酚醌PPT课件
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第十章酚、醌
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
OH
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。
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:
OH + CH3Br
O
OH
O CH3 +
OH
H2O
+
Br
= =
OH +
CH3O S OCH3 O
O
CH3 +
CH3OSO2O
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。
OCH2CH =CH2
200℃
OH CH2CH =CH2
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。
* O O
*
O H *
OH
* CH2CH =CH2
OH
O
_ _
OH CHO H+
_
第10章 酚、醌
OH CH3
邻甲基苯酚 o-methylphenol
OH OH
OH
OH
邻苯二酚 o-benzenediol 对苯二酚 p-benzenediol
OH OCH3 CH2CH CH2
4-烯丙基 甲氧基苯酚 烯丙基-2-甲氧基苯酚 烯丙基 4-allyl-2-methoxyphenol
OH
OH
α-萘酚 萘酚 α-naphthol
磺化法: 磺化法:
SO3H
浓HSO4 2 170℃
SO3Na + SO2 + H2O
Na2SO3
SO3Na
( NaOH s) 350℃
ONa
SO2,H2O
OH + Na2SO3
异丙苯法: 异丙苯法:
H
COOH CH3
120 CH3 100~ ℃
CH3 COOH H2O,H2SO4 CH3
OH O2N NO2
pKa 0.71
OH
NO2
CH3
10.29
的显色反应: 与FeCl3的显色反应:
6C6H5OH+ FeCl3
H3[Fe(OC6H)6]+3HCl 5
紫色
不同的酚所产生的颜色不相同, 不同的酚所产生的颜色不相同,这个反应常用于各 种酚的定性检验。 种酚的定性检验。 具有烯醇式结构的化合物都可发生这样的显色反应, 具有烯醇式结构的化合物都可发生这样的显色反应, 苯酚也可看作是烯醇式结构的化合物。 苯酚也可看作是烯醇式结构的化合物。
红外光谱: 红外光谱: O—H键的伸缩振动吸收:在3700~3200cm键的伸缩振动吸收: 键的伸缩振动吸收 1 未形成氢键的羟基伸缩振动:3700-3500cm-1形成氢键的 形成氢键的 未形成氢键的羟基伸缩振动 羟基伸缩振动:3500-3200 羟基伸缩振动:3500-3200cm-1。 :3500 。 邻苯二酚的羟基有两个吸收峰: 邻苯二酚的羟基有两个吸收峰: 3470 cm-1是羟基 做氢键受体的峰,3320 cm-1是羟基 是羟基O做氢键受体的峰 做氢键受体的峰, H作氢键予体的吸收峰。 作氢键予体的吸收峰。 作氢键予体的吸收峰
有机化学第九章酚和醌PPT课件
酸性
部分醌类化合物具有酸性,能与碱反应生成盐 。
取代反应
在一定条件下,醌类化合物能发生取代反应,引入其他基团。
醌的加成反应
与烯烃的加成
在催化剂作用下,醌能与烯烃发生加成反应,生成相应的醇。
与炔烃的加成
醌也能与炔烃发生加成反应,生成相应的酮。
与氢气的加成
在催化剂存在下,醌能与氢气发生加成反应,生成相应的醇或酮。
醌的加成反应
醌可以与烯烃、炔烃等发生加成反应,生成环状的 化合物,这些化合物在有机合成中具有重要的应用 价值。
醌的取代反应
醌上的羰基可以被卤素、羟基等取代,生成 相应的取代产物,这些取代产物在有机合成 中具有重要的应用。
酚和醌在药物合成中的应用
酚类药物
许多药物分子中含有酚羟基结构,如阿司匹林、对乙酰氨基酚等,这些药物具 有解热镇痛、抗炎等作用。
酚的氧化反应
酚可以被氧化为醌或其他氧化产物,这些氧化产物在有机合成中具 有重要应用,如用于合成染料、药物等。
酚的缩合反应
酚可以与醛、酮等羰基化合物发生缩合反应,生成酚醛树脂等高分子 化合物,用于制备塑料、胶粘剂等。
醌在有机合成中的应用
醌的还原反应
醌可以被还原为酚或其他还原产物,这些还 原产物在有机合成中具有重要应用,如用于 合成香料、药物等。
醌的还原反应
化学还原
使用还原剂(如钠、锌等)可将醌还原为对应的酚。
催化氢化
在催化剂(如铂、钯等)存在下,通过氢气可将醌还 原为酚。
电化学还原
通过电解的方法,可将醌还原为酚或酮。
04
酚和醌的合成方法
酚的合成方法
芳香烃磺化碱熔法
芳香烃与浓硫酸反应生成磺酸,再与碱熔融 得到酚。
最新化学第十章酚和醌
OH
OH
NO2
1)
NO2 NO2
OH
OH
OH
2)
NO2
NO2 O2N
NO2
NO2
NO2
2. 与FeCl3的显色反应
6 C 6 H 5 O H + F e C l3
F e ( O C 6 H 5 ) 63 -+ 6 H + + 3 C l紫蓝色
不同的酚与FeCl3的显不同的颜色,可用于定性分析。
凡具有烯醇结构的化合物,也能与FeCl3发生显色反应。 -C = C-OH
COCH3 COCH3
OH
O
H 分子内氢键
O C CH3
4. 酚醚的形成与Claisen重排
酚与卤代烃在碱性溶液中反应生成酚醚,如:
OH
NaOH +CH3CH2Br H2O
OCH2CH3 + NaBr
OH Cl 30% NaOH +ClCH2COOHreflux4~5h.
