第十一章酚和醌详解

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第十一章酚和醌

第十一章酚和醌
(1)NaOH (2) HCl
O CH2COOH Cl Cl
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D) 酚醚化学性质比酚稳定,不易氧化,而且与HI作 用,分解为酚,此反应可用来保护酚羟基。
OCH3 OH
+
2015/11/28
HI
+
习题13
CH3I
23
克莱森重排
定义:烯丙基芳基醚在高温下可以重排为邻烯 丙基酚或对烯丙基酚,这称为克莱森重排。
X
X
亲核性比醇弱
O O CH3
成酯:
OH + CH3COOH + CH3COCl + (CH3CO)2O
OH + CH3COOH
O
98%H2SO4 4h/55%
O C CH3
乙酸苯酯
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25
在酸催化下,酚与羧酸作用也能生成酯,但比醇 难。通常采用酰氯或酸酐与酚反应。例如:
O C Cl + HO
14
OCH2CH=CH2



OH
200oC
14
OH
CH2CH=CH2



200oC
14
O
CH2CH CH2
190-220C 6h
OH CH2CH CH2
CH2CH=CH2



O H3C
CH2CH CH2 CH3 H3C
OH CH3
CH2CH CH2
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24
(3)酯的生成

OH + HX
对 10.00 10.26 10.21 9.81 9.38 9.26 9.20 7.15

第11章 酚和醌(食品2)

第11章 酚和醌(食品2)
5
2、氯苯水解 、
Cl
+
NaOH
Cu ,20MPa 350~370℃
ONa
HCl
OH
优点: 操作简便,副产物易分离; 优点: 操作简便,副产物易分离; 缺点: 需要高温、 高压反应, 缺点 : 需要高温 、 高压反应 , 且碱对设备的腐蚀严 重,反应困难。 反应困难。 若苯环上连有强吸电子基,水解较易。 若苯环上连有强吸电子基,水解较易。 强吸电子基
OH
H3C CH3 C CH2
OH
+
CH3
浓 H2SO4
(CH3)3C
C(CH3)3
4-甲基 甲基-2,6-二 甲基 二 叔丁基苯酚
20
CH3
酚也较容易发生酰基化反应, 酚也较容易发生酰基化反应,但酚羟基上易发生酯 容易发生酰基化反应 化反应,而使酚的酰基化反应产率较低。 化反应,而使酚的酰基化反应产率较低。
二、酚的制法 1、异丙苯氧化法
O OH
OH
O2 / 过过酸过 110~120℃
稀 H2SO4 75~80℃
O
+
氢过氧化异丙苯 聚合橡胶的引发剂
此法是目前工业生产苯酚最主要 最好的方法 最主要和 的方法, 此法是目前工业生产苯酚最主要和最好的方法, 原料廉价易得,可连续化生产, 原料廉价易得,可连续化生产,副产品丙酮也是常用 的有机试剂、有机溶剂之一。 的有机试剂、有机溶剂之一。
酚过量: 酚过量:
OH
HCHO
2
H or OH
+
-
HO
CH2
OH CH2 或
OH
OH
23
以上中间产物与甲醛、苯酚继续作用, 以上中间产物与甲醛、苯酚继续作用,就可得到 线型酚醛树脂: 线型酚醛树脂:

第11章酚和醌2解读

第11章酚和醌2解读
第十一章 酚和醌
本章主要内容: 1、酚、醌的分 类与命名——掌 握
2、酚、醌的结 构——理解
3、酚、醌的物 理性质——了解
4、酚、醌的化 学性质——掌握
第一节 酚
一、命名
§11-1 酚
酚的命名,一般是在“酚”字前面加上芳环的名 称作母体,再加上其他取代基的名称和位次。
OH

