有机化学学习笔记——酚
参考资料《有机化学学习指导》东南大学出版社 《有机化学》南京大学出版社
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写在前面,和它的兄弟醇不一样,在生活中我们似乎不太能见到苯酚,虽然在化学上会经常提到苯酚,但实际上,对酚类还是比较陌生的。不过,要是提到和苯酚相关的两个东西大家肯定不会陌生。阿司匹林和电木。
1859年,赫尔曼.科尔比利用苯酚合成了水杨酸,这是乙酰水杨酸—阿司匹林的前身; 1909年,利奥.贝克兰德获得了由苯酚生成的胶木(电木)的专利,这是最早的塑料。
酚和醇,都含有羟基,很多教材把它们放在同一章,但实际上还是有所区别的。
酚羟基,是芳环连接的羟基,它的化学性质也有芳环的性质,这个部分的内容,实际上也是芳香烃内容的一次回顾。
醇部分回顾入口
第一部分
结构 物理性质
- 苯酚的结构
解释:
C,O均为sp2杂化,O与苯环形成p-Π共轭,共轭的结果:增强了苯环上的电子云密度,增加了羟基上的解离能力。(影响后续的化学性质)
- 命名
这里注意一点
酚的命名有二种:
1)若酚羟基为主官能团:将酚羟基与芳环一起作为母体,含一个羟基称为酚,含二个羟基称为二酚,含三个羟基称为三酚,其它基团为取代基。
2)若酚羟基不作为主官能团,酚羟基作为取代基。
化学性质
- 酸性
几点说明
酸性的区别
负电荷集中于O上,不稳定
酸性的中重点考察知识
苯环上的取代基对酚酸性强弱的影响
电子效应的影响: 吸电子基团使酸性增强,给电子基团使酸性减弱。
空间效应的影响: 空阻减弱溶剂化作用(溶剂化作用有利于酚羟基的离解),从而使酸性减弱。
芳环上的亲电取代反应
此处和芳香烃的反应要联系起来
芳香烃链接入口
- 卤化
酚在酸性条件下或在CS2、CCl4等非极性溶液中进行氯化和溴化,一般只得到一卤代产物。
应用:苯酚的定性检验和定量测定
- 硝化
则水中溶解度:邻硝基苯酚 < 对硝基苯酚
挥发性:邻硝基苯酚 > 对硝基苯酚
水蒸气蒸馏时,只有邻硝基苯酚蒸馏出来。
2,4,6-三硝基苯酚的制备
苦味酸的小故事
- 酚的亚硝基化
亚硝基正离子(+NO)是一个弱的亲电试剂,只能与带有强活化基团的芳环发生亚硝基化。
亚硝基化可以在酸性介质中进行,也能在碱性介质中进行。
亚硝基苯酚的性质:能与苯酚缩合。
- 磺化
应用:1 定位; 2 芳核位置保护基;3 引入酚羟基。
- F-C反应
芳环上的电荷密度较高,因此烷基化、酰基化反应可以 在较弱的催化剂作用下进行。
苯酚的羟基和苯环均可发生酰基化反应,情况如下
- 氧化反应
酚类化合物很容易被氧化,不仅可以用氧化剂如高锰酸钾等氧化,甚至较长时间与空气接触,也可被空气中的氧气氧化,使颜色加深,生产苯醌。
- 与三氯化铁反应
含酚羟基的化合物大多数能与三氯化铁作用发生显色反应。故此反应常用来鉴别酚类。但具有烯醇式结构的化合物也会与三氯化铁发生显色反应。
- 酚的成醚反应
酚在碱性溶液中与卤代烃作用生成芳香醚的反应。
反应机理
- 成酯反应
苯酚转变成羧酸酚酯的反应
酚的制备
- 卤代苯的水解(卤苯水解有两种反应机制)
第一种:邻对位没有吸电子取代基的卤苯是按苯炔中间体机制进行的。
第二种:绝大多数邻,对位有吸电子取代基的卤苯是按加成消除机制进行的。
- 异丙苯氧化
- 甲苯氧化
- 芳香磺酸的碱融熔法
- 格氏试剂--硼酸酯法