OCH2COONa Cl H3O+
ONa
150oC
+CO2 atm
OH COO-H+
OH COOH
salicylic acid 水杨酸
OH COOH + (CH3CO)2O
COOH O-C-CH3 O (Asprine)
OH + CO2
KHCO3 3Mpa
NH2
COOK
OH H+
COOH OH
NH2
NH2 para-amono-salicylic acid
-Cl
PH=10
Cl- -Cl
Cl
Cl
杀菌剂
第十一章酚和醌ppt课件
将磺酸钠盐与氢氧化钠共融,可以得到相应的 酚钠,再经酸化得到酚。
β-萘磺酸
β-萘酚
3、水蒸气蒸馏芳香族重氮硫酸盐水溶液,放出 氮得到苯酚,这种方法在重氮盐部分讲授。
4、由格利雅试剂制备:
三. 酚及其衍生物的反应 1. 酸性
O-
pka
_
O
O
_
OH 10.0
O
_
OH 18.0 O
_
RCOOH H2CO3
但是间硝基氯苯,硝基并不使氯原子相连的 碳原子上增加正电荷(只从共轭效应上解释 ,实际上,由于还有硝基的拉电子的诱导效 应,也使碳原子相连的碳原子增加正电荷, 所以间硝基氯苯也比氯苯易水解)。
另方面从负碳离子(迈深海姆络合物)的稳 定性说明
O,P-硝基氯苯水解反应中间体显然要比m硝基氯苯水解反应中间体稳定。 1、 2、从磺酸制备;
CHCH2 O
第十六章 酚和醌
一. 结构、命名与物性
sp2
H
.
O.
1.6D
I酚
p-共轭 ①苯环上电子云密度增加; ②酚羟基氢的离解能力增强。
OH
COOH
CH3CHCH2OH
Cl
CH3
O2N
OH
OH
5-甲基-2-萘酚 5-硝基-3-羟基-2-氯苯甲酸 2-(3-羟基苯基)-1-丙醇
• 物性与结构的关系。(自学)
二、酚的制法:
ONa
OH
150oC
+ CO2 atm
OH COOH + (CH3CO)2O
COO-H+
OH COOH
salicylic acid COOH
O-C-CH3 O (Asprine)
OH + CO2
β-萘磺酸
β-萘酚
3、水蒸气蒸馏芳香族重氮硫酸盐水溶液,放出 氮得到苯酚,这种方法在重氮盐部分讲授。
4、由格利雅试剂制备:
三. 酚及其衍生物的反应 1. 酸性
O-
pka
_
O
O
_
OH 10.0
O
_
OH 18.0 O
_
RCOOH H2CO3
但是间硝基氯苯,硝基并不使氯原子相连的 碳原子上增加正电荷(只从共轭效应上解释 ,实际上,由于还有硝基的拉电子的诱导效 应,也使碳原子相连的碳原子增加正电荷, 所以间硝基氯苯也比氯苯易水解)。
另方面从负碳离子(迈深海姆络合物)的稳 定性说明
O,P-硝基氯苯水解反应中间体显然要比m硝基氯苯水解反应中间体稳定。 1、 2、从磺酸制备;
CHCH2 O
第十六章 酚和醌
一. 结构、命名与物性
sp2
H
.
