2018-2019学年高中化学有机化学竞赛辅导:第6章 第2节《酚》

第二节 酚

一、酚的分类和命名

酚可根据分子中所含羟基数目不同可分为一元酚和多元酚。

酚的命名是在“酚”字前面加上芳环名称,以此作为母休再冠以取代基的位次,数目和名称,例如: CH3OHOH OHOHCH3

CH2CH2CH3

苯酚 邻-甲基苯酚 2-甲基-5-正丙基苯酚 2-萘酚

OHOH ClOHOH OHOHOH

1,2-苯二酚 1,3,5-苯三酚 8-氯-1,2-萘二酚 对于某些结构复杂的酚,可把酚羟基作为取代基加以命名。例如: COOHCH2CH2CHCHCH2 OH

OHOH

5-(4-羟基)苯基-1-戊烯-3-醇 对羟基苯甲酸 二、酚的制法

1、磺酸盐碱熔融法

芳香族磺酸盐与氢氧化钠共熔,生成酚的钠盐,再以酸处理即得酚。

+

共熔 + NaOH OHSO3NaONaH

Δ

若芳环上有-X、-NO2、-COOH等官能团时,在高温和强碱条件下也会发生反应,生成酚。 2、卤代芳烃水解

卤代芳烃的卤原子很不活泼,一般需在高温、高压和催化剂的存在下与稀碱作用,才能反应生成酚,例如:

H+ 铜、加压 + NaOH OHONaCl Δ

若在芳环的邻、对位上有一个或一个以上的强吸电子基团(如硝基),卤素原子变得活泼,反应很容易进行。例如,对硝基氯苯在氢氧化钠中回流便可水解生成对硝基苯酚。

回流 OHONaH+

Cl + NaOH

3、由芳胺制备

NO2NO2NO2芳香伯胺经重氮化,再进行水解便可得到酚。

三、物理性质

大多数酚为结晶性固体,仅少数烷基酚为液体。酚的沸点高于分子量与之相当的烃。苯酚及其同系物在水中有一定的溶解度,羟基越多,其酚在水中的溶解度也越大。

四、化学性质

(一)酚羟基的反应 1、酸性

酚具有酸性,酚和氢氧化钠的水溶液作用,生成可溶于水的酚钠。

OH ONa

+ NaOH + H2O

通常酚的酸性比碳酸弱,如苯酚的PK为10,碳酸的PK为6。38。因此,酚不溶于碳酸氢钠溶液。若在酚钠溶液中通入二氧化碳,则苯酚又游离出来。可利用酚的这一性质进行分离提纯。

ONaOH

+ CO2 + H2O + NaHCO3

苯酚的弱酸性,是由于羟基氧原子的孤对电子与苯环的π电子发生P-π共轭,致使电子离域使氧原子周围的电子云密度下降,从而有利于氢原子以质子的形式离去

2、与三氯化铁反应

含酚羟基的化合物大多数都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呈显色反应。

(二)芳环上的亲电取代反应 1、卤代反应

酚极易发生卤代反应。苯酚只要用溴水处理,就立即生成不溶于水的2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,反应非常灵敏。 OH OHBrBrH2O

+ Br2 ↓ + HBr

Br除苯酚外,凡是酚羟基的邻、对位上还有氢的酚类化合物与溴水作用,均能生成沉淀。故该反应常用于酚类化合物的鉴别。

2、硝化反应

苯酚在常温下用稀硝酸处理就可得到邻硝基苯酚和对硝基苯酚。

OHOHOH 25℃ NO2 + 20℅HNO3 + NO2邻硝基苯酚和对硝基苯酚可用水蒸气蒸馏法分开。这是因为邻硝基苯酚通过分子内氢键形成 状化合物,不再与水缔合,也不易生成分子间氢键,故水溶性小、挥发性大,可随水蒸气蒸出。而对硝基苯酚可生成分子间氢键而相互缔合,挥发性小,不随水蒸气蒸出。

(三)氧化反应

酚类化合物很容易被氧化,不仅可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。苯酚被氧化时,不仅羟基被氧化,羟基对位的碳氢键也被氧化,结果生成对苯醌。

O OH

+ [O]

O多元酚更易被氧化,例如,邻苯二酚和对苯二酚可被弱的氧化剂(如氧化银、溴化银)氧化成邻苯醌和对苯醌。

OOH

+ AgBr

OOH

五、重要的酚

1、苯酚:俗名石炭酸,为无色结晶,在水中有一定的溶解度,在20℃每100克水约溶解8。3克苯酚。苯酚易溶于乙醚及乙醇中。

2、甲酚:有邻、间、对三种异构体。它们的混合物称为煤酚。煤酚的杀茵力比苯酚强,因难溶于水,常配成47℅-53℅的肥皂溶液,称为煤酚皂溶液,俗称“来苏尔”,是常用的消毒

剂。

3、苯二酚:有邻、间、对三种异构体。邻苯二酚又名儿茶酚,间苯二酚又名雷锁辛,对苯二酚又名氢醌。

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