Файл: ФЕНОЛИ.pdf

ФЕНОЛИ 
 

1.

Загальна характеристика одноатомних фенолів. 

2.

Методи одержання одноатомних фенолів.

3. Хімічні властивості фенолів: утворення фенолятів, етерів, естерів,  
- р-ції заміщення в бензольному ядрі (галогенами, сульфування,),  
- гідрування, окислення, 
- утворення фенол формальдегідних смол. 
4. Застосування. 

 
Одноатомні феноли 

Одноатомні феноли – похідні бензену і його гомологів, в ядрі яких один 

атом Гідрогену заміщений на гідроксильну групу: 

OH

CH

3

OH

CH

3

бензен         фенол              толуен               2 - метилфенол

Ізомерія  і номенклатура.  У  найпростішого представника фенолів  фенолу 

(карболової  кислоти)  ізомерів  немає,  у  його  гомологів  існує  ізомерія 
положення гідроксильної групи в бензеновому ядрі (о-, м- і я-положення). 

Для  найменування  фенолів  використовують  три  номенклатури  – 

історичну,  раціональну  та  ІЮПАК.  За  історичною  номенклатурою  феноли 
називаються  тривіальними  назвами–  карболова  кислота  (карболка),  крезоли 
тощо. 

За  основу  раціональної  назви  фенолів  береться  найменування  гомолога 

найпростішого  представника  фенолів,  а  префікси  орто-,  мета-  і  пара- 
вказують положення гідроксильної групи в бензеновому ядрі. 

При побудові назви фенолів за номенклатурою ІЮПАК атоми Карбону в 

бензеновому  ядрі  позначають  цифрами  1–6,  починаючи  з  атома  Карбону, 
зв'язаного  з  групою  –ОН.  За  основу  назви  береться  бензен,  ОН-групу 
називають «окси» і місце її розміщення позначається цифрами (–ОН– старша 
функція).  Наприклад,  крезолам,  формула  яких  С

6

Н

4

(СН

3

)ОН,  відповідає  три 

сполуки (в дужках наведено найменування за номенклатурою ІЮПАК) 

OH

CH

3

CH

3

OH

CH

3

OH

о-крезол   

м-крезол 

п-крезол 

(1 -окси-2-метилбензен) 

(1 -окси-3-метилбензен) 

(1-окси-4-метилбензен) 

Фенол за номенклатурою ІЮПАК називають гідроксибензеном. 

Способи  одержання.

  Одноатомні  феноли  одержують  з  природної 

сировини і синтетичними методами. 

1.  Природною  сировиною  для  одержання  фенолів  є  кам'яновугільна 

смола, буковий дьоготь, кісточкова олія тощо.  

Ar          OH            NaOH               Ar         ONa          H

2

O,

Ar          ONa          HOSO

3

H              Ar           OH         NaHSO

4

.

фенол                                                   фенолят натрію

2.  Спосіб  Рашіга.  Бензен  хлорують  за  допомогою  хлороводню  і  повітря, 

потім, не виділяючи утвореного хлорбензену, гідролізують водяною парою: 

C

6

H

6

        0,5O

2

          HCl              C

6

H

5

Cl        H

2

O

C

6

H

5

Cl               C

6

H

5

OH         HCl

200 C

500 C

солі Сu

3.  Кумельний  спосіб.  Вихідною  речовиною  є  кумен  (ізопропіл-бензен) 

С

6

Н

6

СН(СН

3

)

2.

  Його  одержують,  алкілуючи  бензен  пропіленом  (каталізатор 

А1С1

3

).  Крім  фенолу,  за  допомогою  цього  способу  одержують  ацетон,  що 

вигідно  для  виробництва.  Кумен  окиснюють  киснем  повітря,  а  утворений 
після цього гідропероксид кумену розкладають сульфатною кислотою: 

CH        CH

3

C

OH

CH

3

CH

3

CH

3

OOH

H

2

SO

4

CH3      C       CH

3

кумен                                     куменгідропероксид             фенол           ацетон

O

O

2

4. Одержання з ароматичних сульфосолей – один з найбільш поширених 

синтетичних  способів  одержання  фенолів.  Вихідною

сировиною  є  натрієві 

або  калієві  солі  сульфокислот.  Утворюються  феноляти,  які  піддають  дії 
мінеральних кислот і одержують вільні феноли: 

C

6

H

5

          SO

3

Na        2NaOH                C

6

H

5

ONa      Na

2

SO

3

       H

2

O

2C

6

H

5

ONa       SO

2

    H

2

O              2C

6

H

5

OH        Na

2

SO

3

.