O.
1.6D
I酚
p-共轭 ①苯环上电子云密度增加; ②酚羟基氢的离解能力增强。
OH
COOH
CH3CHCH2OH
Cl
CH3
O2N
OH
OH
5-甲基-2-萘酚 5-硝基-3-羟基-2-氯苯甲酸 2-(3-羟基苯基)-1-丙醇
• 物性与结构的关系。(自学)
二、酚的制法:
ONa
OH
150oC
+ CO2 atm
OH COOH + (CH3CO)2O
COO-H+
OH COOH
salicylic acid COOH
O-C-CH3 O (Asprine)
OH + CO2
有机化学第十一章酚与醌PPT讲稿
*11.2.4 . 重氮盐法制备
NH2
+ N2HSO4-
OH
NaNO2 H2SO4
H3O+
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§ 11.3 酚的物理性质
•状态 多数酚为无色晶体,少数烷基酚(如间甲酚)为高
沸点液体
•颜色 酚大多无色,但在空气中易被氧化而呈粉红色或
红色
•溶解度
——微溶或不溶于水。原因:A、酚分子间能形成氢键; 基在分子中占有较大的比例 ——多元酚在水中的溶解度随羟基数目的增多而增大 ——酚能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
碱催化:
O-
OH
O
1) OH-
+ R C H 2) H+
R CH OH
酸催化:
OH
OH
H
H+
+R C O
R CH OH
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OH HCHO
OH or
OH CH2OH
CH2OH
O
H+
2
OH + CH3 C CH3
HO
-H2O
CH3
C
OH
CH3
11.4.2 与三氯化铁的显色反应
ONa + CH3OSO2OCH3
OCH3 + CH3OSO2ONa
二芳基醚可由酚钠与芳卤在铜催化下加热制得(航空燃料的稳定剂)
ONa +
Br
Cu
210℃
O 二苯醚
+ NaBr
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•酚羟基的保护
酚醚化学性质稳定,但与氢碘酸作用可分解为原来的酚。有机合成中先将酚羟 基转变为酚醚,再进行反应,反应终了再将酚醚分解为相应的酚,故常用酚醚保 护酚羟基。
有机第9讲酚和醌
OH
Bu-t OH
Br
Br
(100oC除Br原子)
去卤顺序 I>Br(Cl不行) 对位 > 邻位
2 酚的磺化
15-25oC
OH
H2SO4(浓)
OH SO3H
80-100oC HO
SO3H
H2SO4(浓) 80-100oC
OH SO3H
SO3H
OH
H2SO4(稀) 回流
应用:1 定位; 2 芳核位置保护基;3 引入酚羟基。
酚的酸性因芳环上连接了吸电子基而加强, 连接了斥电子基而减弱。
X
O
一 酸性
苯环上的取代基对酚酸性强弱的影响
电子效应的影响: 吸电子基团使酸性增强,给电子基团使 酸性减弱。
空间效应的影响: 空阻减弱溶剂化作用(溶剂化作用有利于 酚羟基的离解),从而使酸性减弱。
OH
>
NO2
pka 7.15
实例
OH NO2 >
OH NO2
7.22
8.39
O2N
NO2 OH
4.09
O2N
NO2 OH
NO2
pka 0.25
OH
(CH3)3CCH2
CH2C(CH3)3
CH2C(CH3)3
酸性极弱
二 成醚反应和克莱森重排
1. 酚的成醚反应
定义:酚在碱性溶液中与卤代烃作用生成芳香醚的反应。
CH3CH2Br
NaOH H2O
OH +
95%
OH O
CH3
五 Reimer-Tiemann瑞穆尔--悌曼反应
定义:酚与氯仿在碱性溶液中加热生成邻位
及对位羟基苯甲醛的反应称为瑞穆尔--悌曼反应。
化学第十章 酚与醌
OH
O
H 分子内氢键
O C CH3
4. 酚醚的形成与Claisen重排
酚与卤代烃在碱性溶液中反应生成酚醚,如:
OH
NaOH +CH3CH2Br H2O
OCH2CH3 + NaBr
OH Cl 30% NaOH +ClCH2COOHreflux4~5h.