元 酚
CH3
间-甲苯酚
§11-1 酚
B 酚醚的生成 (—威廉森合成p237) 酚金属与烷基化剂在弱碱性溶液中作用可得
二苯基醚可用酚金属与芳卤衍生物作用而得
酚醚与氢碘酸作用,分解而得到原来的酚
有机合成中用来保 护酚羟基 P493
§11-1 酚
C 酯的生成 酚与酸酐或酰氯作用可得
酚与羧酸直接 酯化困难
§11-1 酚
2 .芳环上亲电取代 反应灵敏,可用于苯酚测定。
反应历程:自由基反应
稀硫酸分解
§11-1 酚
2. 从芳卤衍生物制备
注意反应条件!
Cl
ONa
350~370℃,20MPa
+ 2 NaOH
Cu催化剂
+ NaCl + H2O
ONa
OH
反应时的中间体更加稳定--
+ HCl
+ N中aC间l 体的负电荷得到分散
当卤原子的邻位或对位有强的吸电子基时,水解反 应容易进行。
3-甲苯酚
OH
1-萘酚 (a-萘酚)
OH CO2H
邻-羟基苯甲酸
OH
O2N
NO2
NO2
2,4,6-三硝基苯酚 (苦味酸)
HO
SO3H
4-羟基苯磺酸
二、结构

第十一章酚和醌

第十一章酚和醌
• 酚具有酸性的原因——氧原子以SP2(与醇醚不同)杂化轨 道参与成键,它的一对未共用电子的P轨道与苯环的6个P轨 道平行,并且共轭,氧原子的负电荷分散到整个公轭体系中, 氧的电子云密度降低,减弱了O-H键,氢原子容易离解成为 质子。 酚具有极高的亲电反应活性的原因——氧原子的P电 子分散到苯环上,增加了苯环的电子云密度,加强了亲电反 应活性。
OH
OH
OCH3
OH COOH
CHO
OH
萘 酚 邻 甲 氧 基 苯 酚 邻 羟 基 苯 甲 酸 对 羟 基 苯 甲 醛 萘 酚 o-甲 氧 基 苯 酚
11.2 酚的制法
11.2.1 从异丙苯制备
CH3-CH-C3H
CH3
+ C3H-CH=C2HH2SO4
O2,过。 氧化物
110 C
C-O-O-H CH3
酚的氢键
IR谱图特征: O-H伸缩振动:3520-3100cm-1(强峰、宽峰)
酚C-O伸缩振动:1230cm-1 ;醇C-O伸缩振动:10501200cm-1
苯环呼吸振动:1600、1580、1500、1460 cm-1
苯酚的红外光谱
对甲苯酚的红外光谱
11.4 酚的化学性质
11.4.1 酚羟基的反应 (1)酚的酸性——O-H键容易离解。 • 极高的亲电反应活性——O-H基对苯环的供电性。
OH
ONa
+ NaOH(5%)
问题1:酚的酸性到底有多大?
+ H2O
CO2
OH
£¨»ë × Ç £©
O H+N a 2 C O 3 ( 5 % ) 不 溶 说 明 酚 的 酸 性 比 碳 酸 弱 !
O H+N a O H ( 5 % ) 溶 说 明 酚 的 酸 性 比 醇 强 。 ¡

第十一章 酚和醌

第十一章 酚和醌

(一) 酚一.酚的分类和命名根据羟基所连芳环的不同,酚类可分为苯酚、萘酚、蒽酚等。

根据羟基的数目,酚类又可分为一元酚、二元酚和多元酚等。

酚的命名是根据羟基所连芳环的名称叫做“某酚”,芳环上的烷基、烷氧基、卤原子、氨基、硝基等作为取代基,若芳环上连有羧基、磺酸基、羰基、氰基等,则酚羟基作为取代基。

例如:1-萘酚 或 α-萘酚 苯酚(石炭酸) 4-乙基苯酚 5-甲氧基-2-溴苯酚2,4,6-三硝基苯酚 3-甲基-4-羟基苯磺酸 1,3,5-苯三酚 1,2,3-苯三酚 (苦味酸) (均苯三酚) (连苯三酚)二.酚的物理性质常温下,除了少数烷基酚为液体外,大多数酚为固体。

由于分子间可以形成氢键,因此酚的沸点都很高。

邻位上有氟、羟基或硝基的酚,分子内可形成氢键,但分子间不能发生缔合,它们的沸点低于其间位和对位异构体。

纯净的酚是无色固体,但因容易被空气中的氧氧化,常含有有色杂质。

酚在常温下微溶于水,加热则溶解度增加。

随着羟基数目增多,酚在水中的溶解度增大。

酚能溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。

三.酚的化学性质酚和醇具有相同的官能团,但酚羟基直接与苯环相连,氧原子的p 轨道与芳环的π轨道形成p —π共轭体系,导致氧原子的电子云密度降低,使得碳氧键的极性减弱而不易断裂,不能像醇羟基那样发生亲核取代反应或消除反应。

