第十章 酚和醌_1

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第10章 酚和醌

第一节 酚

一、 酚的结构及命名

1.结构

酚是羟基直接与芳环相连的化合物(羟基与芳环侧链的化合物为芳醇)。

2.命名

酚的命名一般是在酚字的前面加上芳环的名称作为母体,再加上其它取代基的名称和位次。特殊情况下也可以按次序规则把羟基看作取代基来命名。

二、 酚的物理性质和光谱性质(略)

三、酚的化学性质

羟基即是醇的官能团也是酚的官能团,因此酚与醇具有共性。但由于酚羟基连在苯环上,苯环与羟基的互相影响又赋予酚一些特有性质,所以酚与醇在性质上又存在着较大的差别。

1.酚羟基的反应

(1)酸性

O H

O

+ H

P K a 10≈(不能使石蕊试纸变色)

酚的酸性比醇强,但比碳酸弱。

P K a 17

C H 3CH 2O H H 2CO 3O H

10

6.5

故酚可溶于NaOH 但不溶于NaHCO 3,不能与Na 2CO 3、NaHCO 3作用放出CO 2,反之羟基通CO 2于酚钠水溶液中,酚即游离出来。

O H O N a

O H

O H

+ N aO H

N aH C O 3N aC l

++

C O + H O

O H

N a 2C O 3

+X

利用醇、酚与NaOH 和NaHCO 3反应性的不同,可鉴别和分离酚和醇。

当苯环上连有吸电子基团时,酚的酸性增强;连有供电子基团时,酚的酸性减弱。

(2)与FeCl 3的显色反应

酚能与FeCl 3溶液发生显色反应,大多数酚能起此反应,故此反应可用来鉴定酚。

6A rO H + FeCl 3

[ Fe(O A r)6 ] 3-+ 6H + + 3Cl -

蓝紫色

棕红色

不同的酚与FeCl 3作用产生的颜色不同。与FeCl 3的显色反应并不限于酚,具有烯醇式结构的脂肪族化合物也有此反应。

(3)酚醚的生成

醚不能分子间脱水成醚,一般是由醚在碱性溶液中与烃基化剂作用生成。

O H

O N a

O C H 2R

O C H

3O C H 2C H =C H 2+ N aB r

+ N aB r

+ N aB r 苯甲醚茴香醚苯基烯丙基醚

( )

在有机合成上常利用生成酚醚的方法来保护酚羟基。

(4)酚酯的生成

酚也可以生成酯,但比醇困难。

O H

+ C H 3C O O H

+

O H

C O O H + (C H 3CO )2

O

2465-80℃

O C O C H 3

C O O H + C H 3

CO O H

水杨酸

乙酰水杨酸阿司匹林( )

2.芳环上的亲电取代反应

羟基是强的邻对位定位基,由于羟基与苯环的P-π共轭,使苯环上的电子云密度增

加,亲电反应容易进行。

(1)卤代反应 苯酚与溴水在常温下可立即反应生成2,4,6三溴苯酚白色沉淀。

O H

+ B r 2(H 2O )

O H

B r

B r

B r

+

3H B r

此反应很灵敏,很稀的苯酚溶液(10ppm )就能与溴水生成沉淀。故 此反应可用作苯酚的鉴别和定量测定。

如需要制取一溴代苯酚,则要在非极性溶剂(CS 2,CCl 4)和低温下进行。

O H

+ B r 2

+ 3H B r

O H

B r

C S 2℃

O H

Br

+

(2)硝化 苯酚比苯易硝化,在室温下即可与稀硝酸反应。

O H

+

O H

N 2

O H

N O 2

+

H N O 3

20稀可用水蒸汽蒸馏分开

邻硝基苯酚易形成分子内氢键而成螯环,这样就削弱了分子内的引力;而对硝基苯酚不能形成分子内氢键,但能形成分子间氢键而缔合。因此邻硝基苯酚的沸点和在水中的溶解度比其异构体低得多,故可随水蒸气蒸馏出来。

(3) 亚硝化 苯酚和亚硝酸作用生成对亚硝基苯酚。

O H

O H

N O

N aN O 2,24

O H

N O 2

对亚硝基苯酚(

)80%

上述反应是制得不含邻位异构体的对硝基苯酚的方法。

(4)缩合反应

酚羟基邻、对位上的氢可以和羰基化合物发生缩合反应,例如,在稀碱存在下,苯酚与甲醛作用,生成邻或对羟基苯甲醇,进一步生成酚醛树脂。

3.氧化反应

酚易被氧化为醌等氧化物,氧化物的颜色随着氧化程度的深化而逐渐加深,由无色而呈粉红色、红色以致深褐色。例如:

O H

O

O

对苯醌(棕黄色)

多元酚更易被氧化。

O H

O H

O

O + 2A g + H B r

对苯二酚是常用的显影剂。酚易被氧化的性质常用来作为抗氧剂和除氧剂。

第二节 醌

一、醌类化合物的分类和命名

醌是一类具有共轭体系的环状不饱和二酮类化合物,醌类化合物可由相应的芳香族化合物制备,醌类化合物不具有芳香族化合物的芳香性特征,但是通常仍根据其骨架分为苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌等。

醌类化合物在自然界分布广泛,有一些药物属于醌类化合物,例如辅酶Q 10属于苯醌类化合物,茜素、大黄素属于蒽醌类化合物。

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