酚和醌
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(一) 酚一.酚的分类和命名根据羟基所连芳环的不同,酚类可分为苯酚、萘酚、蒽酚等。
根据羟基的数目,酚类又可分为一元酚、二元酚和多元酚等。
酚的命名是根据羟基所连芳环的名称叫做“某酚”,芳环上的烷基、烷氧基、卤原子、氨基、硝基等作为取代基,若芳环上连有羧基、磺酸基、羰基、氰基等,则酚羟基作为取代基。
例如:1-萘酚 或 α-萘酚 苯酚(石炭酸) 4-乙基苯酚 5-甲氧基-2-溴苯酚2,4,6-三硝基苯酚 3-甲基-4-羟基苯磺酸 1,3,5-苯三酚 1,2,3-苯三酚 (苦味酸) (均苯三酚) (连苯三酚)二.酚的物理性质常温下,除了少数烷基酚为液体外,大多数酚为固体。
由于分子间可以形成氢键,因此酚的沸点都很高。
邻位上有氟、羟基或硝基的酚,分子内可形成氢键,但分子间不能发生缔合,它们的沸点低于其间位和对位异构体。
纯净的酚是无色固体,但因容易被空气中的氧氧化,常含有有色杂质。
酚在常温下微溶于水,加热则溶解度增加。
随着羟基数目增多,酚在水中的溶解度增大。
酚能溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。
三.酚的化学性质酚和醇具有相同的官能团,但酚羟基直接与苯环相连,氧原子的p 轨道与芳环的π轨道形成p —π共轭体系,导致氧原子的电子云密度降低,使得碳氧键的极性减弱而不易断裂,不能像醇羟基那样发生亲核取代反应或消除反应。
同时,酚羟基中氧原子的电子云密度降低致使氧氢键的极性增加,与醇相比,酚的酸性明显增强。
另外,由于酚羟基的给电子效应,使苯环上的电子云密度增加,芳环上的亲电取代反应更容易进行。
OH OH OH 2H 5OHBrCH 3OOHOHOHNO 2O 2N2SO 3H CH 3HOOHHOOH苯酚中p-π共轭示意图综上所述,酚的主要化学性质可归纳如下:1.酸性酚类化合物呈酸性,大多数酚的pKa 都在10左右,酸性强于水和醇,能与强碱溶液苯酚的酸性比碳酸弱,能溶于碳酸钠溶液,但不能溶于碳酸氢钠溶液,在苯酚钠的溶液中通入二氧化碳能使苯酚游离出来。
OHH 3CCH 3第十章 酚、醌羟基直接连接在芳环上的化合物称为酚(phenols )(Ar-OH), 该羟基称为酚羟基,以区别于醇羟基。
如下面两个化合物互为构造异构体,第一个化合物(羟基不是直接连在苯环上)属醇类化合物,第二个化合物属酚类化合物。
CH 2OHCH 3p -甲基苯甲醇 2,6-二甲基苯酚酚很容易被氧化成环状的不饱和二酮,我们把这种特殊的酮叫做醌(quinones )。
这两类化合物均是重要的工业原料,有许多具有很强的生理活性,有的甚至是生物体内不可缺少的,下面分别加以讨论。
第一节 酚一、结构和命名苯酚是平面分子,C -O键的键长比甲醇中的C -O键短。
偶极方向与甲醇的相反。
136pmH 3142pmH 3Cμ = 1.6D 1.7D苯酚和甲醇碳氧键长的差别是由于前面章节已提及过的其成键轨道的s 成分越多,键长越短;另外是由于苯酚氧原子的未共用电子对所占有p 轨道和苯酚π轨道共轭,氧上的未共用电子对可离域到苯环上,它的真实结构可用共振式表示:(1) (2) (3) (4)(1)最稳定,对共轭杂化体的贡献最大,(2)(3)和(4)式中有电荷的分离,虽不稳定,但对共振杂化体亦有较少的贡献。
因此碳氧间亦有部分双键的特征,使键长缩短,C-O键不易断裂,羟基不易被取代。
在甲醇中,羟基是吸电子基,偶极方向指向羟基。
但在苯酚中,由于羟基通过共轭对苯环所起的给电子作用超过了它对苯环的吸电子诱导作用,所以偶极方向指向苯环。
根据芳环上所连羟基的数目,可把酚类分为一元酚,二元酚,三元酚……,但常把含有一个以上羟基的酚称为多元酚。
命名时,都以苯酚(萘酚,蒽酚等)作为母体,它们的英文名都是以-ol结尾,如苯环上连接有其它取代基则可看作是苯酚的衍生物。
对于多元酚只须在“酚”字前面用二、三……等表示羟基的数目,并用阿拉伯数字1,2,3……等表明羟基和其它基团所在的位次。
例如:OH OHCH3苯酚4-甲(基)苯酚4-methyl phenolphenol 或对-甲基苯酚p-methyl phenolOHOH2-萘酚2-naphthalenol 9-蒽酚9-anthrol或β-萘酚β-naphthol 或γ-蒽酚γ- anthrol 多元酚类似于多元醇的系统命名。