OCH2COONa Cl H3O+
Cl
Cl
OCH2COOH Cl
H OH
Br
Br
H
H
Br O Br
-HBr OH-
-HBr OH-
O Br
O
O Br
Br O
Diels-Alder反应 O
+
O
O
O
+
O
O
O
O
O O
亲核加成
O
NH2OH
O
NH2OH
N-OH
O
N-OH
N-OH
对苯醌单肟
对苯醌二肟
与其它氨的衍生物也能发生反应。
与格氏试剂的反应
(1) RMgI (2)H2O
OH
O
OH AgBr
+ Ag + HBr
OH
AgBr
O + Ag + HBr
OH
O
利用对苯二酚的强还原性,在照相术中作显影剂;还可用作 高分子单体的阻聚剂。
在人体代谢作用的中间产物中,如从蛋白质获得的某些物质 发现其中有邻苯二酚,它们被氧化为黑色素,给予皮肤、头 发和眼睛以颜色。如:
CH2-CH-COOH
醌醇
H+ 重排
OH R
OH
O
H 分子内氢键
O C CH3
4. 酚醚的形成与Claisen重排
酚与卤代烃在碱性溶液中反应生成酚醚,如:
OH
NaOH +CH3CH2Br H2O
OCH2CH3 + NaBr
OH Cl 30% NaOH +ClCH2COOHreflux4~5h.
OCH2COONa Cl H3O+
Cl
Cl
OCH2COOH Cl
H OH
Br
Br
H
H
Br O Br
-HBr OH-
-HBr OH-
O Br
O
O Br
Br O
Diels-Alder反应 O
+
O
O
O
+
O
O
O
O
O O
亲核加成
O
NH2OH
O
NH2OH
N-OH
O
N-OH
N-OH
对苯醌单肟
对苯醌二肟
与其它氨的衍生物也能发生反应。
与格氏试剂的反应
(1) RMgI (2)H2O
OH
O
OH AgBr
+ Ag + HBr
OH
AgBr
O + Ag + HBr
OH
O
利用对苯二酚的强还原性,在照相术中作显影剂;还可用作 高分子单体的阻聚剂。
在人体代谢作用的中间产物中,如从蛋白质获得的某些物质 发现其中有邻苯二酚,它们被氧化为黑色素,给予皮肤、头 发和眼睛以颜色。如:
CH2-CH-COOH
醌醇
H+ 重排
OH R
OH
第十章酚和醌
OH NO2
NO2
NO2
硝基使中间体的负电荷分散,
使中间体的稳定性增加,有 利于水解进行。
此法的优点是原料价格便宜。
4. 重氮盐法
NH2 NaNO2 H2SO4
+N2HSO4H3O+
OH
酚的应用
酚的用途很广,是有机合成的重要原料,可用来制备 高分子材料、药物、农药、染料、炸药等。
酚类化合物对生物体有一定的毒性,可用作防腐剂、 消毒剂和杀菌剂。另外,由于酚类化合物容易氧化, 也常作抗氧剂。
SO3H
应用:1 定位; 2 芳核位置保护基;3 引入酚羟基。
4、付-克反应
OH
CH3
+ CH3-C=CH2
CH3
OH
H2SO4 (CH3)3C-
-C(CH3) 3
CH3
OH
+ CH3COCl
OH
BF3 95%
O=C-CH3
苯酚与邻苯二甲酐在浓硫酸催化下生成酚酞:
OH
+
HO O
C
H2SO4
O
C
O
+ CO2 + H2O
ONa
+ H2O
OH
+ NaHCO3
苯氧负离子的负电荷通过离域体系而得到更好地分散,如 图所示:
_
O
O
_
O
O
_
_
下列物质的酸性比较:
R C O O H H 2 C O 3
O H H 2 O R O H
p k a ~ 5
6 .4
1 0 .0
1 5 .7 1 6 ~ 1 9
取代酚的酸性,与环上取代基的性质及其在环上
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
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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第十章 酚 醌
