有机化学课件徐寿昌.ppt
第十一章 酚和醌,第十一章 酚和醌,（一）酚,一、酚的结构、分类和命名,酚是具有Ar-OH 通式的化合物，酚与醇在结构上的差别就在于它所含的羟基直接与芳环相连。,酚,芳醇,酚的结构：,酚羟基氧上未共用电子对和芳环的电子云形成大键，所以酚较稳定。,对比：醇的结构：,氧原子 sp3杂化,酚的分类 按照酚类分子中所含羟基的数目多少，分为一元酚和多元酚。酚的命名 以苯酚作为母体，苯环上连接的其他基团作为取代基。根据分子中羟基的数目，分为：一元酚、二元酚、三元酚等。,一元酚,二元酚,三元酚,*带有优先序列取代基的命名：当取代基的序列优于酚羟基时，按取代基的排列次序的先后来选择母体。取代基的先后排列次序为：,如：称为对羟基苯磺酸,-COOH,-SO3H,-COOR,-COX,-CONH2,-CN,-CHO,C=O,-OH(醇),-OH(酚),-SH,-NH2,R烷基,-OR,-SR,X,-NO2,二、酚的制法,氢过氧化异丙苯,绿色的合成路线,1：0.6,（一）从异丙苯制备,空气,110120,过氧化物,稀,7578,二、从芳卤衍生物制备,当卤原子的邻位或对位有强的吸电子基时，水解反应容易进行。,单硝基芳卤,比较硝基对苯的亲电()取代反应难易的不同？,注意反应条件！,350370,20MPaCu催化剂,多硝基芳卤,（三）从芳磺酸制备,碱熔法,成本高；当环上已有-COOH、-Cl、-NO2等基团时，则副反应多。,酚大多数为结晶固体。酚的沸点和溶点高于质量相近的烃氢键。酚微溶于水，能溶于酒精，乙醚等有机溶剂。,酚的氢键,酚与水分子之间的氢键,酚与酚分子之间的氢键,三 酚的物理性质,1 酚的酸性O-H键容易离解。极高的亲电反应活性O-H基对苯环的供电性。,酚具有酸性的原因氧原子以SP2（与醇醚不同）杂化轨道参与成键，它的一对未共用电子的P轨道与苯环的6个P轨道平行，并且共轭，氧原子的负电荷分散到整个公轭体系中，氧的电子云密度降低，减弱了O-H键，氢原子容易离解成为质子。酚具有极高的亲电反应活性的原因氧原子的P电子分散到苯环上，增加了苯环的电子云密度，加强了亲电反应活性。,四 酚的化学性质,（一）酚羟基的反应,酸性,苯酚：pKa=10乙醇：pKa=17环己醇：pKa=18碳酸：pKa=6.4,苯酚能溶解于氢氧化钠水溶液,通入二氧化碳，苯酚即游离出来,工业上利用苯酚能溶于碱，而又可用酸分离的性质来处理和回收含酚废水。,苯酚溶于NaOH，但不溶于NaHCO3,苯环上取代基对苯酚酸性的影响,吸电子基团的硝基愈多，酸性愈强。,pKa,pKa,吸电子基团（硝基）使羟基氧上负电荷更好地离域移向苯环（诱导和共轭效应），生成更稳定的对硝基苯氧负离子，酸性增强。,（已学威廉森合成p237）,酚金属与烷基化剂在弱碱性溶液中作用可得,二苯基醚可用酚金属与芳卤衍生物作用而得,酚醚与氢碘酸作用，分解而得到原来的酚,有机合成中用来保护酚羟基 P493,2 酚醚的生成,（3）酯的生成,酚与酸酐或酰氯作用可得,酚与羧酸直接酯化困难,羟基是强的邻对位定位基，使苯环活化。1、卤化反应酚很容易发生卤化。,邻、对位上有磺酸基团时，可同时被取代,苯酚与溴水作用，生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,溴水过量，生成黄色的四溴苯酚析出,（二）芳环上的亲电取代反应,白色沉淀(100%),黄色沉淀,一元取代物对溴苯酚的生成,（低温，非极性溶剂）,对氯苯酚、邻氯苯酚和2,4-二氯苯酚的生成,（注意：温度和氯用量，不用溶剂）,2,4-二氯苯酚,2,4,6-三氯苯酚的生成,（水溶液）,稀硝酸，室温,2、硝化反应酚很容易硝化,浓硝酸，室温,邻硝基苯酚和对硝基苯酚可 方法分开,邻硝基苯酚分子形成分子内六元环的螯和物，对硝基苯酚只能通过分子间的氢键缔和。