Реакции фенолов
Фенолы, реакции по гидроксильной группе. Замещение в кольцо. Нитрование. Сульфирование. Галогенирование. Реакция Кольбе. Конденсация с карбонилсожержащими соединениями. Перегруппировка Кляйзена. Аллилвиниловый эфир 4-Пентеналь. Перициклические реакции.
Рубрика | Химия |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 04.02.2009 |
Размер файла | 167,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Реакции фенолов
Фенолы могут реагировать как по гидроксильной группе, так и по бензольному кольцу.
1. Реакции по гидроксильной группе
Углерод-кислородная связь в фенолах гораздо прочнее, чем в спиртах. Например, фенол не может быть превращен в бромбензол действием на него бромоводорода, тогда как циклогексанол при нагревании с бромоводородом легко превращается в бромциклогексан:
(22)
Как и алкоксиды феноксиды реагируют с алкилгалогенидами и другими алкилирующими реагентами с образованием смешанных эфиров:
(23)
Фенетол
(24)
Анизол
Алкилирование фенолов галогенуглеводородами или диметилсульфатом в щелочной среде представляет собой модификацию реакции Вильямсона. По реакции алкилирования фенолов хлоруксусной кислотой получают такие гербициды как 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д).
(25)
2,4-Дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д)
и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т).
(26)
2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т)
Исходный 2,4,5-трихлорфенол получают по схеме:
(27)
1,2,4,5- Тетрахлорфенол 2,4,5-трихлорфеноксид натрия 2,4,5-трихлорфенол
При перегреве на стадии получения 2,4,5-трихлорфенола вместо него может образовываться очень токсичный 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксин:
(28)
2,3,7,8-Тетрахлордибензодиоксин
Фенолы являются более слабыми нуклеофилами, чем спирты. По этой причи-не они в отличие от спиртов не вступают в реакцию этерификации. Для получения сложных эфиров фенолов используют хлорангидриды и ангидриды кислот:
(29)
Фенилацетат
(30)
Дифенилкарбонат
Упр.17. Тимол (3-гидрокси-4-изопропилтолуол) содержится в тимьяне и используется в качестве антисептика средней силы в зубных пастах и жидкостях для полоскания рта. Его получают алкилированием по Фриделю - Крафтсу
м-крезола 2-пропанолом в присутствии серной кислоты. Напишите эту реакцию.
2. Замещение в кольцо
Оксигруппа фенола очень сильно активирует ароматическое кольцо по отношению к реакциям электрофильного замещения. В качестве промежуточных соединений вероятнее всего образуются оксониевые ионы:
При проведении реакции электрофильного замещения в случае фенолов необходимо применять специальные меры для того, чтобы предотвратить полизамещение и окисление.
3. Нитрование
Фенол нитруется гораздо легче бензола. При действии на него концентриро-ванной азотной кислоты образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота):
Пикриновая кислота
Наличие в ядре трех нитрогрупп резко увеличивает кислотность фенольной группы. Пикриновая кислота является, в отличие от фенола, уже довольно сильной кислотой. Наличие трех нитрогрупп делает пикриновую кислоту взрывчатой, она используется для приготовления мелинита. Для получения мононитрофенолов необходимо использовать разбавленную азотную кислоту и проводить реакцию при низких температурах:
Получается смесь о- и п-нитрофенолов с преобладанием о-изомера. Эта смесь легко разделяется благодаря тому, что только о-изомер обладает летучестью с водяным паром. Большая летучесть о-нитрофенола объясняется образованием внутримолекулярной водородной связи, в то время как в случае
п-нитрофенола возникает межмолекулярная водородная связь.
4. Сульфирование
Сульфирование фенола осуществляется очень легко и приводит к образованию в зависимости от температуры преимущественно орто- или пара-фенолсульфокислот:
5. Галогенирование
Высокая реакционная способность фенола приводит к тому, что даже при его обработке бромной водой происходит замещение трех атомов водорода:
(31)
Для получения монобромфенола необходимо принимать специальные меры.
(32)
п-Бромфенол
Упр.18. На 0.94 г фенола действуют небольшим избытком бромной воды. Какой продукт и в каком количестве при этом образуется?