第一节 酚 第二节 醌
第一节 酚
一、 酚的结构和命名
* 结构 羟基直接连在苯环上称为酚。酚羟基和芳
环上SP2杂化的碳原子相连。如果醇中羟基与 CSP2相连,就是烯醇。烯醇一般不稳定,很易 互变为醛或酮,而酚则很稳定。这是由于酚羟 基氧原子上未共用电子对和苯环π电子云形成 P-π共轭的缘故。
在空气中就能慢慢被氧化而变成微红色。
● 苯酚用重铬酸钾和硫酸氧 化,得到黄色的对苯醌。
● 多元酚更溶易被氧化。 此反应可做为照相的显影剂。
(1)
* 与三氯化铁的显色反应 不同的酚与三氯化铁作用,产生的颜色各
异,通常是水红、蓝紫或绿色,酚的显色反应 常用于酚类的定性检验。
醇与FeC13不发生反应,但烯醇的结构与酚很 相似,也能显色,通常显褐色,红色或红紫色。
而醇却可以,如:
* 酚羟基的反应 ● 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。
酚的酸性(Pka =10)比醇(Pka=17)强, 除可与金属钠反应外,还能与氢氧化钠溶液 起中和反应,生成可溶于水的酚钠。
● 命名举例:
二、 酚的制备
* 从异丙苯制备 这是日前工业上大量生产苯酚的方法。
* 从芳卤衍生物制备
连在苯环上的卤原子很不活泼, 很难水解,需要高温、高压。但当 卤原子的邻位或对位有强的吸电子 基时,水解反应才比较容易进行。 因此,由芳卤衍生物水解制酚的方 法有一定的局限性。
* 从芳磺酸制备 将芳磺酸钠盐与氢氧化钠共熔(称为碱
醌是环状的共轭 二烯二酮。无芳香性, 苯醌只有两个异构 体—邻苯醌和对苯醌。 即:
* 制法 邻苯醌和对苯醌可用相应的二元酚氧化制
得。苯醌也可用苯胺氧化制得:
* 性质 苯醌分子中共有两个羰基,两个双键,它即
可发生羰基反应,又可发生C=C双键反应,由于 具有共轭双键,因此也可发生1.4-加成。
● 碳碳双键加成
苯酚与溴水的反应常用于苯酚的定性检验 和定量测定。
(2)在低温下,于非极性溶剂中,控制溴不过 量,可生成一元取代物。
(3)不用溶剂,控 制不同温度和氯用量, 可生成对氯苯酚和邻 氯苯酚。
(4)在水溶液中,特 别是PH=10时,即使 用不到3mol的氯,也 能得到2、4、6-三氯 苯酚。
● 硝化反应 苯酚的硝化在室温下即可进行,但因苯酚
熔),可以得到相应的酚钠,再经酸化,即得 相应的酚。
三、酚的物理性质 酚大多数为结晶固体,少数
烷基酚为高沸点液体。酚的沸点 和熔点都比相对分子量相近的烃 高。酚微溶于水,能溶于酒精, 乙醚< + 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:
● 酚醚的生成
与醇相似,酚也可成醚,但 与醇又有不同之处,即酚不能分 子间脱水生成醚。通常由酚金属 与烷基化剂在弱碱性溶液中作用 而得。
酚醚与氢碘酸作用,可分解成原来的酚:
● 酯的生成(比醇难)
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:
● 1,4-加成 ● 羰基加成
● 还原:
对苯醌与对苯二酚可以通过还原与氧化反应 而互相转变,用此反应可解释对苯二酚与FeCl3反 应所出现的现象。
二、蒽醌 蒽醌有9种异构体其中最重要的是9、10-蒽醌 (蒽醌)。制法:
* 性质
● 蒽醌不溶于水,可溶于浓硫酸。将溶有蒽 醌的硫酸溶液用水稀释,蒽醌即析出借此 可使杂质分离。
* 命名 ● 一般以苯酚为母体。苯环上连接的其它基团作
为取代基。环上连有取代基时,按取代基排列 次序的先后选择母体。当取代基的序列优于羟 基时,则把羟基作为取代基。取代基序列如下:
-COOH,-SO3H,-COOR,-COX,-CONH2, -CN,-CHO, C=O,-OH(醇), -OH(酚), -SH,-NH2,-OR,-SR。
常见的酚与FeCl3溶液作用所显的颜色如下所示:
酚 苯酚
与FeCl3显 色
蓝紫色
酚 与FeCl3显 色
间苯二酚 蓝紫色
对甲苯酚 兰色