,注意这种结构,用水蒸气蒸馏,讨论,下列化合物哪些能形成分子内氢键?,()、()、()、()、()能形成分子内氢键,解：,()邻硝基苯酚;()对羟基苯乙酮;()邻氯苯酚()间溴苯酚;()邻氨基苯酚;()邻羟基苯甲酸()邻氯甲苯;()邻羟基苯甲醛,3、磺化反应,2,4,6-三硝基苯酚,羟基苯磺酸,4-羟基-1,3-苯二磺酸,由于酚羟基的活化，酚比芳烃容易进行傅-克反应。注意：在此一般不用AlCl3作催化剂(易形成络合物).,（1）醇或稀烃为烷基化剂,（2）羧酸为酰基化剂,对羟基苯乙酮,4、烷基化和酰基化反应,（3）酰氯为酰基化剂-Fries重排,对羟基苯乙酮,酯,注意重排,成酯反应和Fries重排！但芳环上有间位定位基，如-NO2时酯不发生重排。,热力学控制,动力学控制,哪个过程Ea小？反应速度快？哪种产物稳定？,（三）与FeCl3的显色反应-可检验酚羟基的存在,一般认为反应生成了络和物,不同的酚呈现不同的颜色。凡具有烯醇式的化合物也有这种显色反应。但苦味酸，对羟基苯甲酸不显色。,如何证明在邻羟基苯甲醇（水杨醇）中含有一个酚羟基和一个醇羟基？,答：（1）加入与FeCl3，显色（蓝色），表明有酚羟基存在；,作业P270：第7题,思考题,（2）将邻羟基苯甲醇分别与NaHCO3和NaOH作用，该物质不溶于NaHCO3而溶于NaOH，酸化后又能析出，表明该物质显弱酸性（进一步证明有酚羟基）。,（3）与卢卡斯试剂反应生成混浊（证明有醇羟基,酚微 溶于水）,俗名石炭酸，有机合成的重要原料，用于制造酚醛树脂及其他高分子材料、药物、染料、炸药等。例：苯酚催化加氢生成环己醇，可用来生产尼龙-66,（一）苯酚,五 重要的酚,氧化得己二酸,简称甲酚，有邻、间、对位三种异构体，存在于煤焦油中，沸点相近，不易分离。邻、对甲酚为无色晶体，间甲苯酚为无色或淡黄色液体，用于制备农药、染料、炸药、电木等。,（二）甲苯酚,工业上甲酚可由 甲苯磺酸钠盐制备。,无色固体，易氧化成醌。可由苯胺氧化成对苯醌后，再还原制备。,对苯二酚极易氧化成醌。对苯二酚是强还原剂，用作显影剂和高分子单体的防止聚合的阻抑剂。,（三）对苯二酚,有-萘酚和-萘酚两种异构体，由相应的萘磺酸钠经碱熔制备，是重要的染料中间体。-萘酚用作杀虫剂，抗氧剂。,萘酚成弱酸性，与FeCl3发生颜色反应（-萘酚呈紫色絮状沉淀，-萘酚呈绿色）。,（四）萘酚,苯醌：只有两个异构体邻苯醌和对苯醌。醌类是一类环状不饱和二酮，它没有芳香性。其与二元酚在结构和性质上有密切的联系。,可用价键理论分析无间位，（无法生成两个双键）。,（二）醌,11.8 苯醌,邻苯醌和对苯醌可由相应的二元酚氧化制得,苯胺氧化可制得对苯醌,苯醌分子具有两个羰基，两个碳碳双键。即可发生羰基反应，也可发生碳碳双键反应。,（1）碳碳双键加成,苯醌可与氢卤酸,氢氰酸和胺发生1,4-加成,生成1,4-苯二酚的衍生物.,2,3,5,6-四溴环己二酮,（2）1,4-加成,对苯醌能与一分子羟胺和二分子羟胺生成单肟或双肟。,与羟胺反应,苯醌单肟（wo)与对亚硝基苯酚的互变,互变异构体,(3)羰基加成,对苯醌与对苯二酚可通过还原与氧化反应互变。,对苯醌与对苯二酚可生成分子络合物，称为醌氢醌，其缓冲溶液可用作标准参比电极。对苯二酚的水溶液中加入FeCl3，溶液先呈绿色，再变棕色，最后也析出暗绿色的醌氢醌晶体。,（4）还原反应,(黄色)醌氢醌(暗绿色)无色熔点 116 171,