Фізичні  властивості.

  Феноли  –  тверді  кристалічні  речовини  зі 

специфічним  запахом,  важкорозчинні  у  воді,  утворюють  з  нею 
кристалогідрати, температура плавлення яких нижча, ніж у вихідних фенолів. 
Добре  розчиняються  в  органічних  розчинниках,  слабокислі.  Фізичні 
властивості змінюються залежно від зміни молекулярної маси фенолів.  

Хімічні  властивості

.  Хімічні  властивості  фенолів  визначають  наявність 

гідроксильної  групи  в  бензеновому  ядрі  та  їх  взаємовплив.  Феноли  можуть 
вступати в хімічні реакції, характерні для спиртів (утворення фенолятів, або 
феноксидів, етерів і ес-терів, галогенопохідних тощо), а також аренів: реакції 
заміщення  атомів  Гідрогену  в  бензеновому  ядрі  на  галогени,  нітрог-рупу, 

сульфогрупу тощо. Разом з цим у фенолів більш сильні кислотні властивості, 
ніж у спиртів. Тому вони можуть взаємодіяти не тільки з металічним Натрієм 
або Калієм, але й з лугами. 

В  молекулі  фенолу  гідроксил  має  позитивний  і  негативний  мезомерні 

ефекти.  Причому  позитивний  мезомерний  ефект  більший  за  негативни. 
Гідроксил виступає електронодонором по відношенню до радикала (в даному 
випадку  фенілу).  Внаслідок  зсуву  пари  електронів  від  атома  Оксигену  до 
атома Карбону бензенового ядра атом Оксигену, намагаючись компенсувати 
свій заряд, притягує до себе електронну густину зв'язку О–Н. Це призводить 
до підвищення полярності зв'язку С–Н і 

O

H

O

H

збільшення рухливості атома Гідрогену гідроксилу, що і обумовлює кислотні 
властивості фенолів: 

Таким зміщенням електронів в фенолят-йоні пояснюється його підвищена 

стійкість.  При  зміщенні  електронів  електронна  густина  в  бензеновому  ядрі 
перерозподіляється:  вона  підвищена  в  положеннях  2-,  4-  і  6-,  де  і 
відбувається заміщення атомів Гідрогену. 

Хімічні властивості фенолів. 
1.  Взаємодія  фенолів  з  лугами  призводить  до  утворення  стійких 

хімічних сполук – фенолятів, або феноксидів: 

C

6

H

5

OH         NaOH               C

6

H

5

ONa       H

2

O

2.  Утворення  етерів.  Наявність  у  фенолів  позитивного  мезомерного 

ефекту  (+М)  обумовлює  їх  нуклеофільні  властивості,  які  значно  менше 
виражені, ніж у спиртів.  

C

6

H

5

ONa   +   CH

3

Br              C

6

H

5

OCH

3

  +    NaBr

феноксид 
натрію 

бромметан

метилфеніловий етер

3.  Утворення  естерів  відбувається  при  взаємодії  фенолів  з 

хлорангідридами або ангідридами карбонових кислот.

C

6

H

5

ONa       CH

3

        C                  C

6

H

5

O            C            CH

3

             NaCl

O

Cl

O

хлорангідрид
ацетатної к-ти 

фенілетаноат

+

+

4.  Реакції  заміщення  в  бензоновому  ядрі.  Гідроксильна  група  в 

бензеновому  ядрі  проявляє  +М-ефект  і  є  орієнтантом  І  роду.  Вона  – 
електронодонор для  бензенового кільця. Це дозволяє їй спрямовувати атаку 
електрофільних  реагентів  в  орто-  і  пара-положеннях.  Феноли  вступають  в 
реакції  електрофільного  заміщення  значно  легше,  ніж  арени,  що  і  дозволяє 
одержувати з них низку цінних продуктів органічного синтезу. 

