第11章 酚和醌(食品2)
5
2、氯苯水解 、
Cl
+
NaOH
Cu ,20MPa 350~370℃
ONa
HCl
OH
优点: 操作简便,副产物易分离; 优点: 操作简便,副产物易分离; 缺点: 需要高温、 高压反应, 缺点 : 需要高温 、 高压反应 , 且碱对设备的腐蚀严 重,反应困难。 反应困难。 若苯环上连有强吸电子基,水解较易。 若苯环上连有强吸电子基,水解较易。 强吸电子基
OH
H3C CH3 C CH2
OH
+
CH3
浓 H2SO4
(CH3)3C
C(CH3)3
4-甲基 甲基-2,6-二 甲基 二 叔丁基苯酚
20
CH3
酚也较容易发生酰基化反应, 酚也较容易发生酰基化反应,但酚羟基上易发生酯 容易发生酰基化反应 化反应,而使酚的酰基化反应产率较低。 化反应,而使酚的酰基化反应产率较低。
二、酚的制法 1、异丙苯氧化法
O OH
OH
O2 / 过过酸过 110~120℃
稀 H2SO4 75~80℃
O
+
氢过氧化异丙苯 聚合橡胶的引发剂
此法是目前工业生产苯酚最主要 最好的方法 最主要和 的方法, 此法是目前工业生产苯酚最主要和最好的方法, 原料廉价易得,可连续化生产, 原料廉价易得,可连续化生产,副产品丙酮也是常用 的有机试剂、有机溶剂之一。 的有机试剂、有机溶剂之一。
酚过量: 酚过量:
OH
HCHO
2
H or OH
+
-
HO
CH2
OH CH2 或
OH
OH
23
以上中间产物与甲醛、苯酚继续作用, 以上中间产物与甲醛、苯酚继续作用,就可得到 线型酚醛树脂: 线型酚醛树脂:
OH CH2 OH
OH OH CH2 CH2 OH
HCHO , C6H5OH + H or OH
HCHO , C6H5OH + H or OH
CH3I
+
O CH3
NaI
+
ONa
(CH3)2SO4
+
CH3OSO3Na
Br
+
Cu 210℃
O
+
NaBr
酚醚化学性质稳定,醚中的C- 很难断开 很难断开, 酚醚化学性质稳定,醚中的 -O很难断开,但与 稳定 作用时, 浓HI作用时,可使醚键断开,生成酚和碘甲烷。 作用时 可使醚键断开,生成酚和碘甲烷。
10
1、酚羟基上的反应 、 (1)酚羟基的酸性 )
OH
+
NaOH
ONa
+
H2O
乙醇 pKa 17
水 15.7
苯酚 10
碳酸 6.38
注意:苯酚不能与 反应; 注意:苯酚不能与NaHCO3反应; 不能 应用:分离或鉴别醇或酚与羧酸。 应用:分离或鉴别醇或酚与羧酸。
ONa
+
H2O
+
CO2
OH
+
NaHCO3
OH
OH
+ HCHO
酸或酸
CH2OH
+
CH2OH
OH
反应历程: 反应历程:
O H C H
H
+
OH H C +
+
H
OH
CH2OH OH
H
CH2OH
H
OH
+
CH2OH
+
+
OH
-H
+
HO
CH2OH
22
醛过量: 醛过量:
OH
OH
OH
CH2OH
+
2 HCHO
H or OH -
+
+
HOCH2
CH2OH
CH2OH
11
苯酚具有酸性的原因: 苯酚具有酸性的原因: 原因 当苯酚形成苯氧负离子 苯氧负离子后 当苯酚形成苯氧负离子后,该离子的共轭程度比 苯酚还要大,因此更稳定,故使酚羟基显示出酸性。 苯酚还要大,因此更稳定,故使酚羟基显示出酸性。 更稳定 取代酚的酸性: 取代酚的酸性: 当苯环上连有强吸电子基时 当苯环上连有强吸电子基时,会使苯氧负离子中 强吸电子基 氧上的负电荷更分散,则结构就更稳定,相应的取代 氧上的负电荷更分散,则结构就更稳定, 苯酚的酸性比苯酚的酸性更强。 苯酚的酸性比苯酚的酸性更强。 酸性更强
OH
OH
H2 / Ni 120~200℃,1~2MPa
OH
浓 H2SO4
OH SO3H
+
HO3S
OH
20℃ ℃ 100℃ ℃
OH SO3H
49% 10%
浓 H2SO4 100℃
浓 HNO3
51% 90%
SO3H HO3S
NO2 O2N OH NO2
+
HO3S
OH
OH
19
(4)傅-克反应 ) 酚比苯易发生 - 烷基化反应 生成多烷基化产物 烷基化反应, 多烷基化产物。 酚比苯易发生F-C烷基化反应,生成多烷基化产物。 烷基化试剂: 烷基化试剂:多为烯烃或醇 催化剂: 催化剂:浓硫酸或浓磷酸 原 酚羟基的活性较强,易与AlCl3成络合物,使 成络合物, 因:酚羟基的活性较强,易与 芳环上亲电取代的活性降低。 芳环上亲电取代的活性降低。
