Фенолы – производные ароматических углеводородов, в состав которых могут входить одна или несколько гидроксильных групп, соединенных с бензольным кольцом.

 

Как называть фенолы?

По правилам ИЮПАК сохраняется название «фенол». Нумерация атомов идет от атома, который непосредственно связан с гидрокси-группой (если она – старшая) и нумеруют так, чтобы заместители получили наименьший номер.

Представитель – фенол – С6Н5ОН:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

Строение фенола.

У атома кислорода на внешнем уровне находится неподеленная электронная пара, которая «втягивается» в систему кольца (+М-эффект ОН-группы). В результате могут возникнуть 2 эффекта:

1) повышение электронной плотности бензольного кольца в положения орто- и пара-. В основном, такой эффект проявляется в реакциях электрофильного замещения.

2) уменьшается плотность на атоме кислорода, вследствие чего связь О-Н ослабляется и может рваться. Эффект связан с повышенной кислотности фенола по сравнению с предельными спиртами.

Монозамещенные производные фенола (крезол) могут быть в 3х структурных изомерах:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

Физические свойства фенолов.

Фенолы – кристаллические вещества при комнатой температуре. Плохо растворимы в холодной воде, но хорошо – в горячей и в водных растворах щелочей. Обладают характерным запахом. Вследствие образования водородных связей, обладают высокой температурой кипения и плавления.

 

Получение фенолов.

1. Из галогенбензолов. При нагревании хлорбензола и гидроксида натрия под давлением получают фенолят натрия, который после взаимодействия с кислотой, превращается в фенол:
 

Фенолы Свойства фенолов

 

2. Промышленный способ: при каталитическом окислении кумола на воздухе получается фенол и ацетон:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

3. Из ароматических сульфокислот с помощью сплавления с щелочами. Чаще проводят реакцию для получения многоатомных фенолов:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

Химические свойства фенолов.

р-орбиталь атома кислорода образует с ароматическим кольцом единую систему. Поэтому электронная плотность на атоме кислороде уменьшается, в бензольном кольце – увеличивается. Полярность связи О-Н повышается, и водород гидроксильной группы становится более реакционоспособным и легко может быть замещен атомом металла даже при действии щелочей.

Кислотность фенолов выше, чем у спиртов, поэтому можно проводить реакции:

 

Фенолы Свойства фенолов

Фенолы Свойства фенолов

 

Но фенол – слабая кислота. Если через его соли пропускать углекислый или сернистый газ, то выделяется фенол, что доказывает, что угольная и сернистая кислота являются более сильными кислотами:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

Кислотные свойства фенолов ослабляются при введении в кольцо заместителей I рода и усиливаются – при введении II.

2) Образование сложных эфиров. Процесс протекает при воздействие хлорангидридов:

 


Фенолы Свойства фенолов

 

3) Реакция электрофильного замещения. Т.к. ОН-группа является заместителем первого рода, то реакционная способность бензольного кольца в орто- и пара-  положениях повышается. При действии на фенол бромной воды наблюдается выделение осадка – это качественная реакция на фенол:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

4) Нитрование фенолов. Реакцию проводят нитрирующей смесью, в результате чего образуется пикриновая кислота:
 

Фенолы Свойства фенолов

 

5) Поликонденсация фенолов. Реакция протекает под воздействии катализаторов:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

6) Окисление фенолов. Фенолы легко окисляются кислородом воздуха:

 

Фенолы Свойства фенолов

 

7) Качественной реакцией на фенол является воздействие раствора хлорида железа и образование комплекса фиолетового цвета.

 

Применение фенолов.

Фенолы используют при получении фенолформальдегидных смол, синтетических волокон, красителей и лекарственных средств, дезинфицирующих веществ. Пикриновая кислота используется в качестве взрывчатых веществ.