Химические свойства фенолов

Химические свойства спиртов

1. Окисление спиртов. Спирты подвергаются окислению in vitro под действием

окислителей, например, К2Сr2O7, in vivo под действием ферментов, которые носят название дегидрогеназы. При этом происходит дегидрирование спирта. Субстрат (спирт) теряет два атома водорода. Это эквивалентно потере двух электронов 2е и двух протонов водорода 2Н+ или Н+ и Н.

А) Окисление первичных спиртов:

НАД + Этанол ® Этаналь + НАДН + Н+

Б) Окисление вторичных спиртов:

Пропанол-2 + НАД+®Пропанон + НАДН +Н+

Таким образом, при окислении первичных спиртов образуются альдегиды, а вторичных – кетоны.

2. Реакция нуклеофильного замещения (SN).

Субстрат реаг. нуклеофил

-C-Х + Y: -С-Y + X:

В ходе реации нуклеофильного замещения атакующий реагент (нуклеофил) отдаёт субстрату свою пару электронов, за счёт которой образуется связь между атомом углерода субстрата и нуклеофилом, а уходящая группа (нуклеофуг) отщепляется со своей парой электронов.

Рассмотрим реакцию нуклеофильного замещения на примере получения хлорэтана из этанола:

Поскольку –ОН группа в молекуле субстрата (этанол) является плохо уходящей группой, то прямое нуклеофильное замещение осуществить не удается. Поэтому производят преобразование плохо уходящей группы в хорошо уходящую группу. Для этого в субстрате уходящую группу –ОН (нуклеофуг) переводят в ониевую в присутствии ионов Н+, чтобы она отщепилась в виде нейтральной молекулы. При этом образуется промежуточный ион этилоксония, от которого отщепляется молекула воды – хорошо уходящая группа. Реагент (нуклеофил) присоединяется за счёт своей пары электронов к атому водорода субстрата. Так получается хлорэтан, применяемый в медицине для ингаляционного наркоза.

3. Качественная реакция на многоатомные спирты.

4. Многоатомные спирты, проявляя более выраженные кислотные свойства по сравнению с одноатомными спиртами вступают в реакцию с гидроксидом меди (2) – осадком голубого цвета в щелочной среде с образованием растворимого хелатного комплекса ярко-синего цвета:

СН₂-СН-СН₂ Анионный хелатный

2 ï ï ï + Сu(OH)₂ + 2 OH^- ® комплекс глицерата меди (ïï)

ОН ОН ОН - 4 H₂O ярко-синий раствор

1. Реакции окисления фенолов:

-2Н⁺, -2е

Гидрохинон «Хинон

восст. форма + 2Н⁺, +2е окисл. форма

Окислительно-восстановительные чвойства системы хинон-гидрохинон тграют важную роль в организме. Эта система участвует в переносе Н+ и е от окисляемого субстрата (белок, жир, углевод) к кислороду в процессе биологического окисления.

2. Реакции электрофильного замещения: (S_Е)

бензол

C₆Н₆ + Е⁺ ® С₆Н₅Е + Н⁺

Субстрат реагент продукт электрофуг (электрофил) реакции

Рассмотрим механизм реакции электрофильного замещения на примере реакции нитрования бензола:

Вначале идёт образование электрофила (NO₂⁺) – нитроил-катиона:

HNO₃ + 2 H₂SO₄ «NO₂⁺ + 2 HSO₄^- + H₃O⁺

Затем электрофил NO₂⁺ реагирует с бензолом:

бензол + нитробензол

С₆Н₅ОН + NO₂⁺ ® C₆H₆®NO₂⁺ ® C₆H₆NO₂ ® C₆H₅NO₂

Субстрат реагент p-комплекс s-комплекс продукт

электрофил

Образование p-комплекса электрофила и бензола происходит за счёт пары электронов сопряжённой системы. Преобразование p-комплекса в s-комплекс сопровождается нарушением ароматичности и переходом атома углерода в состояние sp³-гибридизации. При отщеплении протона от s-комп-лекса ароматичность восстанавливается и образуется продукт реакции нитробензол.

К реакциям электрофильного замещения относятся реакции нитрования, сульфирования фенола и другие.

Реакция нитрования фенола:

С₆Н₅ОН + 3 НО^-- NO₂⁺ ® C₆Н₂(NO₂)₃ + 3 Н₂О

Фенол реагент 2,4,6-тринитрофенол

электрофил

Реакция сульфирования фенола:

С₆Н₅ОН + 3 НО^--SO₃Н⁺ ® C₆H₂(SO₃Н)₃ + 3H₂O

Фенол реагент 2,4,6-трисульфофенол

электрофил

ВЫВОД: Оксисоединения: спирты, фенолы играют важную роль в процессах жизнедеятельности, а также используются как антисептические средства и лекарственные вещества.

Дата добавления: 2014-01-07