酚和醌
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有机化学第十九章酚和醌•酚的概述和性质•醌的概述和性质•酚和醌的合成方法•酚和醌的反应机理•酚和醌的分析方法•酚和醌的生理活性和应用酚的概述和性质01酚的定义和分类定义酚是一类具有羟基(-OH)直接连在芳香环上的有机化合物。
分类根据芳香环的类型和取代基的不同,酚可分为苯酚、萘酚、蒽酚等。
外观大多数酚为无色或淡黄色的结晶或液体。
溶解性酚易溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚等,部分溶于水。
熔沸点酚的熔沸点一般较高,且随着分子量的增加而升高。
酸性酚具有弱酸性,能与强碱反应生成酚盐。
氧化反应酚易被氧化,如苯酚在空气中放置会逐渐氧化为粉红色。
取代反应酚羟基上的氢原子可被卤素、硝基等取代,生成相应的卤代酚、硝基酚等。
缩合反应酚可与醛、酮等发生缩合反应,生成具有特殊香味的缩醛或缩酮。
醌的概述和性质02醌的定义和分类定义醌是一类含有两个羰基(=O)的有机化合物,通式为R-CO-CO-R'。
分类根据取代基的不同,醌可分为苯醌、萘醌、菲醌等。
03熔点与沸点醌类化合物的熔点和沸点较高,且随着分子量的增加而升高。
01外观大多数醌为黄色或橙色结晶或粉末。
02溶解性醌类化合物一般易溶于有机溶剂,如乙醇、乙醚、氯仿等,难溶于水。
缩合反应在碱性条件下,两分子醌可发生缩合反应,生成具有共轭结构的二酮类化合物。
氧化还原反应醌类化合物具有较强的氧化性,可被还原剂(如钠、锌等)还原为对应的酚。
同时,它们也能与氧化剂(如酸性高锰酸钾)发生氧化反应。
加成反应在特定条件下,如催化加氢或烷基化反应中,醌类化合物可发生加成反应,生成相应的醇或醚。
取代反应醌类化合物的羰基活性较高,易发生亲核取代反应,如卤代、硝化、磺化等。
酚和醌的合成方法03芳香烃磺化法芳香烃与浓硫酸在高温下反应,生成芳香磺酸,再经水解得到酚。
芳香烃硝化法芳香烃与硝酸在低温下反应,生成芳香硝基化合物,再经还原得到酚。
芳香烃卤化法芳香烃与卤素在光照或高温下反应,生成芳香卤代烃,再经水解得到酚。
(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。
第十一章 酚和醌
一、 用系统命名法命名下列化合物:
1.
NO 2
OH
CH 3
OH
OH
2.
3.
OH
CH 3CH 3
4.
O 2N
OH
NO 2
5.
OH
OCH 3
6.
C 2H 5
CH 3
OH
SO 3H
HO
7.
8.
OH
9.
HO
OH
OH
10.
CH 3
OH 3)2
11.
NO 2
OH
12.
C C Cl
O
5-硝基-1-萘酚 2-氯-9,10-蒽醌
二、写出下列化合物的结构式:
1.对硝基苯酚 2,对氨基苯酚 3,2,4-二氯苯氧乙酸
Cl
Cl
NO 2OH NH 2
OH
OCH 2COOH
4.2,4,6-三溴苯酚 5。
邻羟基苯乙酮 6,邻羟基乙酰苯
OH OH
Br
Br
Br
COCH 3
OH
COCH 3
7, 4-甲基-2,4- 8,1,4-萘醌- 9,2,6-蒽醌二磺酸
二叔丁基苯酚 -2-磺酸钠
OH
CH 3
(CH 3)3C
C(CH 3)3
O
O
O
SO 3Na
O
SO 3H
HSO 3
10.醌氢醌 11,2,2-(4,4‘
-二羟基 12,对苯醌单肟
苯基)丙烷
O
O
O
H
H
OH
CH 3CH 3
HO
O
NOH
三、写出邻甲基苯酚与下列试剂作用的反应式:
1.
FeCl 3
CH 3
OH
6
+
FeCl 3
Fe O
(CH 3
)6]
-3
2.
Br 2aq
OH Br
Br
CH 3
OH
Br 2
CH 3
3.(CH 3CO)2O
CH 3
OH
(CH CO)O
+
OCOCH 3
CH 3
4.CH 3
OH
CH 3
O 2N
OH 5.Na
CH 3ONa
6.
CH 3COCl
CH 3
OCOCH 3
7.Cl 2
Cl
OH
CH 3Cl
8.
