Сравните химические свойства фенола и бензилового спирта. Как относятся эти соединения к действию реагентов: a) Na; 6) NaOH(H2O); в) CH2 COOH (2SO4); г) PC12; д) CH4COC!? (Решение → 34921)

Заказ №38738

Задание 1150 1150. Сравните химические свойства фенола и бензилового спирта. Как относятся эти соединения к действию реагентов: a) Na; 6) NaOH(H2O); в) CH2 COOH (2SO4); г) PC12; д) CH4COC!? Приведите схемы протекающих реакций.

Решение:

Строение фенола имеет общие черты со строением галогенобензолов. Это прежде всего природа и направленность электронных эффектов. Однако имеются особенности, отражающиеся в конечном счёте на химическом поведении как самого фенола, так и его производных. Атом кислорода гидроксогруппы взаимодействует с бензольным кольцом посредством –I- и +М-эффектов. В молекуле фенола +Мэффект больше –I-эффекта (по модулю). Значительный положительный мезомерный эффект объясняется соответствием геометрической конфигурации внешних (взаимодействующих) рорбиталей углерода и кислорода, оба этих атома — это атомы II периода Периодической таблицы химических элементов. В результате суммарный электронный эффект, которым обладает гидроксогруппа по отношению к бензольному кольцу, — это донорный эффект. Это подтверждается и направлением дипольного момента связи C–О. За счёт р--сопряжения увеличивается степень двоесвязанности между углеродом и кислородом: эта связь имеет 23.7 % -характера. Строение фенола должно быть сходно со строением несуществующего винилового спирта. Но в отличие от винилового спирта фенол не изомеризуется благодаря устойчивой сопряжённой системе бензольного кольца. Длина связи C–О в феноле меньше, чем в спиртах (в феноле 0.136 нм, в метаноле 0.143 нм), а прочность этой связи больше, чем в спиртах. Кроме того, вследствие р-- сопряжения на атоме кислорода появляется дефицит электронной плотности (частичный положительный заряд), за счёт которого увеличивается полярность связи О–Н настолько, что фенолы проявляют свойства слабых кислот. Положительный мезомерный эффект гидроксогруппы приводит к значительному увеличению электронной плотности на бензольном кольце и главным образом в о- и пположениях. В результате сопряжения образуется единая -молекулярная орбиталь. Этому состоянию отвечает мезоформула Вмолекуле бензилового спирта атом кислорода гидроксогруппы непосредственно не связан с ароматическим кольцом, поэтому сопряжение между ними невозможно. Гидроксогруппа влияет на бензольное кольцо только посредством индуктивного эффекта (–Iэффект), уменьшая тем самым величину электронной плотности на нём. Но -электронная система бензольного кольца может взаимодействовать с С–Н-связями -углеродного атома (сверхсопряжение аналогичное тому, какое наблюдается в толуоле). Поэтому электронная плотность в ароматическом кольце в целом несколько понижена по сравнению с бензолом, но орто- и особенно пара-положение в меньшей степени испытывают это понижение. Длина и прочность связей С–О и О–Н мало отличаются от таковых для алифатических спиртов, так как влияние бензольного кольца на фрагмент С– О–Н невелико. Физические и химические свойства фенолов По агрегатному состоянию фенолы представляют собой бесцветные твёрдые вещества или, реже, жидкости с сильным своеобразным запахом. При хранении на воздухе постепенно окисляются и, как следствие, приобретают окраску от розовой до жёлтокоричневой. Фенолы труднорастворимы в воде, а высокие температуры кипения их обусловлены наличием межмолекулярных водородных связей (аналогично спиртам). Химические свойства фенолов обусловлены взаимным влиянием гидроксогруппы и бензольного кольца, поэтому для них характерны как реакции по бензольному кольцу, так и реакции с участием гидроксильной группы.