БОЛЬШАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА  
рефераты
Добро пожаловать на сайт Большой Научной Библиотеки! рефераты
рефераты
Меню
Главная
Банковское дело
Биржевое дело
Ветеринария
Военная кафедра
Геология
Государственно-правовые
Деньги и кредит
Естествознание
Исторические личности
Маркетинг реклама и торговля
Международные отношения
Международные экономические
Муниципальное право
Нотариат
Педагогика
Политология
Предпринимательство
Психология
Радиоэлектроника
Реклама
Риторика
Социология
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Физика
Философия
Финансы
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
Экономико-математическое моделирование
Экономическая география
Экономическая теория
Сельское хозяйство
Социальная работа
Сочинения по литературе и русскому языку
Товароведение
Транспорт
Химия
Экология и охрана природы
Экономика и экономическая теория

Фенолы и нафтолы

Фенолы и нафтолы

Лекция 10. Фенолы и нафтолы

Фенолы - органические соединения, содержащие в молекулах гидроксильную группу, связанную непосредственно с бензольным кольцом.

В зависимости от числа ОН-груп в бензольном кольце бывают: одно-, двух и трёхатомные.

Номенклатура и изомерия

1. Тривиальная (фенол, резорцин, гидрохинон, пирокатехин)

2. Систематическая (гидроксибензол, 1,3-дигидроксибензол, 1,4-дигидроксибензол, 1,2-дигидроксибензол)

Примеры:

гидроксибензол(фенол) 1,2-дигидроксибензол 1,3-дигидроксибензол

(бензендиол-1,2) (бензендиол-1,3)

(пирокатехин) резорцин

1,4-дигидрокибензол

(бензендиол-1,4)

гидрохинон.

Изомерия в многоатомных фенолах обусловлена положением ОН-групп.

1,2,3-тригидроксибензол 1,2,4-тригидроксибзл 1,3,5-тригидроксибзл

(бензентриол-1,2,3) (бензентриол-1,2,4) (бензентриол-1,3,5)

пирогаллол оксигидрохинон флороглюцин

Способы получения.

1.Фенол получают из каменноугольной смолы.

2.Синтетический путь получения фенола - кумольный метод из изопропилбензола:

(кумол) гидроперекись фенол ацетон

изопропилбензол кумола

3.Гидролиз хлорбензола (SN) :

Условия протекания реакции:

а) давление, температура 300-350оС, автоклав;

б) катализатор - соль Сu +8% p-p NaOH

4. Получение двухатомных и трехатомных спиртов синтетическим путём сложнее, чем одноатомных. В природе источником их является сланец.Резорцин получают окислением м-диизопропилбензола, пирокатехин - окислением о-диизопропилбензола, гидрохинон - окислением п-диизопропилбензола:

Бензолдисульфокислоты дифенолят

динатриевая соль

После кислотной обработки дифенолят легко превращается в пирокатехин.

5. Трёхатомные фенолы , например, оксигидрохинон получают из хинона:

Физические свойства.

Фенол - кристаллическое бесцветное вещество, трудно растворимое в Н2О. С увеличением количества ОН-групп растворимость фенолов в Н2О увеличивается. Ядовит, Является антисептиком, при попадании на кожу вызывает ожоги. Имеет tплав = 43оС. С Н2О образует гидрат, называемый карболовой кислотой.

Пирокатехин (1,2-бензендиол) имеет tплав = 104оС. При хранении темнеет. С FeCl3 дает зелёное окрашивание, которое переходит в красное при добавлении NaHCO3.

Резорцин (1,3-бензендиол) имеет tплав = 118оС.С FeCl3 дает фиолетовое окрашивание.

Химические свойства.

Химические свойства определяются ОН-группой и бензольным кольцом.

1. Фенолы обладают кислотными свойствами.

В отличие от спиртов в фенолах

увеличивается поляризация связи О-Н.

oo

СН3-->O-H

oo наличие группы СН3 уменьшает поляризацию связи в спиртах

В молекуле фенола неподеленные пары О вступают во взаимодействие (сопряжение) с р-электронами бензольного кольца.

В результате поляризация ОН-группы усиливается и отрыв атома Н облегчается. Фенол -слабая кислота, слабее, чем Н2СО3, СН3СООН,

КД = 1,8*10-5 СН3СООН

КД = 4,9*10-7 Н2СО3 у фенола КД меньше, чем кислот, но

КД = 1,3*10-10 фенол

КД = 1,8*10-16 Н2О больше, чем у H2O

CO2 выделяет свободный фенол из фенолятов.

NB!!! Кислотные свойства фенола можно усилить. Для этого в бензольное кольцо вводят некоторые заместители, обладающие -J- индуктивным эффектом, например, NO2.

2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота)

По кислотности пикриновая кислота приближается к минеральным кислотам.

2. Образование солей (фенолятов)

NB!!! В отличие от спиртов фенолы реагируют с NaOH.

С6H5OH + NaOH > С6H5ONa + H2O

фенолят натрия

Фенолят натрия легко гидролизуется под действием кислот, даже таких слабых, как угольная кислота:

С6H5OH + CO2 + H2O-->C6H5OH+NaHCO3

3. Гидрирование

циклогексанол

Реакция используется для получения искусственного волокна (перлон, нейлон, капрон).

4. Реакции электрофильного замещения:

Так как ОН-группа является ориентантом I-рода , то она направляет другие заместители в о- и n-положения, например:

а) Реакция бромирования протекает легко в отличие от бензола, даже с бромной водой.

