内容正文:
第三章 烃的衍生物
第二节 酚
1.通过认识酚分子中羟基的连接方式,了解苯酚的主要性质,理解羟基和苯环的相互影响,形成结构决定性质的核心理念。
2.通过苯酚性质的学习,了解苯酚及酚类的毒性及其对环境的危害。
学习目标
丁香酚
芝麻酚
一、酚
1.定义:羟基与苯环直接相连而形成的化合物。
2.官能团:羟基(—OH)
分子式 结构简式 球棍模型 比例模型 共面特点
C6H6O
C6H5OH
至少有12个原子共面,最多有13个原子共面
苯酚中羟基与苯环直接相连,苯酚是最简单的酚类物质。
酚的命名
4-甲基苯酚
2-羟基苯磺酸
1,3-苯二酚
官能团次序规则:
-COOH > -SO3H > -COOR > -COX > -CONH2 > -CN > -CHO > -CO- > -OH
> -NH2 > -C≡C- > -C=C- > -OR > -F > -Cl > -Br > -I > -NO2
有多个官能团时,以最优先的官能团为主官能团,其他为取代基命名
二、苯酚的物理性质
43 ℃
无色,放置时间较长时因被空气中的氧气氧化而呈粉红色
颜色:
气味:
有特殊气味
状态:
晶体
熔点:
毒性:
对皮肤有腐蚀性
溶解性:
室温下,在水中的溶解度是9.2 g,当温度高于 65℃时,能与水互溶,易溶于有机溶剂。
三、苯酚的酸性
现象:溶液变澄清
现象:溶液变浑浊
OH
+ NaOH
ONa
+ H2O
ONa
+ HCl
OH
+ NaCl
苯酚悬浊液
滴加NaOH溶液
苯酚钠溶液
加入稀盐酸
苯酚钠溶液
通入CO2
现象:溶液变浑浊
苯酚悬浊液
滴加Na2CO3溶液
现象:溶液变澄清
由于苯酚中的羟基和苯环直接相连,相互影响,使酚羟基中的氢原子比醇羟基中的氢原子更活泼。苯酚在水溶液中呈弱酸性,故俗称石炭酸。
三、苯酚的酸性(苯环对-OH的影响)
【酸性】HCl>CH3COOH>H2CO3>C6H5OH>HCO3-
苯酚酸性比H2CO3还弱,其水溶液不能使指示剂变色
无论量多量少,只能生成碳酸氢钠
酸性:H2CO3>C6H5OH>HCO3-
Na NaOH NaHCO3
醇—OH
酚—OH
—COOH
√
×
√
√
√
√
×
√
×
—OH上的H活性小结:
羧酸>苯酚>水>乙醇
醇羟基、酚羟基、羧基活性比较
四、取代反应(羟基对苯环的影响)
四、取代反应(羟基对苯环的影响)
结论:受羟基的影响,苯基上的邻、对位的H变得更活泼了,容易被取代,该反应可用作苯酚的检验和定量测定。
2,4,6-三溴苯酚 (白色沉淀)
苯酚与溴水反应:
四、取代反应(羟基对苯环的影响)
苯酚与浓硝酸反应:
(苦味酸,黄色炸药)
2,4,6-三硝基苯酚
+ 3HNO3
+ 3H2O
浓硫酸
五、苯酚的加成反应
因苯酚含有苯环,故可以与H2发生加成反应
工业制环己醇
六、苯酚的显色反应
苯酚与FeCl3溶液作用使溶液显紫色
这一反应也常用于酚的检验,也可用于三价铁离子检验。
6C6H5OH+Fe3+ → [Fe(C6H5O)6]3-(显色离子) + 6H+
七、苯酚的用途
(1)甲酚常用于制造有消毒作用的酚皂;
(2)从葡萄中提取的酚具有延缓衰老的功效,可用于制造化妆品;
(3)茶叶中的酚具有抗癌、防腐作用,可用于制备抗癌药物和食品防腐剂;
(4)多农药的主要成分也含有酚类物质。
苯酚
结构特点
物理性质
特殊气味
溶解度不大
有毒,有腐蚀性
化学性质
弱酸性
取代反应
加成反应
显色反应
类别 苯 苯酚
结构简式
溴
代
反
应 反应物 液溴 饱和溴水
反应条件 FeBr3作催化剂 不需要催化剂
产物
结论 苯酚与溴的取代反应比苯易进行
原因 酚羟基对苯环影响,使苯环上邻、对位上的氢原子的活性增强,易被取代
苯环的性质:
取代反应(三取代)
加成反应
OH