同时,酚羟基中氧原子的电子云密度降低致使氧氢键的极性增加,与醇相比,酚的酸性明显增强。

另外,由于酚羟基的给电子效应,使苯环上的电子云密度增加,芳环上的亲电取代反应更容易进行。

OH OH OH 2H 5OHBrCH 3OOHOHOHNO 2O 2N2SO 3H CH 3HOOHHOOH苯酚中p-π共轭示意图综上所述,酚的主要化学性质可归纳如下:1.酸性酚类化合物呈酸性,大多数酚的pKa 都在10左右,酸性强于水和醇,能与强碱溶液苯酚的酸性比碳酸弱,能溶于碳酸钠溶液,但不能溶于碳酸氢钠溶液,在苯酚钠的溶液中通入二氧化碳能使苯酚游离出来。

大学有机化学第十一章酚醌详解演示文稿

大学有机化学第十一章酚醌详解演示文稿

11.2.3 从芳磺酸制备
+ 浓H2SO4
NaOH(固体)
320。C
SO3H NaOH(溶液)
ONa H+
OH
SO3Na
+ 浓H2SO4 160。C
NaOH(固体) 熔融
ONa H+
SO3H NaOH(溶液) OH
SO3Na
11.2.4 从芳胺制备
芳胺经重氮化反应后,重氮基被羟基取代,得到酚。
NH2 Br
苯酚的卤代反应是亲电的离子型反应,在有利于X-X 键异裂的极性介质中或催化剂存在下更容易进行。
若想得到一元溴代产物,反应须在低温和非极性 溶剂下进行:
OH
+ Br2 CS02-o5r。CCCl4
OH
+ Br
67%
OH Br + HBr
33%
(2) 硝化
一元硝化:
OH
OH
Hale Waihona Puke OH稀H。NO325 C
NO2
先出现的为主官能团,其余为取代基,依次列出,尽
量使取代基位次和最小。
OH
OH
OH
OH
苯酚
CH3
NO2
间甲苯酚 对硝基苯酚
m-甲苯酚 p-硝基苯酚
萘酚 萘酚
OH
OH
OCH3
萘酚 邻甲氧基苯酚 萘酚 o-甲氧基苯酚
OH COOH
邻羟基苯甲酸
CHO
OH 对羟基苯甲醛
芳醇的命名与脂肪醇相似,将苯环作为取代代基。例如:
不溶
说明酚的酸性比碳酸弱!
OH + NaOH(5%) OH + NaOH(5%)
溶 不溶

有机化学第11章酚和醌

有机化学第11章酚和醌

O OC
苯甲酸苯酯
O
CH3 C
OH +
O
H3C C
O
乙酸酐
15%NaOH 30~40℃
O O C CH3
乙酸苯酯
15
(4)与三氯化铁的显色反应
6
+ OH
FeCl3
F [ e(O
+ ] )6 3- 6H+ +3Cl
蓝紫色
酚 苯酚 显色 蓝紫色
邻苯 二酚 深绿色
对苯 二酚 暗绿色
均苯 三酚
紫色
β-萘酚 绿色
+CH3OSO3Na
O
+ NaBr
酚醚化学性质稳定,醚中的C-O很难断开,但与
浓HI作用时,可使醚键断开,生成酚和碘甲烷。
O CH3
+ HI
OH
+ CH3I ——保护酚羟基
14
(3)酚酯的生成
酚与羧酸直接酯化比较困难,需要用反应活性 更强的酸酐或酰氯反应。
O
OH + Cl C
苯甲酰氯
10%NaOH 40~45℃
ONa
O2N
OH
100℃
NO2
NO2
NO2
6
3、磺化碱熔法 ——芳磺酸盐和NaOH共熔
S O3Na
ONa
NaOH 熔融 300~320℃
OH
酸化
优点:此法是较早的生产方法,苯酚的收率高、 质量好、生产设备简单;
缺点:反应流程复杂、且生产不连续,消耗大 量的硫酸和烧碱,不宜大规模生产。
目前,仅用来生产萘酚和间苯二酚。 7
pKa 17
15.7Biblioteka 106.38注意:苯酚不能与NaHCO3反应; 应用:分离或鉴别醇或酚与羧酸。

