Химические свойства фенола
Хими́ческие сво́йства фено́ла. Фенол (гидроксибензол, карболовая кислота) — органическое соединение с химической формулой С6H5OH. Его химические свойства обусловлены наличием бензольного кольца и гидроксильной группы (-OH). Взаимное влияние этих фрагментов (электронодонорный мезомерный эффект OH-группы и электроноакцепторный индуктивный эффект) обуславливает высокую реакционную способность фенола, которая реализуется в реакциях с участием как гидроксила, так и бензольного ядра. Проявляет химические свойства спиртов и ароматических углеводородов[1].
Реакции с участием гидроксильной группы
Обладает слабыми кислотными свойствами (более сильными, чем у спиртов).
Взаимодействие с активными металлами:
.
Взаимодействие со щелочами с образованием фенолятов:
[2].
Разложение под действием сильных кислот:
.
Образование простых и сложных эфиров:
.
.
Этерификацию фенола проводят более активными ацилирующими агентами — хлорангидридами или ангидридами кислот (реакция Шоттен-Баумана). Фенилацетат образуется в присутствии щелочи, которая нейтрализует выделяющуюся кислоту.
Фенол — слабая кислота. Угольная кислота вытесняет его из фенолятов[3]:
. Это указывает на положение фенола в ряду кислотности (между угольной кислотой и спиртами).
Реакции с участием бензольного кольца
- Фенол вступает в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу. Гидроксильная группа является сильным ориентантом I рода (+M-эффект), активируя орто- и пара-положения бензольного кольца. Реакции идут в мягких условиях без катализатора[4].
- Галогенирование — взаимодействие с бромной водой (качественная реакция на фенол):
. Наблюдается выпадение белого осадка 2,4,6-трибромфенола. Для получения моно-бромфенолов необходимы низкие температуры и неполярные растворители[5].
- Нитрование. Разбавленной азотной кислотой на холоду фенол нитруется с образованием смеси орто- и пара-нитрофенолов. Реакция демонстрирует активирующее влияние гидроксила (в отличие от бензола, требующего нитрующей смеси)
.
- Гидрирование:
.
- Сульфирование. При температуре 20-25 °C образуется преимущественно орто-фенолсульфокислота, а при 100 °C — термодинамически более устойчивая пара-фенолсульфокислота.
- Реакция Кольбе-Шмитта (карбоксилирование). Промышленно важная реакция синтеза салициловой кислоты. Фенолят натрия карбоксилируется углекислым газом при давлении и нагревании. Последующее подкисление дает салициловую кислоту[4].
Реакции окисления
Одноэлектронное окисление (например, феррицианидом калия) приводит к образованию относительно стабильного феноксильного радикала, который димеризуется, образуя дифенохиноны. Сильные окислители (хромовая смесь) разрушают ароматическую систему, образуя хинон (п-бензохинон). Качественной реакцией на фенолы является образование окрашенных комплексов с хлоридом железа(III) (от фиолетового до синего, в зависимости от растворителя), обусловленное координацией железа с атомом кислорода фенольной группы[6].
Взаимодействие с альдегидами
Фенол легко вступает в реакции поликонденсации с формальдегидом. В зависимости от pH среды и соотношения реагентов образуются новолачные (кислая среда, избыток фенола) или резольные (щелочная среда, избыток формальдегида) смолы. Это свойство является основой промышленности фенопластов[5].
Примечания
Литература
- Габриелян О. С. «Химия. 11 класс. Базовый уровень» — 2-е изд., стер. — М.: Дрофа, 2007—220 с.
- Травень В. Ф. Органическая химия: Учебное пособие. В 3 т. — 8-е изд.. — М.: Лаборатория знаний, 2015. — Т. 2. — С. 381—400. — 550 с.
- Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. «Химия. Основы общей химии. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень» — 14-е изд., М.: Просвещение, 2012.
| Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ». Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ». |