а)  Заміщення  галогенами.  При  дії  на  феноли  галогенів  утворюються  їх 

галогенопохідні. Бромування фенолів використовують при фармацевтичному 
аналізі: 

C

CH

CH

CH

HC

HC

OH

3Br

2

C

C

CH

C

CH

C

Br

OH

Br

Br

3HBr

фенол

2, 4, 6-трибромфенол

+

+

2,4,6-Трибромфенол  погано  розчиняється  у  воді  і  випадає  в  осад,  що 

дозволяє використовувати дану реакцію для виявлення фенолів у розчинах. 

б)  Нітрування.  При  дії  на  фенол  20%-ї  нітратної  кислоти  утворюється 

суміш  о-  і  п-нітрофенолів,  які  розділяють  перегонкою  з  водяною  парою  (о-
нітрофенол відганяється, а п-нітрофенол залишається у розчині): 

O

2

N

NO

2

NO

2

OH

NO

2

OH

OH

OH

NO

2

HNO

3

HNO

3

фенол

пікринова к

-

 та

нітрофенол

о

нітрофенол

n

+

При 

нітруванні 

фенолу 

концентрованою 

нітратною 

кислотою 

утворюється 2,4,6-тринітрофенол, або пікринова кислота: 

CH

C

C

CH

CH

HC

HC

NO

2

C

C

CH

C

HC

3HO     NO

2

                                         3H

2

O

OH

OH

NO

2

фенол                                        пікринова кислота

Пікринова  кислота  –  кристалічна  речовина  жовтого  кольору,  гірка  на 

смак,  плавиться  при  122  °С,  при  перегріванні  вибухає.  Застосовують  для 
фарбування  тканин  у  текстильній  промисловості,  виготовлення  вибухових 
речовин  (фугасних  бомб),  лікування  опіків  (в  медицині,  ветеринарії),  як 
сировину  для  одержання  хлорпікрину  (засобу  для  боротьби  із  шкідниками 
сільськогосподарських культур). 

в) Сульфування. Фенол може взаємодіяти з концентрованою сульфатною 

кислотою.  Змінюючи  умови  хімічної  реакції  (наприклад,  температуру), 
можна  одержати  переважно  орто-  або  пара-ізомери.  Відповідно  до  правил 
ІЮПАК сульфогрупа вважається «старшою» за гідроксильну, тому продукти 
реакції називають сульфокислотами, а не сульфофенолами: 

HO

3

S

OH

OH

OH

SO

3

H

H

2

SO

4

H

2

SO

4

4-гідроксибен-
зенсульфокислота

фенол

2-гідроксибен-
зенсульфокислота

5.  Гідрування  (гідрогенізація).  При  нагріванні  та  в  присутності  певних 

каталізаторів  феноли  можуть  приєднувати  молекулярний  водень, 
перетворюючись на спирти циклопарафінового ряду: 

OH

OH

3H

2

/Ni

170 C

фенол                    циклогексанол

Циклогексанол  (циклогексиловий  спирт,  гексагідрофенол)  –  тверда 

речовина,  плавиться  при  25,15  °С,  при  окисненні  перетворюється  на 
циклогексанон  або  пентадіолову  кислоту,  які  застосовують  у  виробництві 
синтетичних волокон капрону, нейлону. Циклогексанол – добрий органічний 
розчинник  для  масел  та  олій,  восків  і  полімерів,  барвників  і  реактивів, 
гомогенізуючий  засіб  для  дезинфекційних  сумішей.  У  великих  дозах  діє  як 
наркотик. 

6. Окиснення. Феноли легко окиснюються навіть киснем повітря. При 

цьому їх забарвлення змінюється: вони стають рожевими, червонувато-

рожевими або темними. Процес окиснення протікає у декілька стадій. 

O

O

Такі  радикали  нестійкі.  Вони  вступають  в  різні  хімічні  реакції,  в  т.  ч. 

утворення  димерів  і  полімерів.  При  інтенсивному  окисненні  фенолів 
сильними  реагентами  (наприклад,  хромовою  сумішшю)  окиснюються 
гідроксил  і  Гідроген  бензенового  ядра  в  пара-положенні  з  утворенням 
бензохінону,  а  при  більш  глибокому  окисненні  –  і  продукти  розщеплення 
бензенового ядра: 

OH

O

O

H

2

O

O

фенол

                     бензохінон

7'.  Утворення  комплексних  солей.  Такі  солі  найчастіше  феноли 

утворюють  з  хлоридом  феруму  (III).  Якщо  до  розбавленого  водного  або