1 第十一章 酚和醌 一、酚的构造、分类和命名 二、酚的制法 三、酚的物理、化学性质 四、重要的酚
2 一、酚的结构、分类和命名 1 、酚的结构 酚:羟基(酚羟基)直接连在芳环上的化合物 通式: ArOH 2 、酚的分类 按酚羟基数目分类: ① 一元酚 ② 二元酚 ③ 多元酚
3 3 、酚的命名 酚的命名一般是以苯酚作为母体,苯环上 其它基团视为取代基。 但当苯环上连有比酚羟基优先的基团时 (按照优先次序判断),要以最优先的基团作 为主官能团,由主官能团决定母体的名称,此 时将羟基作取代基处理。 羟基连在稠环上的化合物,其命名与苯酚 类似,但须遵循稠环芳烃的编号原则。
4 2- 甲基苯酚 4- 羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸 6- 硝基 -1- 萘酚 2- 羟基苯甲醛 邻羟基苯甲醛(水杨醛) 邻甲苯酚 2,4,6 -三硝基苯酚 苦味酸 均苯三酚 1,3,5- 苯三酚
5 二、酚的制法 1 、异丙苯氧化法 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,副产品丙酮 也是常用的有机试剂、有机溶剂之一。 氢过氧化异丙苯
6 2 、氯苯水解 优点: 操作简便,副产物易分离; 缺点:需要高温、高压反应,且碱对设备的 腐蚀严重,反应困难。 若苯环上连有强吸电子基,水解较易。
7 3 、磺化碱熔法 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。 —— 芳磺酸盐和 NaOH 共熔
8 间苯二酚的制备 萘酚的制备
9 三、酚的物理性质 ( 自学 ) 大多数酚为无色晶体,由于被空气中的氧 氧化而呈现粉红色或红色。 酚的沸点、熔点均比相应分子量的烃高; 苯酚微溶于冷水中,在 80 ℃以上时可与水 以任意比混溶,酚的水溶性随羟基数目的增加 而增大。 酚易溶于酒精、醚等有机溶剂中,有腐蚀 性、毒性、杀菌性。
10 四、酚的化学性质 酚的性质主要表现在酚羟基和苯环上: 酚中苯环上更易发生亲电取代反应; 酚不易发生酚羟基被取代的反应; 酚羟基上的氢具有酸性。
11 1 、酚羟基上的反应 ( 1 )酚羟基的酸性 乙醇 水 苯酚 碳酸 pKa 注意:苯酚不能与 NaHCO 3 反应; 应用:分离或鉴别醇或酚与羧酸。
12 苯酚具有酸性的原因: 当苯酚形成苯氧负离子后, 该离子的共轭程度比苯酚还要 大,因此更稳定,故使酚羟基 显示出酸性。 取代酚的酸性:当苯环上连有强吸电子基时,会使苯 氧负离子中氧上的负电荷更分散,则结构就更稳定, 相应的取代苯酚的酸性比苯酚的酸性更强。反之则反。
13 酚中苯环上连的吸电子基越多,则酚的酸性越强。 δ-δ- δ+δ+ δ+δ+ pKa 和
14 ( 2 )酚醚的生成 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。 —— 保护酚羟基
15 ( 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。 苯甲酰氯 苯甲酸苯酯 乙酸酐 乙酸苯酯
16 ( 4 )与三氯化铁的显色反应 —— 检验酚羟基的存在 蓝紫色 酚苯酚 邻苯 二酚 对苯 二酚 均苯 三酚 β- 萘酚甲苯酚 显色蓝紫色深绿色暗绿色紫色绿色蓝色 注意: 烯醇式结构也可使 FeCl 3 显色。
17 2 、芳环上的亲电取代反应 ( 1 )卤代 苯酚的卤代非常容易,不需要 L 酸的催化。 非极性溶剂酸性溶剂 —— 用于酚的定性、定量分析
18 ( 2 )硝化反应 室温下用稀硝酸就可将苯酚硝化,生成邻位、 对位硝基苯酚的混合物。 15% 30 ~ 40% 收率很低收率很低
