有机化学课件(徐寿昌)11

1、第十一章第十一章 酚和醌酚和醌 第十一章第十一章 酚和醌酚和醌（一）（一）酚酚一、一、 酚的结构、分类和命名酚的结构、分类和命名酚是具有酚是具有Ar-OH 通式的化合物，酚与醇在结构上的差别通式的化合物，酚与醇在结构上的差别就在于它所含的羟基直接与芳环相连。就在于它所含的羟基直接与芳环相连。 OH酚酚 CH2OH芳醇芳醇酚的结构：酚的结构： OHsp2OH酚羟基氧上未共用电子对和芳环的酚羟基氧上未共用电子对和芳环的电子云形成大电子云形成大键，键，所以酚较稳定。所以酚较稳定。对比：醇的结构：氧原子 sp3杂化sp3 杂化轨道酚的分类酚的分类 按照酚类分子中所含羟基的数目多按照酚类分子中所含羟基的

2、数目多少，分为一元酚和多元酚。少，分为一元酚和多元酚。酚的命名酚的命名 以苯酚作为母体，苯环上连接的其以苯酚作为母体，苯环上连接的其他基团作为取代基。根据分子中羟基的数目，他基团作为取代基。根据分子中羟基的数目，分为：一元酚、二元酚、三元酚等。分为：一元酚、二元酚、三元酚等。一元酚一元酚二元酚二元酚三元酚三元酚*带有优先序列取代基的命名带有优先序列取代基的命名：当取代基的序列优于酚羟基时，按取代基的排列次当取代基的序列优于酚羟基时，按取代基的排列次序的先后来选择序的先后来选择母体母体。取代基的先后排列次序为：。取代基的先后排列次序为：如：如： 称为称为对羟基苯磺酸对羟基苯磺酸OHSO3H-CO

3、OH, -SO3H, -COOR, -COX, -CONH2, -CN, -CHO, C=O, -OH(醇醇), -OH(酚酚), -SH, -NH2, R烷基烷基, -OR, -SR, X,-NO2二、二、 酚的制法酚的制法氢过氧化异丙苯氢过氧化异丙苯绿色的合成绿色的合成路线路线1：0.6（一）从异丙苯制备（一）从异丙苯制备+CH3CH=CH2CHCH3CH3H2SO4O-O-HCH3O2H2SO4OH+ CH3COCH3CCH3空气空气,110120过氧化物过氧化物稀稀7578二、二、 从芳卤衍生物制备从芳卤衍生物制备 当卤原子的当卤原子的邻位邻位或或对位对位有有强的吸电子基强的吸电子基时

4、，水解反应时，水解反应容易进行。容易进行。单硝基芳卤单硝基芳卤比较硝基对苯的比较硝基对苯的亲电亲电( )取代反应取代反应难易的不同？难易的不同？注意反应注意反应条件！条件！ClONa+ NaCl+NaOH2H O2+350370,20MPaCu催化剂催化剂ONa+HClOH+ NaCl多硝基芳卤多硝基芳卤（三）（三） 从芳磺酸制备从芳磺酸制备 碱熔法碱熔法 成本高；当环上已有成本高；当环上已有-COOH、-Cl、-NO2等基团时，等基团时，则副反应多。则副反应多。酚大多数为结晶固体。酚大多数为结晶固体。 酚的沸点和溶点高于质量相近的烃酚的沸点和溶点高于质量相近的烃氢键。氢键。 酚微溶于水，能溶

5、于酒精，乙醚等有机溶剂。酚微溶于水，能溶于酒精，乙醚等有机溶剂。酚的氢键酚的氢键酚与水分子之间的氢键酚与水分子之间的氢键酚与酚分子之间的氢键酚与酚分子之间的氢键三三 酚的物理性质酚的物理性质1 酚的酸性酚的酸性O-H键容易离解。键容易离解。 极高的亲电反应活性极高的亲电反应活性O-H基对苯环的供电性。基对苯环的供电性。 酚具有酸性的原因酚具有酸性的原因氧原子以氧原子以SP2（与醇醚不同）（与醇醚不同）杂化轨道杂化轨道参与成键，它的一对未共用电子的参与成键，它的一对未共用电子的P轨道与苯环的轨道与苯环的6个个P轨道平行，轨道平行，并且共轭，氧原子的负电荷分散到整个公轭体系中，氧的电子云并且共轭，

