Фенолы

Фенолы —  органические соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы OH− связаны с атомами углерода ароматического кольца. 

Простейший представитель фенол, С₆Н₅ОН.

 

Классификация фенолов

По атомности (количеству гидроксидных групп)

Строение

Увеличение электронной плотности в бензольном кольце (максимально в орто- и пара- положениях) и уменьшение электронной плотности у атома кислорода в гидроксидной группе обусловлены оттягиванием одной неподеленной электронной пары электронов атома кислорода к р-электронной системе бензольного кольца. С точки зрения химической активности вещества это повышает активность фенола в реакциях замещения и увеличивает кислотность фенола, в сравнении с предельными спиртами (основное отличие спиртов от фенолов).

Номенклатура и изомерия: большинство многоатомных фенолов имеют тривиальные названия. За основу названий принято тривиальное название простейшего представителя фенола. Нумерация радикалов сложных соединений начинается с атома углерода при гидроксидной группе, так чтобы все заместители получили наименьшие порядковые номера.

Физические свойства:

большинство фенолов кристаллические вещества при н.у. Имеют характерный запах, плохо растворимы в холодной воде, но хорошо растворяются в горячей воде и растворах щелочей. Способны к образованию прочных водородных связей, следовательно высокие температуры плавления и кипения. Фенол представляет собой бесцветные кристаллы с t_пл = 41 °С и t_кип =182 °С.

С течением времени кристаллы краснеют и темнеют.

Химические свойства:

1. Взаимодействие и щелочными металлами и щелочами

С₆Н₅ОН + Na  →  C₆H₅ONa + 1/2H₂↑,

С₆Н₅ОН + NaOH   → C₆H₅ONa + Н₂О.

Фенол проявляет слабые кислотные свойства. Пропускание через раствор фенолятов углекислого или сернистого газа приводит к образованию фенола, следовательно, кислотные свойства фенола слабее кислотных свойств слабых сернистой и угольной кислот.

C₆H₅ONa + СО₂ + Н₂О → С₆Н₅ОН + NaHCO₃.

К ослаблению кислотных свойств приводит введение заместителей первого рода, но усиливается при введении заместителей второго рода.

2. Этерификация

Фенолы не образуют сложных эфиров при действии на них карбоновых кислот, образование эфиров возможно в реакции с хлорангидридами.

С₆Н₅ОН + СН₃―CO―Cl → С₆Н₅―О―СО―СН₃ + HCl.

3. Бромирование

-OH группа ориентант I рода, что увеличивает реакционную способность бензольного кольца в орто- и пара- положениях, следовательно реакция бромирования протекает легче, чем в ароматических углеводородах. Происходит замещение трех атомов водорода на бром с образованием осадка 2,4,6 — тромбромфенола — качественная реакция на фенол.

  

4. Нитрование.

Нитровании фенола азотной концентрированной кислотой приводит к замещению трех атомов водорода на нитрогруппу, с образованием 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота):

5. Окисление.

При хранении фенола на открытом воздухе происходит его окисление изменяется окраска на розовато-красную.

При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является хинон. Двухатомные фенолы окисляются еще легче. При окислении гидрохинона также образуется хинон:

  

6. Поликонденсация с формальдегидом.

Поликонденсация фенола происходит при нагревании в присутствии кислотных или основных катализаторов с образованием фенолформальдегидной смолы.

7. Взаимодействие с хлоридом железа (III).

Взаимодействие фенола с хлоридом железа (III) происходит с образованием комплексного соединения — реакция качественная — изменяется окраска на сине-фиолетовый.

8. Гидрирование фенола.

Присоединение водорода к ароматическому кольцу приводит к образованию вторичного циклического спирта — циклогексанол.