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。