6、氧原子的负电荷分散到整个公轭体系中，氧的电子云密度降低，减弱了密度降低，减弱了O-H键，氢原子容易离解成为质子。键，氢原子容易离解成为质子。 酚具有极高的亲电反应活性的原因酚具有极高的亲电反应活性的原因氧原子的氧原子的P电子分电子分散到苯环上，增加了苯环的电子云密度，加强了亲电反应活性。散到苯环上，增加了苯环的电子云密度，加强了亲电反应活性。四四 酚的化学性质酚的化学性质（一）（一） 酚羟基的反应酚羟基的反应酸性酸性苯酚：苯酚：pKa=10乙醇：乙醇：pKa=17环己醇：环己醇：pKa=18碳酸：碳酸：pKa=6.4 苯酚能溶解于氢氧化钠水溶液苯酚能溶解于氢氧化钠水溶液 通入二氧化碳，苯酚即游

7、离出来通入二氧化碳，苯酚即游离出来工业上利用苯酚能溶工业上利用苯酚能溶于碱，而又可用酸分于碱，而又可用酸分离的性质来处理和回离的性质来处理和回收含酚废水。收含酚废水。苯酚溶于苯酚溶于NaOH，但，但不溶于不溶于NaHCO3苯环上取代基对苯酚酸性的影响苯环上取代基对苯酚酸性的影响吸电子基团的硝基愈吸电子基团的硝基愈多，酸性愈强。多，酸性愈强。pKapKa吸电子基团（硝基）使吸电子基团（硝基）使羟基氧上负电荷更好地羟基氧上负电荷更好地离域移向苯环（诱导和离域移向苯环（诱导和共轭效应），生成更稳共轭效应），生成更稳定的对硝基苯氧负离子，定的对硝基苯氧负离子，酸性增强。酸性增强。（已学（已学威廉森合成

8、威廉森合成p237） 酚金属与烷基化剂在弱碱性溶液中作用可得酚金属与烷基化剂在弱碱性溶液中作用可得 二苯基醚可用酚金属与芳卤衍生物作用而得二苯基醚可用酚金属与芳卤衍生物作用而得 酚醚与氢碘酸作用，分解而得到原来的酚酚醚与氢碘酸作用，分解而得到原来的酚有机合成中用来保有机合成中用来保护酚羟基护酚羟基 P4932 酚醚的生成酚醚的生成（3）酯的生成）酯的生成 酚与酸酐或酰氯作用可得酚与酸酐或酰氯作用可得酚与羧酸直接酚与羧酸直接酯化困难酯化困难 羟基是强的邻对位定位基，使苯环活化。羟基是强的邻对位定位基，使苯环活化。1、卤化反应卤化反应酚很容易发生卤化。酚很容易发生卤化。邻、对位上有邻、对位上有磺酸

9、基磺酸基团团时，可同时被取代时，可同时被取代苯酚与溴水作苯酚与溴水作用，生成用，生成2,4,6-三溴苯酚三溴苯酚白色白色沉淀沉淀溴水过量，生成黄色溴水过量，生成黄色的四溴苯酚析出的四溴苯酚析出（二） 芳环上的亲电取代反应芳环上的亲电取代反应白色沉淀白色沉淀 (100%)黄色沉淀黄色沉淀 一元取代物对一元取代物对溴苯酚的生成溴苯酚的生成（低温，非极性溶剂）（低温，非极性溶剂）对氯苯酚、邻氯对氯苯酚、邻氯苯酚和苯酚和2,4-二氯二氯苯酚的生成苯酚的生成（注意：（注意：温度和氯用量，不用溶剂温度和氯用量，不用溶剂）2,4-二氯苯酚二氯苯酚2,4,6 -三氯苯酚的三氯苯酚的生成生成（水溶液）（水溶液）

