислота:

З 6 H 5 OH + CO 2 + H 2 O -> C 6 H 5 OH + NaHCO 3

  1. Гідрування

циклогексанол



Реакція використовується для одержання штучного волокна (перлон, нейлон, капрон).

  1. Реакції електрофільного заміщення:

Так як ОН-група є орієнтанти I-роду, то вона направляє інші заступники в про-і n-положення, наприклад:

а) Реакція бромування протікає легко на відміну від бензолу, навіть з бромної водою.

Заміщення йде переважно в n-положення, виходить суміш про-і n-ізомерів.

б) Реакція нитрования.

о-нитрофенол n-нитрофенол

Якщо азотна кислота розведена, то при нитровании отримують переважно о-ізомер.

Якщо кислота концентрована, то можна отримати 2,4,6-тринітрофенолу

в) Сульфірованіе - отримання про-або п-ізомерів залежить від температури проведення реакції:

  1. Реакція алкилирования фенолів

.



Спочатку одержують більш реакційноздатні феноляти, а потім проводять їх алкілування.

C 6 H 5 ONa + C 2 H 5 Br -> C 6 H 5 OC 2 H 5 + NaBr



Етілфеноловий ефір

  1. Реакція з окисом етилену (ОЕ) - оксіетілірованіе:



Феніловий ефір поліетилен гліколю ПАР





поліетиленові ефіри октілфенола

Такі ефіри є поверхнево-активними речовинами. Технічні назви: ОП-7 (n = 7), ВП-10 (n = 10)

  1. Складні ефіри фенолів можна отримати тільки взаємодією фенолятов з галогенангідриди кислот:

Реакція протікає в піридині. У результаті виходить феніловий ефір оцтової кислоти

  1. ОН-група в фенолах насилу заміщається галогеном. Полегшити процес її заміщення можна тільки шляхом введення в про-і n-положення електронегативний групи, наприклад, NO 2:



  1. Реакції конденсації з формальдегідом або ароматичними альдегідами:

а) у присутності Н + або ОН - протікає конденсація фенолу c CH 2 O в про-і n-положеннях. Реакція йде в дві стадії. На першій стадії утворюється феноло-спирт, який на другій стадії реагує з фенолом:

феноло-спирт

фенолоформальдегідних смола (новолаки)



Таким чином отримують так звані лакові, бакелітові смоли.

Якщо реакцію проводять при нагріванні, то конденсація призводить до утворення нерозчинного розгалуженого продукту.

б) з ароматичними альдегідами

Таким чином отримують барвники.



Хімічні властивості багатоатомних фенолів

Хімічні властивості двоатомних фенолів аналогічні властивостям одноатомних, але є й специфіка. Вона полягає в наступному:

  1. Так як в молекулі є дві ОН-групи, то двоатомні феноли виявляють більш сильні кислотні властивості, ніж одноатомні. Вони реагують не тільки з лужними металами, а й їх гідроксидами.

  2. Для двохатомних фенолів характерна реакція утворення нерозчинних солей свинцю:



Пирокатехин не розчинна сіль свинцю та пірокатехіна

  1. Реакції заміщення й конденсації за участю атома Н бензольного кільця протікають легше, ніж у фенолу:

1,5-дигідрокси -2,4 - бензолдісульфокіслота



  1. Двоатомні феноли легко окислюються, будучи сильними відновниками:

    о-хинон



    Якісні реакції фенолів

    Фенол і резорцин - при взаємодії з FeCl 3 дають фіолетове забарвлення, утворюючи тріфенолят (трірезорцінолят) заліза, пирокатехин і гідрохінон - зелене і жовте забарвлення відповідно.

    Застосування фенолів

    Фенол - використовують у виробництві полімерів, барвників, ліків, вибухівки.

    Гідрохінон - застосовують у фотографії як проявника. Є інгібітором полімеризації, а також антиокислювачем жирів і масел.

    Резорцин - входить до складу барвників, використовується в медицині, для синтезу поліконденсационних смол.

    Нафтоли

    Нафтоли - це гідроксильні похідні нафталіну. Розрізняють α-нафтол та β-нафтол в залежності від положення ОН-груп у кільці. Α-нафтол та β-нафтол - кристалічні речовини. Β-нафтол має більш високу температуру плавлення, ніж α-нафтол. Обидва нафтолу важко р-Рими в H 2 O. Дають забарвлення з FeCl 3, розчиняються в розчинах гідроксиду натрію і калію.

    Хімічні властивості

    Основний тип реакцій, характерний для нафтолов, реакції заміщення, які йдуть відповідно до раніше розглянутими правилами орієнтації.

    а) галогенирование (взаємодія з З l 2)

    б) нітрування (взаємодія з HONO 2)

    в) сульфування (взаємодія з HOSO 3 H)



    α-нафтол 4-нітронафтол 4-нітро-1-окси-2-нафтолінсульфокіслота

    Нітрування, сульфування, хлорування йдуть в п-положення по відношенню до ОН-групі в тому ж кільці, в якому знаходиться ОН-група. Наступний заступник займає о-положення.

    У β-нафтолу заміщення протікає в α-положенні:

    β-нафтол 1-бромнафтол 1,6-Дібров-2-нафтол



    З хлоридом заліза (III) в спирто-водному розчині α-нафтол дає фіолетове забарвлення, β-нафтол - жовте. Важливим є отримання ефірів нафтолов. Ефіри нафтолу мають приємний запах. Використовуються, наприклад, метиловий ефір β-нафтолу, в парфумерії. На основі нафтолов синтезують барвники для тканин.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Лекція
42.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Арілгалогеніди і феноли
Феноли забруднювачі вод
Ненасичені спирти Феноли хінони
Розрахунок прогнозу рівня забруднення водного об`єкта феноли
Розрахунок прогнозу рівня забруднення водного об`єкта феноли 2
Феноли Реакції нуклеофільного заміщення ароматичних сполук Отримання фенолів
© Усі права захищені
написати до нас