第十一章_酚和醌

第十一章_酚和醌
1. 从异丙苯制备
2. 从芳卤衍生物制备 4. 从芳胺制备
无水AlCl3 + CH3CH=CH2 85-95 0C
CH3 CH
O2(air)
CH3 110-120 0C
CH3 10%H2SO4
C OOH CH3
90 0C
OH + CH3COCH3
氢过氧化异丙苯重排还可用
CH2 CH n
强酸性离子交换树脂为催化剂
酚的碱性比醇弱,不能直接与酸成 酯;只能与酰卤和酸酐成酯。
OH
+ CH3COCl
N
OCOCH3
H3C
CH3
H3C
OH CO2H
+ (CH3CO)2O
浓 H2SO4 60 0C
CH3 75%
OCOCH3 CO2H
2.芳环上的反应
OH
O-
OH:邻对位 定位基
O-是比OH- 更强的定位基
因此,a)苯酚比苯易于亲电取代,条件更温 和,甚至要加以控制。b)往往发生多取代。
第十一章 酚和醌
第一节 酚
(一)酚和芳醇的分类、命名
1.羟基连在芳环上为酚。 2.根据羟基数目分一元酚和多元酚。 3.命名时常以芳基名称加“酚”; 4.如遇“位次”高的取代基,羟基变为取代基。
一元酚:
OH
OH
OH
OH
Cl
苯酚 3-氯苯酚 (石炭酸) 间氯苯酚
NO2
CH3
4-硝基苯酚 5-甲基-1-萘酚
OH
OH
OH
OH
CH2
CH2
+
n CH2
OH
CH2
OH n CH2OH
OH
OH
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如下所示。
OH
O-
取代酚酸性的强弱与取代基的性质有关。
当苯环上连有吸电基时,由于吸电子的共轭和/或诱 导效应的影响,羟基氧原子上的电子密度降低,因此酸性 增加。
2020/9/22
18
例如,硝基苯酚的酸性比苯酚强,见下表所示。
相反,当苯环上连有供电基时,因不利于羟基氧原 子上电荷的分散,故酸性降低。
OH + NaCl
OH +
Na2CO3
X
利用醇、酚与NaOH和NaHCO3反应性的不同,可鉴别
和分离酚和醇。习题5 Nhomakorabea2020/9/22
17
苯酚具有酸性,是由于羟基氧原子上的未共用电子 对所在的p轨道与苯环的π轨道构成共轭体系,由于共轭 效应的影响,氧原子上的电子发生离域,使得羟基中的 氢原子容易以质子形式离去,同时生成苯氧负离子;也 由于共轭效应的影响,氧原子上的负电荷分散到苯环上, 使得苯氧负离子得到稳定。
OH OCH3
愈创木酚
CH(CH3)2
香芹酚
习题1
2020/9/22
11
二.酚的物理性质
在常温下,除极少数烷基酚是液体外,大多数酚是无 色晶体。
与醇相似,由于羟基的存在,酚分子间或酚与水分 子间也能形成氢键,因此,酚的沸点和熔点也都比相对分 子质量相近的烃高,在水中也有一定的溶解度。
2020/9/22
2020/9/22
5
在酚分子中,酚羟基的氧原子是sp2杂化,它以一个 sp2杂化轨道与苯环上碳原子的一个sp2杂化轨道形成 C-O σ键;以一个sp2杂化轨道与氢原子的 1s轨道形成O-H σ 键;另一个sp2杂化轨道为一对未共用电子所占据。
另一对未共用电子所占据的p轨道,与芳环的π轨道在 侧面相互交盖构成p,π-共轭体系。
由于p,π-共扼效应的影响,氧原子上的电子云密度 向苯转移,不仅使C-O键增强而较难断裂(与醇分子中的CO键相比);同时芳环上的电子云密度增高,而有利于环上 的亲电取代反应;
另外,也使得羟基中的O-H键减弱,而有利于羟基中 氢原子的解离。现以苯酚为例,其结构如图所示。
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6
结构与反应性
OH
OH
CH3
NO2
3-硝基苯酚
2-甲基-1-萘酚
(间硝基苯酚) (β-甲基-α-萘酚)
非取代酚的命名,羟基作为取代基,按“多官能团 化合物的命名”原则命名。例如:
OH OH
CHO
邻羟基苯甲醛 (水杨醛)
SO3H
对羟基苯磺酸
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10
有些酚有俗名。例如:
OH
OH
OH
石炭酸
CH3 OH
儿茶酚
而醇则不存在这种共轭效应,因此,醇羟基中的氢 原子较难离去,故酚的酸性比醇强。
例如,苯酚可与氢氧化钠水溶液作用,生成苯酚钠。
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习题7 15
酸性比水强但比碳酸弱
OH + NaOH
ONa + H2O
CO2
OH + NaHCO3