10、 稀硝酸，室温稀硝酸，室温2、硝化反应硝化反应酚很容易硝化酚很容易硝化浓硝酸，室温浓硝酸，室温邻硝基苯酚和对硝基苯酚可邻硝基苯酚和对硝基苯酚可 方法分开方法分开邻硝基苯酚分子邻硝基苯酚分子形成分子内六元环形成分子内六元环的螯和物，对硝基的螯和物，对硝基苯酚只能通过分子苯酚只能通过分子间的氢键缔和。间的氢键缔和。注意这注意这种结构种结构用水蒸气蒸馏用水蒸气蒸馏 下列化合物哪些能形成分子内氢键下列化合物哪些能形成分子内氢键? ? ()、()、()、()、()能形成分子内氢键能形成分子内氢键解：解：() 邻硝基苯酚邻硝基苯酚; ()对羟基苯乙酮对羟基苯乙酮; ()邻氯苯酚邻氯苯酚() 间溴苯酚间溴苯

11、酚; ()邻氨基苯酚邻氨基苯酚; ()邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸() 邻氯甲苯邻氯甲苯; ()邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛3、磺化反应磺化反应2,4,6-三硝基苯酚三硝基苯酚羟基苯磺酸羟基苯磺酸4-羟基羟基-1,3-苯二磺酸苯二磺酸由于酚羟基的活化，酚比芳烃容易进行傅由于酚羟基的活化，酚比芳烃容易进行傅-克反应。克反应。注意：注意：在此在此一般不用一般不用AlCl3作催化剂作催化剂(易形成络合物易形成络合物).（1） 醇或稀醇或稀烃为烷基化剂烃为烷基化剂（2）羧酸为）羧酸为酰基化剂酰基化剂对羟基苯乙酮对羟基苯乙酮4、烷基化和酰基化反应、烷基化和酰基化反应（3）酰氯为酰基化剂）酰氯为酰基化剂-Frie

12、s重排重排对羟基苯乙酮对羟基苯乙酮酯酯注意重排注意重排成酯反应和成酯反应和Fries重重排！但芳环上有间排！但芳环上有间位定位基，如位定位基，如-NO2时酯不发生重排。时酯不发生重排。热力学控制热力学控制动力学控制动力学控制哪个过程哪个过程Ea小？反应速小？反应速度快？哪种产物稳定？度快？哪种产物稳定？（三）（三） 与与FeCl3的显色反应的显色反应-可检验酚羟基的存在可检验酚羟基的存在一般认为反应生成了络和物一般认为反应生成了络和物不同的酚呈不同的酚呈现不同的颜现不同的颜色。色。凡具有凡具有烯醇烯醇式式的化合物的化合物也有这种显也有这种显色反应。色反应。但但苦味酸苦味酸，对羟基苯甲对羟基苯甲

13、酸酸不显色不显色。如何证明在邻羟基苯甲醇（水杨醇）如何证明在邻羟基苯甲醇（水杨醇） 中含有中含有一个酚羟基和一个醇羟基？一个酚羟基和一个醇羟基？CH2OHOH答答：（1）加入与）加入与FeCl3，显色（蓝色），表明有酚羟，显色（蓝色），表明有酚羟基存在；基存在； 作业作业P270：第第7题题（2）将）将邻羟基苯甲醇分别与邻羟基苯甲醇分别与NaHCO3和和NaOH作用，该作用，该物质不溶于物质不溶于NaHCO3而溶于而溶于NaOH，酸化后又能析出，酸化后又能析出，表明该物质显弱酸性（进一步证明有酚羟基）。表明该物质显弱酸性（进一步证明有酚羟基）。（3）与卢卡斯试剂反应生成混浊（证明有醇羟基）与卢