6. Реакция Кольбе
Диоксид углерода присоединяется к феноксиду натрия по реакции Кольбе, представляющей собой реакцию электрофильного замещения, в которой электрофилом является диоксид углерода
(33)
Фенол Феноксид натрия Салицилат натрия Салициловая кислота
Механизм:
(М 5)
Действием на салициловую кислоту уксусного ангидрида получают аспирин:
(34)
Ацетилсалициловая кислота
Если оба орто-положения заняты, то замещение проходит по пара-положению:
(35)
Реакция проходит по следующему механизму :
(М 6)
7. Конденсация с карбонилсожержащими соединениями
При нагревании фенола с формальдегидом в присутствии кислоты образуется фенолформальдегидная смола:
(36)
Фенолформальдегидная смола
Конденсацией фенола с ацетоном в кислой среде получают 2,2-ди(4-гидроксифенил)пропан, получивший промышленное название бисфенол А:
(37)
Бисфенол А
2,2-ди(4-гидроксифенил)пропан
ди(4-оксифенил)диметилметан
Обработкой бисфенола А фосгеном в пиридине получают лексан:
(38)
Лексан
В парисутствии серной кислоты или хлорида цинка фенол конденсируется с фталевым ангидридом с образованием фенолфталеина:
(39)
Фталевый ангидрид Фенолфталеин
При сплавлении фталевого ангидрида с резорцином в присутствии хлорида цинка происходит аналогичная реакция и образуется флуоресцеин:
(40)
Резорцин Флуоресцеин
Упр.19. Изобразите схему конденсации фенола с формальдегидом. Какое практическое значение имеет эта реакция?
8. Перегруппировка Кляйзена
Фенолы вступают в реакции алкилирования по Фриделю-Крафтсу. Например, при взаимодействии фенола с аллилбромидом в присутствии хлорида алюминия образуется 2-аллилфенол:
(41)
Этот же продукт образуется и при нагревании аллилфенилового эфира в результате внутримолекулярной реакции называемой перегруппировкой Кляйзена:
(42)
Аллилфениловый эфир 2-Аллилфенол
Реакция
(43)
Проходит по следующему механизму:
(44)
Перегруппировка Кляйзена происходит также и при нагревании аллилвинилового эфира или 3,3-диметил-1,5-гексадиена:
(45)
Аллилвиниловый эфир 4-Пентеналь
(46)
3,3-Диметил- 2-Метил-2,6-
1,5-гексадиен гексадиен
Известны и другие реакции этого типа, например, Реакция Дильса-Альдера. Их называют перициклическими реакциями.
Подобные документы
Реакции с участием енолов и енолят-ионов, нуклеофильное замещение. Перициклическая [3,3]-сигматропная перегруппировка и реакция Коупа. Реакции непредельных карбонильных соединений с литийалкилкупратами. Перегруппировка Кляйзена аллилвиниловых эфиров.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.05.2015Основные механизмы замещения протона в ароматической молекуле на электрофильный реагент. Синхронный процесс изменения заряда на субстрате в процессе реакции. Нитрование, галогенирование, сульфирование. Алкилирование и ацилирование по Фриделю-Крафтсу.
реферат [290,0 K], добавлен 16.10.2012Органические соединения, содержащие атом гидроксила. Способы получения фенолов, их кислотные свойства. Реакции электрофильного замещения в ароматическом кольце, конденсация фенолов с альдегидами и кетонами, алкилирование, ацилирование по Фриделю-Крафтсу.
курсовая работа [200,3 K], добавлен 14.05.2012Понятие фенолов, их сущность и особенности, общая формула, характеристика и химические свойства. Распространенность в природе производных фенолов и их использование в медицине и парфюмерии. Реакции нуклеофильного замещения ароматических соединений.
реферат [114,0 K], добавлен 04.02.2009Нуклеофильное замещение гидроксильной группы в спиртах, протонирование спиртов. Способы получения алкилгалогенидов: реакции с галогеноводородами, действием галогенидов фосфора, действием квазифосфониевых солей, описание их механизма. Реактив Лукаса.
реферат [165,7 K], добавлен 04.02.2009Химические свойства углеводов. Реакции карбонильной группы. Восстановление. Окисление. Действие реагентов Бенедикта, Феллинга и Толленса. Окисление альдоз бромной водой, азотной, периодной кислотой. Реакции с фенилгидразином. Образование простых эфиров.
реферат [226,9 K], добавлен 04.02.2009Свойства, применение, синтезы акридона. Реакции замыкания цикла. Типы реакций. Замещение при насыщенном атоме углерода. Внутримолекулярное нуклеофильное присоединение к карбонильной группе и к другим двойным связям. Электролитические реакции. Акридин.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.11.2008Примеры нуклеофильных реакций. Мономолекулярное нуклеофильное замещение и отщепление. Стереохимическое течение реакций нуклеофильного замещения. SN1 и SN2 реакции. Влияние факторов на реакции замещения. Применение реакций нуклеофильного замещения.
реферат [79,5 K], добавлен 16.11.2008Электрофильное замещение в ароматическом ряду: электрофильные агенты, механизм реакции, классификация заместителей. Повышенная чувствительность фурана, пиррола и тиофена к электрофильному замещению. Реакции ацилирования, нитрования и галогенирования.
курсовая работа [138,0 K], добавлен 14.01.2011Изучение реакций циклических ангидридов с соединениями, содержащими аминогруппу. Осуществление синтеза веществ на основе аддуктов реакции Дильса-Альдера. Получение имидокислоты на основе циклопентадиена с малеиновым ангидридом и аминомасляной кислоты.
контрольная работа [163,7 K], добавлен 04.02.2013