酸性: H2CO3 > PhOH > H2O > ROH pKa : 6.38 ~10 15 16~19
常见酚的物理常数见p252表11-1。
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13
三、酚的化学性质
酚发生化学反应的主要部位如下所示:
1. 酚羟基中氢原子的反应 2、芳环上的反应 3. 与三氯化铁的显色反应 4. 缩合反应
5. 还原 6. 氧 化
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14
1. 酚羟基中氢原子的反应
(1)酸性
与醇相比,酚也含有羟基,故也显示弱酸性。但又 与醇不同,由于酚分子中p,π-共轭效应的影响,氧氢键 减弱,有利于氢原子以质子形式离去,同时形成稳定的 芳氧负离子。
12
由于酚的极性比相应的饱和醇稍大些,酚分子之 间以及酚与水分子之间形成的氢键比相应的醇强,因 此,酚的沸点、熔点和在水中的溶解度均比相应的醇 高。
一元酚稍溶或不溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有 机溶剂。随着分子中羟基的增多,多元酚在水中的溶 解度增加。由于酚易被氧化,故酚因含有被氧化物质 而往往带有颜色。
OH
OH
一元酚
苯酚
多元酚 HO
OH
1,4-苯二酚
1-萘酚(α-萘酚)
OH HO
OH
1,3,5-苯三酚(间苯三酚)
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8
3. 命名
酚的命名是在芳环名称之后加上“酚”字,如上述苯 酚、1-萘酚。
当芳环上有多个官能团时,首先根据官能团的优先次 序确定母体,此时有两种情况:
(1)当在芳环上所有的官能团中,羟基是优先官能团 时,这类化合物称为取代酚。
当酚的邻对位上有强吸电子基时,酸性增强
OH
O2N
NO2
苦味酸 pKa ≤1
NO2
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16
故酚可溶于NaOH但不溶于NaHCO3,不能与Na2CO3、 NaHCO3作用放出CO2,反之羟基通CO2于酚钠水溶液中, 酚即游离出来。
OH + NaOH
CO2+ H2O
ONa
HCl
OH + NaHCO3
第十一章 酚和醌
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1
教学目的∶
1.掌握酚、醌的分类及其命名法。 2.理解氢键对熔点,沸点,水溶性等的影响。 3.掌握酚、醌的结构特点,比较醇和酚的酸性。 4.掌握酚、醌的化学性质。 5.了解酚、醌的制备方法。
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2
本章内容
第一节 酚 第二节 醌
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3
第一节 酚
❖ 一、酚的结构、分类和命名 ❖ 二、酚的物理性质 ❖ 三、酚的化学性质 ❖ 四、酚的制法与用途
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4
一、酚的结构、分类和命名
羟基直接和芳环相连的化合物称为酚。 羟基也是酚的官能团,因此,酚与醇有某些共性。 1.酚的结构 酚的结构可用共振式表示:
由于羟基上的电子 向苯环中分散,苯酚的 偶极矩的方向与醇相反:
难易
-
O H
-
-
O上的未公用
电子与苯环
共轭(p-π)
sp2
H
.
O.
1.6D
a C-O键加强 不发生OH的亲核取代
b O-H削弱,极性强 H的酸性比醇强
c 电子云向苯环转移 邻对位亲电取代活性增大
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7
2. 酚的分类 根据芳环上所连接的羟基数目不同, 酚可分为一元酚、二元酚、三元酚等,二元和二元以上 的酚又称多元酚。例如:
(2)若羟基不是优先官能团,则这些化合物不属于取 代酚,它们将根据优先官能团,分属不同类型化合物。
取代酚的命名,是以酚作为母体,其他官能团和基团 均作为取代基,取代基的位次和名称放在母体名称之前 (取代基排列的顺序仍按次序规则的规定)。例如:
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9
OH NH2
2-氨基苯酚 (邻氨基苯酚)
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