14、卡斯试剂反应生成混浊（证明有醇羟基,酚微酚微 溶于水）溶于水）俗名俗名石炭酸石炭酸，有机合成的重要原料，用于制造酚醛，有机合成的重要原料，用于制造酚醛树脂及其他高分子材料、药物、染料、炸药等。树脂及其他高分子材料、药物、染料、炸药等。例：苯酚催化加氢生成环己醇，可用来生产例：苯酚催化加氢生成环己醇，可用来生产尼龙尼龙-66（一）（一） 苯酚苯酚五五 重要的重要的酚酚氧化得己氧化得己二酸二酸简称甲酚，有邻、间、对位三种异构体，存在于煤简称甲酚，有邻、间、对位三种异构体，存在于煤焦油中，沸点相近，不易分离。邻、对甲酚为无色晶焦油中，沸点相近，不易分离。邻、对甲酚为无色晶体，间甲苯酚为无色或淡黄色液

15、体，用于制备农药、体，间甲苯酚为无色或淡黄色液体，用于制备农药、染料、炸药、电木等。染料、炸药、电木等。（二）（二） 甲苯酚甲苯酚 工业上甲酚可由工业上甲酚可由 甲苯磺酸钠盐甲苯磺酸钠盐制备制备。无色固体，易氧化成醌。可由苯胺氧化成对苯醌后，无色固体，易氧化成醌。可由苯胺氧化成对苯醌后，再还原制备。再还原制备。 对苯二酚极易氧化成醌。对苯二酚是强还原剂，用作对苯二酚极易氧化成醌。对苯二酚是强还原剂，用作显影剂和高分子单体的防止聚合的阻抑剂。显影剂和高分子单体的防止聚合的阻抑剂。（三）（三） 对苯二酚对苯二酚有有 -萘酚萘酚和和 -萘酚萘酚两种异构体，由相应的萘磺酸钠两种异构体，由相应的萘磺酸钠

16、经碱熔制备，是重要的染料中间体。经碱熔制备，是重要的染料中间体。 -萘酚用作杀虫萘酚用作杀虫剂，抗氧剂。剂，抗氧剂。 萘酚成弱酸性，与萘酚成弱酸性，与FeCl3发生颜色反应（发生颜色反应（ -萘酚呈萘酚呈紫紫色色絮状沉淀，絮状沉淀， -萘酚呈萘酚呈绿色绿色）。）。（四）（四） 萘酚萘酚苯醌：只有苯醌：只有两个异构体两个异构体邻苯醌和对苯醌。邻苯醌和对苯醌。 醌类是醌类是一类环状不饱和二酮，它没有芳香性。其与二元酚在结一类环状不饱和二酮，它没有芳香性。其与二元酚在结构和性质上有密切的联系。构和性质上有密切的联系。 可用价键理论分析无间位，（无法生成两个双键）。可用价键理论分析无间位，（无法生成两

17、个双键）。 （二）醌（二）醌11.8 苯醌苯醌 邻苯醌和对苯醌可由相应的二元酚氧化制得邻苯醌和对苯醌可由相应的二元酚氧化制得 苯胺氧化可制得对苯醌苯胺氧化可制得对苯醌苯醌分子具有两个羰基，两个碳碳双键。即可发生苯醌分子具有两个羰基，两个碳碳双键。即可发生羰基反应，也可发生碳碳双键反应。羰基反应，也可发生碳碳双键反应。（1）碳碳双键加成）碳碳双键加成 苯醌可与氢卤酸苯醌可与氢卤酸,氢氰酸和胺发生氢氰酸和胺发生1,4-加成加成,生成生成1,4-苯二酚的衍生物苯二酚的衍生物.2,3,5,6-四溴环己二酮四溴环己二酮（2）1,4-加成加成 对苯醌能与一分子羟胺和二分子羟对苯醌能与一分子羟胺和二分子羟胺生成单胺生成单肟肟或双肟。或双肟。与羟胺反应与羟胺反应苯醌单肟（苯醌单肟（wo)与对与对亚硝基苯酚的互