连苯三酚 淡红棕色
间甲苯酚 蓝紫色 偏苯三酚 蓝绿色
对苯二酚 暗绿色晶 体
邻苯二酚 深绿色
α-萘酚 β-萘酚
紫红色沉 淀
绿色沉淀
第二节 醌
一、苯醌 * 苯醌的结构及异构
● 蒽醌很稳定,不易被氧化,但在保险粉(低 亚硫酸钠Na2S204)的碱溶液中可被还原生成9, 10-二羟基蒽的血红色溶液。但此溶液易被空 气氧化而褪色并又析出蒽醌,这个性质常用来 检验蒽醌的存在。
易被氧化,故产率较低。
苯酚硝化得到的是邻硝基苯酚和对硝基苯 酚的混合物,由于
故可借助水蒸气蒸馏将二者分开。
● 磺化反应
● 烷基化和酰基化反应 (1)烷基化反应
一般酚的烷基化反应是用醇或烯烃为烷基化试 剂,以浓 H2SO4为催化剂。
(2)酰基化反应
* 氧化反应 酚很溶易被氧化,如苯酚是无色针状固体,
(3)苯环上邻、对位含有供电子基时,可使取 代苯氧负离子不稳定,所以酸性降低;苯环上含 有吸电子基时,可使取代苯氧负离子更稳定,使 酸性增强。如,含有硝基时,苯酚的邻对位上硝 基越多,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。
* 芳环上的亲电取代反应 ● 羟基是很强的邻、对位定位基可使苯环活化,
比苯易发生亲电取代反应。
● 卤化反应 (1) 酚与溴水作用。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。若在 邻对位上有磺酸基存在时,也可同时被取代。
(1)
但酚的酸性比碳酸(Pka=6.38)弱,所以 通 C02于酚钠水溶液中,酚即游离出来。
上述反应可用于鉴别、分离提纯。如: 如何除去环己醇中含有的少量苯酚?
OH
水层
NaOH
OH
有机层
O Na 通入CO 2 OH
OH
讨论: (1)难溶或不溶于水的醇也不溶于NaOH,所以
用此性质可区别醇和酚。
(2)难溶或不溶于水的酚也不溶于NaCO3(5%), 因此可用此性质区别酚和酸。
第一节 酚 第二节 醌
第一节 酚
一、 酚的结构和命名
* 结构 羟基直接连在苯环上称为酚。酚羟基和芳
环上SP2杂化的碳原子相连。如果醇中羟基与 CSP2相连,就是烯醇。烯醇一般不稳定,很易 互变为醛或酮,而酚则很稳定。这是由于酚羟 基氧原子上未共用电子对和苯环π电子云形成 P-π共轭的缘故。
在空气中就能慢慢被氧化而变成微红色。
● 苯酚用重铬酸钾和硫酸氧 化,得到黄色的对苯醌。
● 多元酚更溶易被氧化。 此反应可做为照相的显影剂。
(1)
* 与三氯化铁的显色反应 不同的酚与三氯化铁作用,产生的颜色各
异,通常是水红、蓝紫或绿色,酚的显色反应 常用于酚类的定性检验。
醇与FeC13不发生反应,但烯醇的结构与酚很 相似,也能显色,通常显褐色,红色或红紫色。
而醇却可以,如:
* 酚羟基的反应 ● 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。
酚的酸性(Pka =10)比醇(Pka=17)强, 除可与金属钠反应外,还能与氢氧化钠溶液 起中和反应,生成可溶于水的酚钠。
● 命名举例:
二、 酚的制备
* 从异丙苯制备 这是日前工业上大量生产苯酚的方法。
* 从芳卤衍生物制备
连在苯环上的卤原子很不活泼, 很难水解,需要高温、高压。但当 卤原子的邻位或对位有强的吸电子 基时,水解反应才比较容易进行。 因此,由芳卤衍生物水解制酚的方 法有一定的局限性。
* 从芳磺酸制备 将芳磺酸钠盐与氢氧化钠共熔(称为碱
醌是环状的共轭 二烯二酮。无芳香性, 苯醌只有两个异构 体—邻苯醌和对苯醌。 即:
* 制法 邻苯醌和对苯醌可用相应的二元酚氧化制
得。苯醌也可用苯胺氧化制得:
* 性质 苯醌分子中共有两个羰基,两个双键,它即
可发生羰基反应,又可发生C=C双键反应,由于 具有共轭双键,因此也可发生1.4-加成。
● 碳碳双键加成
苯酚与溴水的反应常用于苯酚的定性检验 和定量测定。
(2)在低温下,于非极性溶剂中,控制溴不过 量,可生成一元取代物。