羟基的性质:
弱酸性
还原性
特征反应: 显色反应
羟基活化苯环
苯环活化羟基
基团之间相互影响
(1)苯环对支链的影响
①烷烃和苯均不与酸性高锰酸钾溶液反应,而苯的同系物(与苯环直接相连的碳原子上有氢原子)可被其氧化成苯甲酸。
②苯环对羟基的影响,使得酚羟基在水溶液中能发生部分电离显弱酸性。
(2)支链对苯环的影响
①甲基对苯环的影响,使得甲苯与硝酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯。
②酚羟基对苯环的影响,使得苯酚与饱和溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚。
基团间的相互影响
生漆与酚
树漆与蚕丝、蜂蜜在我国素有“三大宝”的美名。生漆是从漆树树干上取得的天然树漆,又称大漆或土漆,具有防腐蚀、耐强酸、耐强碱、防潮绝缘、耐高温等优良性质。生漆是世界公认的“涂料之王”,是车船、电缆、军工、建筑、家具和工艺品常用的高级涂料。它的主要成分之一是漆酚,其结构简式为 (R 为长链烃基)。
天然树漆
涂有生漆家具
果蔬变色与酚的氧化
多酚氧化酶在有氧的情况下可催化酚的氧化反应,使其变成深色物质。在果蔬加工过程中常常因此而出现不受欢迎的褐色或黑色,影响果蔬的感观质量。
新鲜的香蕉、苹果、梨、茄子、马铃薯等果蔬被碰伤、切开或遭遇病害时,其组织中的酚暴露在空气中,容易在多酚氧化酶的催化下被氧化而发生褐变。
1.(1)苯酚与饱和溴水反应时,饱和溴水要略过量,为什么?
提示 若苯酚过量,生成的2,4,6-三溴苯酚会溶于苯酚中,无沉淀生成。
(2)如何除去苯中的少量苯酚?能采用加入浓溴水后过滤的方法吗?
提示 向混合物中加入NaOH溶液,充分振荡后静置,用分液漏斗分离出上层液体。
不能,苯酚溶液中加入浓溴水后,生成白色沉淀,但2,4,6-三溴苯酚易溶于苯中,故不能用过滤的方法除去苯中的2,4,6-三溴苯酚。
(3)可以用哪些试剂鉴别苯酚?
提示 苯酚与浓溴水反应时,出现白色沉淀;苯酚与FeCl3溶液作用能显紫色。因此,可用浓溴水、FeCl3溶液鉴别苯酚。
想一想
2.苯酚是有特殊气味的无色晶体,易溶于热水(65 ℃以上)和有机溶剂。
(1)久置的苯酚常显粉红色的原因是什么?
提示 部分苯酚被空气中的氧气氧化。
(2)苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性。若皮肤上沾有苯酚应如何处理?
提示 立即用乙醇冲洗,再用水冲洗。
(3)如何洗去试管壁上附着的苯酚?
提示 用NaOH溶液或者酒精或者高于65 ℃的热水清洗。
想一想
1.正误判断
(1)分子中含有苯环和羟基的有机物一定是酚类( )
(2)萘( )有两种一元羟基衍生物,它们都属于酚类( )
(3)苯酚有毒,但其水溶液可用作消毒剂( )
(4)苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面内( )
×
√
√
√
1.下列反应能说明苯酚分子中由于羟基影响苯环使苯酚分子中苯环比苯活泼的是
① +2Na―→ +H2↑
② +3Br2―→ +3HBr
③ +NaOH―→ +H2O
A.①③ B.只有② C.②和③ D.全部
√
—OH对苯环的影响结果是使苯环上羟基邻、对位的H活泼性增强,更易发生取代反应。
2.没食子儿茶素的结构简式如图,它是目前尚不能人工合成的纯天然的抗氧化剂。下列有关该物质的叙述正确的是
A.分子式为C15H12O5
B.1 mol该物质与4 mol NaOH恰好完全反应
C.该物质在浓硫酸作用下可发生消去反应
D.该物质可以和溴水发生取代反应和加成反应
√
C15H14O5
3 mol
不能与溴水发生加成反应
$$