19 ( 3 )磺化反应 浓硫酸与苯酚的反应较易发生,反应条件不同, 产物比例有所差异。 20 ℃ 49% 51% 100 ℃ 10% 90%
20 ( 4 )傅-克反应 酚比苯易发生 F - C 烷基化反应,生成多烷基化产物。 烷基化试剂:多为烯烃或醇 催化剂:浓硫酸或浓磷酸 4- 甲基 -2,6- 二 叔丁基苯酚 原 因:酚羟基的活性较强,易与 AlCl 3 成络合物,使 其催化芳环上亲电取代的活性降低。
21 但也有一些反应是例外: 95% 痕量 酚也较容易发生酰基化反应,但酚羟基上易发生酯 化反应,而使酚的酰基化反应产率较低。
22 ( 5 )与羰基化合物的缩合反应 苯酚活性位(邻、对位)上的氢可与羰基化合物 (醛、酮等)发生缩合反应。 反应历程:
23 醛过量: 酚过量:
24 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
25 线型酚醛树脂继续反应可生成网状体型酚醛树脂
26 3 、氧化反应 苯酚易被氧化,在常温下与空气接触也会被部分氧 化生成红色的醌式结构。故苯酚常常是粉红色的晶体。 多元酚与苯酚相比,更易被氧化,如邻苯二酚在 室温时即可被弱氧化剂 (Ag 2 O 、 FeCl 3 ) 为邻苯醌。 邻苯醌 对苯醌
27 4 、 还原 苯酚经催化加氢后得到环己醇,这是工业上大量 生产环己醇的主要方法。 制备尼龙 -6 、尼龙 -66 的原料
28 五、重要的酚 1 、苯酚 —— 俗名 “ 石炭酸 ” 纯品为无色晶体,熔点 45 ℃,易溶于 65 ℃以上 的热水和有机溶剂中;有腐蚀性、杀菌性。工业上 可用于制树脂、染料和炸药。
29 2 、甲(苯)酚 —— 有邻、间、对三种异构体 甲酚最早是从煤焦油中取得,俗名 “ 煤酚 ” ,能杀 灭细菌、霉菌和真菌。 将甲酚溶于肥皂水中,制成 40% 的肥皂水溶液, 是医院中常用的 “ 来苏水 ” ,有一种极特殊的味道。
30 间苯二酚 杀灭真菌能力较强,治疗皮肤病的药水中常含 有间苯二酚。 3 、对苯二酚 无色固体,溶于水及乙醇、乙醚等有机溶剂。 极易被氧化为醌,是一种强还原剂、显影剂及阻聚 剂(可阻止高分子单体聚合),由苯胺制备。
31 4 、萘酚 萘酚 黄色针状晶体 m.p.=96 ℃ 遇 FeCl 3 紫色 萘酚 无色片状晶体 m.p.=122 ℃ 遇 FeCl 3 绿色 抗细菌、霉菌、真菌和寄生虫,多用作驱虫药。 制法:磺化碱熔法
32 酚 小 结 【本章节重点】 酚的命名、制备和化学性质。 【必须掌握的内容】 1. 酚的命名; 【本章节难点】 酚的化学性质。 2. 酚的制法; 3. 酚的化学性质; 酚羟基上的反应; 苯环上的反应; 氧化反应。
33 (二) 醌 醌是一类特殊的环二酮,通常把具有环己二烯二酮 的结构的化合物称为醌。 醌没有芳香性。 醌的命名通常是将其作为芳烃的衍生物来命名。 1 , 4- 苯醌 对苯醌 9 , 10- 蒽醌
34 应用: 醌式结构是共轭多烯的结构,具有这种结构的有 机物大多具有明显的颜色,其中一些可作为颜料使用。 制备: 多是由苯酚、苯胺、对苯二酚为原料经氧化剂氧 化制得。
35 作业: 1 、( 5 )( 7 ) ( 8 )( 12 ) 2 、( 7 )( 8 )( 11 ) 3 、( 1 )( 2 ) ( 4 )( 9 ) 6 、 10 、 11 、( 2 ) 思考: 5 、 8
36 1 、完成下列各反应: (1)(1) (2)(2) ② ③
37 ( 2 )丙醚、烯丙基异丙醚、溴代正丁烷 2 、用化学方法区分以下化合物 ( 1 )乙苯、苯乙醚、苯酚、 1 -苯基乙醇
38 3 、以苯或甲苯为原料合成下列化合物
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