Cl NO2
O2N Cl NO2
NaCO3 130℃
ONa NO2
HCl
OH NO2
NaCO3 100℃
O2N
ONa NO2
HCl
O2N
OH NO2
6
3、磺化碱熔法 、 ——芳磺酸盐和 芳磺酸盐和NaOH共熔 芳磺酸盐和 共熔
SO 3Na
ONa
OH
NaOH 熔熔
酸酸
300~320℃
优点:此法是较早的生产方法,苯酚的收率高、质量 优点:此法是较早的生产方法,苯酚的收率高、 好、生产设备简单; 生产设备简单; 缺点:反应流程复杂、且生产不连续, 缺点:反应流程复杂、且生产不连续,消耗大量的硫 酸和烧碱,不宜大规模生产。 酸和烧碱,不宜大规模生产。 目前,仅用来生产β−萘酚和间苯二酚。 目前,仅用来生产β−萘酚和间苯二酚。 β−萘酚和间苯二酚
9
四、酚的化学性质
..
O H
酚的性质主要表现在酚羟基和苯环上 酚的性质主要表现在酚羟基和苯环上。 酚羟基 酚中苯环上更易发生亲电取代反应。 酚中苯环上更易发生亲电取代反应。 苯环上更 亲电取代反应 酚羟基具有酸性 , 不易发生 酚羟基被取代 发生酚羟基 被取代的 酚羟基具有 酸性, 且 不易 发生 酚羟基 被取代 的 酸性 反应。 反应。
3
CH3 OH
HOOC OH
O2N
OH
2-甲基苯酚 甲基苯酚 邻甲苯酚
CHO OH
4-羟基苯甲酸 羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸
NO2 O2N OH
6-硝基 萘酚 硝基-1-萘酚 硝基
OH
HO
NO2
OH
2-羟基苯甲醛 羟基苯甲醛
2,4,6-三硝基苯酚 -
1,3,5-苯三酚 苯三酚 均苯三酚
4
邻羟基苯甲醛(水杨醛) 邻羟基苯甲醛(水杨醛) 苦味酸
OH
20% HNO3 25℃
OH NO2
+
O2N
OH
30~40% ~
浓 HNO3
O2N OH NO2
15%
NO2
收 率 很
+
O2N
OH NO2
O2N
Cl NO2
H2O
O2N
OH
低
NO2
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(3)磺化反应 ) 浓硫酸与苯酚的反应较易发生,反应条件不同, 浓硫酸与苯酚的反应较易发生,反应条件不同, 产物比例有所差异。 产物比例有所差异。
OH
OH
OH
CH3
NO2
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酚中苯环上连的吸电子基越多,则酚的酸性越强。 酚中苯环上连的吸电子基越多,则酚的酸性越强。 吸电子基越多 酸性越强
OH NO2
OH O2N NO2
NO2
NO2
pKa
OH
δ-
4
OH δ+
0.71
OH δ+
NO2
NO2
NO2
13
(2)酚醚的生成 )
ONa O CH3
+
ONa
HO OH OH
2
OH
③ 多元酚
HO OH
3、酚的命名 、 酚的命名一般是以苯酚作为母体 苯环上其它 苯酚作为母体, 酚的命名一般是以苯酚作为母体,苯环上其它 基团视为取代基。 基团视为取代基。 视为取代基 但当苯环上连有比酚羟基优先的基团时( 但当苯环上连有比酚羟基优先的基团时(按照 优先次序判断),要以最优先的基团作为主官能团, 优先次序判断) 要以最优先的基团作为主官能团, 判断 由主官能团决定母体的名称,此时将羟基作取代基 由主官能团决定母体的名称,此时将羟基作取代基 处理。 处理。 羟基连在稠环上的化合物,其命名与苯酚类似, 羟基连在稠环上的化合物,其命名与苯酚类似, 但须遵循稠环芳烃的编号原则。 须遵循稠环芳烃的编号原则。
OH CH2 OH CH2 OH CH2 OH
线型酚醛树脂
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线型酚醛树脂继续反应可生成网状体型酚醛树脂
OH OH OH OH -CH2- -CH2- -CH2- -CH2H CH2=O H CH2OH H
CH2O, C6H5OH H+orOH-
-CH2- -CH2- -CH2- -CH2OH OH OH OH
苯甲酸苯酯