H 2SO 4
CH 3
OH
3H
9.(CH 3)2SO 4
/NaOH CH 3
OCH 3
稀硝酸
四、用化学方法区别下列化合物:
OCH 3
CH 3
OH
CH 2
OH
五、分离下列各组化合物: 1,苯和苯酚
解:加入氢氧化钠水溶液,分出苯,水相用盐酸酸化,分出苯酚
2,环己醇中含有少量苯酚。
解:用氢氧化钠水溶液萃取,分出少量苯酚。
3,苯甲醚和对甲苯酚
解:用氢氧化钠水溶液处理,对甲苯酚溶于氢氧化钠水溶液,苯甲醚不溶分出,水相用盐酸酸化分出对甲苯酚。
4,β-萘酚和正辛醇
解:用氢氧化钠水溶液处理,β-萘酚溶于氢氧化钠水溶液,分出正辛醇,水相用盐酸酸化,分出β-萘酚。
六、比较下列各化合物的酸性强弱,并解释之。
OH
OH
OH
OH
NO 2
NO 2
NO 2
NO 2
OH
NO 2
NO 2
OH
NO
2
OH
OH
NO 2
>
>
>
硝基是吸电子基团,具有-R,-I 效应,但是硝基在间位吸电子的共轭效应不起作用。
羟基上电子云密度越小,酸性越强。
七、如何能够证明邻羟基苯甲醇中含有一个酚羟基和一个醇羟基?
解:加入三氯化铁水溶液,有显色反应,说明具有酚羟基。
加入三氯化磷能够发生反应,说明具有醇羟基。
或者加入卢卡斯试剂,立即反应变浑,说明具有醇羟基。
八、在下列化合物中,那些形成分子内氢键,那些形成分子间氢键? 1,对硝基苯酚 2,邻硝基苯酚 3,邻甲苯酚 4,邻氟苯酚
解:1,对硝基苯酚 形成分子间氢键 2,邻硝基苯酚形成分子内氢键 3,邻甲苯酚形成分子间氢键 4,邻氟苯酚形成分子内氢键。
九、由苯或甲苯和必要的无机或有机试剂合成下列化合物:
1.间苯三酚
+3SO3
SO3H
SO3H
HO3S +
OH
OH HO
2.4
-乙基-1-3-苯二酚
+
OH
OH +C2H5Br
AlCl
C2H5
24
C2H5
3
H
SO3
H
C2H5 3.对亚硝基苯酚
CH2CH=CH2
AlCl3
CH(CH3)2C
CH3
CH3
OOH
H2SO4
OH
HNO2
OH
4,苯乙醚
OH
+(C2H5)SO4
OC2H5
5, 2,4-二氯苯氧乙酸
OH
2
aq
OH
Cl
Cl
Cl
ONa
Cl
Cl
ONa
Cl
ClCH2COOH
6.2,4-二硝基苯甲醚
Cl2
Fe
Cl
Cl
NO2
NO2
3
H2SO4
NO2
NO
2
3
OCH3
7.对苯醌二肟
Cl2
Fe
Cl
Cl
NO2
NO2
3
H2SO4
NO2
NO2
CH3ONa
OCH3
8.2,6-二叔丁基-4-硝基苯甲醚
23H 2SO 4
NO 2
OCH 3
OH
OCH 3
OCH 3
CH 2=C(CH 3)22
AlCl 3
C(CH 3)3
C
(CH 3)3
9.2,6-二氯苯酚
OH
OH
SO 3H
OH
OH
H 2SO 4
SO 3H
2
Cl
CL
Cl
Cl
2
10.4-乙基-2-溴苯酚
OH
OH
25AlCl 3
C 2H 5
OH
C 2H 5
Br
Br 2/CCl 4
十、从苯和丙烯合成邻甲氧基苯基丙三醇单醚
OH
OH
3H
Br
OH
SO 3H OH
Br
OCH 3
ONa Cl CH 2CH CH 2
O
OCH 3
OCH 2CH CH 2
OCH 3
OCH 2CH CH 2
NaOHaq OH OH
CH 3CH=CH 2
2500C
ClCH 2
CH=CH 2
F 3CCOOOH
ClCH
2CH
CH 2
O
十一、完成下面转变。
1.
OCH 3
OCH 3
SO 3H
SO 3H
OH OH
OCH 3
OCH 3
O
CH 2CH 2OH OH
2.
CH 2CH 2OH OH
PCl
3OH
CH 2CH 2Cl CH 2CH 2Cl NaOH ONa
O
3.
CH 3
COCH 3
CH 3
CH 3
SO 3H
CH 3
CH 3
OH
H 2SO 4
CH 3
OH
OH
COCH 3
CH COCl AlCl 3
十二、某化合物(A )的分子式为C 6H 4O 2,不溶于氢氧化钠水溶液,遇三氯化铁无颜色变化,但是能使羟胺生成C 6H 5O 2N 及C 6H 6O 2N 2,将(A )还原得到C 6H 6O 2(B),(B )能溶于氢氧化钠水溶液,遇三氯化铁水溶液有显色反应,是推测(A )的可能结构。
解:(A ),(B)的可能结构如下:
O
O
O or
O
(A):
(B):
OH
OH
OH or
十三、有一芳香性族化合物(A ),分子式为C 7H 8O,不与钠反应,但是能与浓氢碘酸作用,生成(B )和(C ),两个化合物,(B )能溶于氢氧化钠水溶液,并与三氯化铁作用呈现紫色,(C)能与硝酸银作用生成黄色碘化银,写出(A ),(B),(C)的结构式。
解:(A)为苯甲醚,(B )为苯酚,(C )为碘代甲烷。
(A):
OCH 3
OH
(B):
(C):
CH 3I
OCH 3
HI
OH
+
CH 3I
CH 3I
+
AgNO 3
CH 3ONO 2
+
AgI。