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酚、醌( Phenols 、 Quinones ). 酚 : 羟基 直接 连接在芳环上 的化合物( ArOH )。. 2, 6- 二甲基苯酚. 2- 甲基 -1, 4- 苯醌. 醌 :环己二烯二酮及其衍生物而言,它是一种 共轭的环状二酮, 而不是芳香族化合物。. §10.1 酚( Phenols ). 一、结构、分类. (一)、结构. (二)、分类. 二、物理性质. 1. 物质状态. 除少数烷基酚是液体外,多数酚是固体。. 2. 沸点. 由于其分子间能形成氢键,其 b.p 比相同碳原子数的烃要高 。. 3. 溶解度.
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酚、醌(Phenols、Quinones) 酚:羟基直接连接在芳环上的化合物(ArOH)。 2, 6-二甲基苯酚 2-甲基-1, 4-苯醌 醌 :环己二烯二酮及其衍生物而言,它是一种共轭的环状二酮,而不是芳香族化合物。
§10.1 酚(Phenols) 一、结构、分类 (一)、结构 (二)、分类
二、物理性质 1. 物质状态 除少数烷基酚是液体外,多数酚是固体。 2. 沸点 由于其分子间能形成氢键,其b.p比相同碳原子数的烃要高。 3. 溶解度 酚虽然含有羟基,但因芳环在分子中占有较大的比例,故仅微溶于水或不溶于水,而溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
三、化学性质 在苯酚分子中,羟基氧原子的-I<+C,故C―O键结合较为牢固,所以苯酚不易进行亲核取代反应。如: 由于酚羟基直接与苯环相连,故多数反应与苯环有关。即酚的反应可以发生在羟基上,也可以发生在芳环上,但多数反应则是两者相互影响的结果。
(一)、 酚羟基的反应 1. 酸性 p,π- 共轭效应和氧原子的 – I 效应共同影响的结果,必然导致O―H键之间的电子更偏向于氧,这就有利于氢原子的解离,而表现出一定的酸性。 注意:苯酚虽然具有一定的酸性,其酸性比醇强,但它仍是一个弱酸,其酸性比碳酸还要弱。
因此,苯酚不能溶于NaHCO3的水溶液,然而,强酸却可以置换弱酸形成的盐,故下面反应可以发生。因此,苯酚不能溶于NaHCO3的水溶液,然而,强酸却可以置换弱酸形成的盐,故下面反应可以发生。 注意:这一反应可用于分离提纯。 那么,当酚类化合物上连有不同的取代基时,对取酸性有什么影响呢?
1. 酚羟基的邻、对位连有供电子基时,将使酸性↓;供电子基数目越多,酸性越弱。 2. 酚羟基的邻、对位连有吸电子基时,将使酸性↑;吸电子基数目越多,酸性越强。
这里值得注意的是:当吸电子基处于间位时,由于它们之间只存在诱导效应的影响,而不存在共轭效应,故酸性的增加并不明显。这里值得注意的是:当吸电子基处于间位时,由于它们之间只存在诱导效应的影响,而不存在共轭效应,故酸性的增加并不明显。
2. 成醚反应 制备烷基芳基醚可通过Willamson法得以实现。一般是通过芳氧负离子与卤代烃及其衍生物或硫酸酯经SN2反应完成的。如:
苯基烯丙基醚及其类似物在加热条件下,可发生分子内重排,生成邻烯丙基苯酚(或其它取代苯酚),该反应称为Ciaisen重排。苯基烯丙基醚及其类似物在加热条件下,可发生分子内重排,生成邻烯丙基苯酚(或其它取代苯酚),该反应称为Ciaisen重排。 该反应与Diels – Alder反应类似,也是一个周环反应,反应中不形成活性中间体,是一步完成的协同反应。反应过程中,通过电子迁移形成环状过渡态,烯丙基不仅发生了重排,同时也进行了异构化。
若苯基烯丙基醚的两个邻位已有取代基,则重排到对位。若苯基烯丙基醚的两个邻位已有取代基,则重排到对位。
3. 成酯反应 酚与醇不同,其成酯反应比较困难,这是因为酚的亲核能力弱,与羧酸反应的平衡常数较小,因此,制备酚酯需在酸 / 碱条件下,与反应活性较高的酰卤或酸酐作用方可实现。如:
酚酯(亦称羧酸苯酯)与AlCl3、ZnCl2等Lewis酸共热,酰基则从酚的氧原子上转移到酚羟基的邻位或对位,生成邻羟基酮或对羟基酮,该反应称为Fries重排。酚酯(亦称羧酸苯酯)与AlCl3、ZnCl2等Lewis酸共热,酰基则从酚的氧原子上转移到酚羟基的邻位或对位,生成邻羟基酮或对羟基酮,该反应称为Fries重排。
注意:高温有利于邻位异构体的生成,低温有利于对位异构体的生成。注意:高温有利于邻位异构体的生成,低温有利于对位异构体的生成。 4. 与FeCl3的显色反应 酚与其它具有烯醇式结构的化合物类似,可与FeCl3溶液发生颜色反应。
(二)、 苯环上的亲电取代反应 1. 卤代反应 芳卤的生成往往需在FeX3的催化下完成,但苯酚的卤代不需催化即可立即与溴水作用,生成2,4,6 – 三溴苯酚。
该反应可用于酚的定性鉴定,但却不能用来合成一元酚。该反应可用于酚的定性鉴定,但却不能用来合成一元酚。 然而,苯酚的溴代在较低的温度和弱极性溶剂或非极性溶剂中(如:CHCl3、CS2或CCl4)进行卤代,则可得到一溴苯酚,且以对位产物为主。
2. 硝化反应 苯酚的硝化在室温下即可进行,但因苯酚易被氧化,故产率较低。 苯酚用亚硝酸处理,形成的对亚硝基酚可用稀硝酸氧化,可得对硝基酚。
4. 傅-克反应 酚容易进行F―C 烷基化反应,且以对位产物为主。若对位被占据,烷基则进入邻位。
5. Kolbe反应 苯酚的钠盐与二氧化碳在高温和一定的压力下反应,生成邻羟基苯甲酸的反应称为柯尔柏-施密特反应,这是在芳环上直接引入羧基的一种方法。
6. Reimer反应 (三)、与甲醛和丙酮的缩合 反应生成的产物与苄醇相似,能与酚进行烷基化。