(3)不用溶剂,控 制不同温度和氯用量, 可生成对氯苯酚和邻 氯苯酚。
(4)在水溶液中,特 别是PH=10时,即使 用不到3mol的氯,也 能得到2、4、6-三氯 苯酚。
● 硝化反应 苯酚的硝化在室温下即可进行,但因苯酚
熔),可以得到相应的酚钠,再经酸化,即得 相应的酚。
三、酚的物理性质 酚大多数为结晶固体,少数
烷基酚为高沸点液体。酚的沸点 和熔点都比相对分子量相近的烃 高。酚微溶于水,能溶于酒精, 乙醚< + 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:
● 酚醚的生成
与醇相似,酚也可成醚,但 与醇又有不同之处,即酚不能分 子间脱水生成醚。通常由酚金属 与烷基化剂在弱碱性溶液中作用 而得。
酚醚与氢碘酸作用,可分解成原来的酚:
● 酯的生成(比醇难)
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:
● 1,4-加成 ● 羰基加成
● 还原:
对苯醌与对苯二酚可以通过还原与氧化反应 而互相转变,用此反应可解释对苯二酚与FeCl3反 应所出现的现象。
二、蒽醌 蒽醌有9种异构体其中最重要的是9、10-蒽醌 (蒽醌)。制法:
* 性质
● 蒽醌不溶于水,可溶于浓硫酸。将溶有蒽 醌的硫酸溶液用水稀释,蒽醌即析出借此 可使杂质分离。
* 命名 ● 一般以苯酚为母体。苯环上连接的其它基团作
为取代基。环上连有取代基时,按取代基排列 次序的先后选择母体。当取代基的序列优于羟 基时,则把羟基作为取代基。取代基序列如下:
-COOH,-SO3H,-COOR,-COX,-CONH2, -CN,-CHO, C=O,-OH(醇), -OH(酚), -SH,-NH2,-OR,-SR。
常见的酚与FeCl3溶液作用所显的颜色如下所示:
酚 苯酚
与FeCl3显 色
蓝紫色
酚 与FeCl3显 色
间苯二酚 蓝紫色
对甲苯酚 兰色
连苯三酚 淡红棕色
间甲苯酚 蓝紫色 偏苯三酚 蓝绿色
对苯二酚 暗绿色晶 体
邻苯二酚 深绿色
α-萘酚 β-萘酚
紫红色沉 淀
绿色沉淀
第二节 醌
一、苯醌 * 苯醌的结构及异构
● 蒽醌很稳定,不易被氧化,但在保险粉(低 亚硫酸钠Na2S204)的碱溶液中可被还原生成9, 10-二羟基蒽的血红色溶液。但此溶液易被空 气氧化而褪色并又析出蒽醌,这个性质常用来 检验蒽醌的存在。
易被氧化,故产率较低。
苯酚硝化得到的是邻硝基苯酚和对硝基苯 酚的混合物,由于
故可借助水蒸气蒸馏将二者分开。
● 磺化反应
● 烷基化和酰基化反应 (1)烷基化反应
一般酚的烷基化反应是用醇或烯烃为烷基化试 剂,以浓 H2SO4为催化剂。
(2)酰基化反应
* 氧化反应 酚很溶易被氧化,如苯酚是无色针状固体,
(3)苯环上邻、对位含有供电子基时,可使取 代苯氧负离子不稳定,所以酸性降低;苯环上含 有吸电子基时,可使取代苯氧负离子更稳定,使 酸性增强。如,含有硝基时,苯酚的邻对位上硝 基越多,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。
* 芳环上的亲电取代反应 ● 羟基是很强的邻、对位定位基可使苯环活化,
比苯易发生亲电取代反应。
● 卤化反应 (1) 酚与溴水作用。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。若在 邻对位上有磺酸基存在时,也可同时被取代。
(1)
但酚的酸性比碳酸(Pka=6.38)弱,所以 通 C02于酚钠水溶液中,酚即游离出来。
上述反应可用于鉴别、分离提纯。如: 如何除去环己醇中含有的少量苯酚?
OH
水层
NaOH
OH
有机层
O Na 通入CO 2 OH
OH
讨论: (1)难溶或不溶于水的醇也不溶于NaOH,所以
用此性质可区别醇和酚。
(2)难溶或不溶于水的酚也不溶于NaCO3(5%), 因此可用此性质区别酚和酸。