Замещение идёт преимущественно в n-положение, получается смесь о- и n-изомеров.

б) Реакция нитрования.

о-нитрофенол n-нитрофенол

Если азотная кислота разбавленная, то при нитровании получают преимущественно о-изомер.

Если кислота концентрированная, то можно получить 2,4,6-тринитрофенол

в) Сульфирование - получение о- или п-изомеров зависит от температуры проведения реакции:

5. Реакция алкилирования фенолов

.

Сначала получают более реакционноспособные феноляты, а затем проводят их алкилирование.

C6H5ONa+C2H5Br-->C6H5OC2H5+NaBr

Этилфеноловый эфир

6. Реакция с окисью этилена (ОЭ) - оксиэтилирование:

Фениловый эфир полиэтилен гликоля ПАВ

полиэтиленовые эфиры октилфенола

Такие эфиры являются поверхностно-активными веществами. Технические названия: ОП-7 (n = 7), ОП-10 (n = 10)

7. Сложные эфиры фенолов можно получить только взаимодействием фенолятов с галогенангидридами кислот:

Реакция протекает в пиридине. В результате получается фениловый эфир уксусной кислоты

8. ОН-группа в фенолах с трудом замещается галогеном. Облегчить процесс её замещения можно только путем введения в о- и n-положения электроотрицательной группы, например, NO2 :

9. Реакции конденсации с формальдегидом или ароматическими альдегидами:

а) в присутствии Н+ или ОН- протекает конденсация фенола c CH2O в о- и n-положениях. Реакция идет в две стадии. На первой стадии образуется феноло-спирт, который на второй стадии реагирует с фенолом:

феноло-спирт

фенолоформальдегидная смола ( новолак)

Таким образом получают так называемые лаковые, бакелитовые смолы.

Если реакцию проводят при нагревании, то конденсация приводит к образованию нерастворимого разветвленного продукта.

б) с ароматическими альдегидами

Таким образом получают красители.

Химические свойства многоатомных фенолов

Химические свойства двухатомных фенолов аналогичны свойствам одноатомных, но есть и специфика. Она заключается в следующем:

1. Так как в молекуле имеется две ОН-группы, то двухатомные фенолы проявляют более сильные кислотные свойства, чем одноатомные. Они реагируют не только со щелочными металлами, но и их гидроксидами.

2. Для двухатомных фенолов характерна реакция образования нерастворимых солей свинца:

3.

Пирокатехин не растворимая соль свинца и пирокатехина

4. Реакции замещения и конденсации с участием атома Н бензольного кольца протекают легче, чем у фенола:

5.

1,5-дигидрокси -2,4- бензолдисульфокислота

6. Двухатомные фенолы легко окисляются, являясь сильными восстановителями:

7.

о-хинон

Качественные реакции фенолов

Фенол и резорцин - при взаимодействии с FeCl3 дают фиолетовое окрашивание, образуя трифенолят (трирезорцинолят) железа, пирокатехин и гидрохинон - зелёное и жёлтое окрашивание соответственно.

Применение фенолов

Фенол - используют в производстве полимеров, красителей, лекарств, взрывчатки.

Гидрохинон - применяют в фотографии в качестве проявителя. Является ингибитором полимеризации, а также антиокислителем жиров и масел.

Резорцин - входит в состав красителей, используется в медицине, для синтеза поликонденсационных смол.

Нафтолы

Нафтолы - это гидроксильные производные нафталина. Различают б-нафтол и в-нафтол в зависимости от положения ОН-групп в кольце. б-нафтол и в-нафтол - кристаллические вещества. в-нафтол имеет более высокую температуру плавления, чем б-нафтол. Оба нафтола трудно р-римы в H2O. Дают окраску с FeCl3, растворяются в растворах гидроксида натрия и калия.

Химические свойства

Основной тип реакций, характерный для нафтолов, реакции замещения, которые идут в соответствии с ранее рассмотренными правилами ориентации.

а) галогенирование (взаимодействие с Сl2)

б) нитрование ( взаимодействие с HONO2)

в) сульфирование (взаимодействие с HOSO3H)

б-нафтол 4-нитронафтол 4-нитро-1-окси-2-нафтолинсульфокислота

Нитрование, сульфирование, хлорирование идут в п-положение по отношению к ОН-группе в том же кольце, в котором находится ОН-группа. Следующий заместитель занимает о-положение.

У в-нафтола замещение протекает в б-положении:

в-нафтол 1-бромнафтол 1,6-дибром-2- нафтол

С хлоридом железа (III) в спирто-водном растворе б-нафтол даёт фиолетовое окрашивание, в-нафтол - жёлтое. Важным является получение эфиров нафтолов. Эфиры нафтола имеют приятный запах. Используются, например, метиловый эфир в-нафтола, в парфюмерии. На основе нафтолов синтезируют красители для тканей.





17.06.2012
Большое обновление Большой Научной Библиотеки  рефераты
12.06.2012
Конкурс в самом разгаре не пропустите Новости  рефераты
08.06.2012
Мы проводим опрос, а также небольшой конкурс  рефераты
05.06.2012
Сена дизайна и структуры сайта научной библиотеки  рефераты
04.06.2012
Переезд на новый хостинг  рефераты
30.05.2012
Работа над улучшением структуры сайта научной библиотеки  рефераты
27.05.2012
Работа над новым дизайном сайта библиотеки  рефераты

рефераты
©2011