Ayon sa Bronsted-Lowry protolytic theory, ang mga acid ay mga sangkap na may kakayahang mag-donate ng isang proton (H +), - mga donor ng proton. Ang mga base ay mga sangkap na may kakayahang mag-attach ng isang proton - proton acceptors. Ang pakikipag-ugnayan ng acid-base ng dalawang molekula ay binubuo sa paglipat ng isang proton mula sa isang acid patungo sa isang base upang bumuo ng isang conjugate base at isang conjugate acid. Kung mas malakas ang acid o base, mas mahina ang conjugate base at acid nito. At vice versa. Sa loob ng balangkas ng teoryang Bronsted-Lowry, ang anumang reaksyong acid-base ay maaaring ilarawan ng sumusunod na equation:

Ang mga hydroxyl derivatives ng hydrocarbons (alcohols at phenols) ay naglalaman ng OH group, na maaaring parehong proton donor at acceptor.

Mga katangian ng acid hydroxyl derivative, ibig sabihin, kadalian ng pagkalagot Mga koneksyon sa O-N, ay matutukoy ng polarity at dissociation energy ng bond na ito. Kung mas mataas ang polarity ng O-H bond at mas mababa ang dissociation energy nito, mas madaling masira ang bond, mas mataas ang acidity.

Ang electron-withdrawing substituents (EA) na nauugnay sa pangkat ng OH ay nagpapataas ng polarity ng O-H bond, nagpapababa ng enerhiya ng dissociation nito, at sa pangkalahatan ay nagpapataas ng acidity ng compound. Electron donor substituents (ED), sa kabaligtaran, binabawasan ang polarity, pinatataas ang enerhiya ng dissociation ng O-H bond, at binabawasan ang acidic na katangian ng compound.

Mga pangunahing katangian Ang mga compound na naglalaman ng hydroxyl ay dahil sa pagkakaroon ng nag-iisang pares ng electron sa oxygen atom. Kung mas mataas ang density ng elektron sa oxygen atom, mas madali para sa isang proton na ikabit, mas mataas ang basicity ng compound. Samakatuwid, ang mga substituent na nag-donate ng elektron, na nagpapataas ng density ng elektron sa pamamagitan ng O, ay nagpapataas ng mga pangunahing katangian ng tambalan, habang ang mga pamalit na nag-withdraw ng elektron ay nagpapababa nito.

Batay sa nabanggit, ipinakita namin ang isang bilang ng mga katangian ng acid-base ng mga hydroxyl derivatives:

Mga reaksyon na naglalarawan ng acidic na mga katangian

Mga alkohol at phenol

Mga alak ay mas mahinang mga acid kaysa sa tubig, at imposibleng matukoy ang kanilang kaasiman sa mga may tubig na solusyon, ang pH ng isang may tubig na solusyon ng mga alkohol ay 7. Ang kaasiman ng mga alkohol ay maaari lamang makumpirma sa mga reaksyon na may mga aktibong metal o napakalakas na mga base sa kawalan ng tubig:

Ang mga reaksyon sa mga aktibong metal at ang kanilang mga amida ay husay para sa pangkat ng OH, dahil sinamahan sila ng mabilis na ebolusyon ng mga gas.

Sa polyhydric na alkohol tumataas ang kaasiman kumpara sa mga monohydric, lalo na sa kaso ng vicinal diols at polyols. Hindi tulad ng mga monohydric na alkohol, maaari silang magpakita ng mga acidic na katangian hindi lamang sa mga reaksyon sa mga aktibong metal at malakas na base, kundi pati na rin sa mga reaksyon sa mabibigat na metal hydroxides. Sa partikular, na may tansong (II) hydroxide sa isang alkaline na medium, ang mga vicinal polyhydric alcohol ay bumubuo ng isang kumplikadong asin na nalulusaw sa tubig, na may kulay sa madilim na asul. Ito ay isang husay na reaksyon para sa isang vicinal diol group:

Phenols. Dahil sa pagkakaroon ng mga phenol sa mga molekula + M-epekto, ang density ng elektron sa oxygen atom ay bumababa, ang polarity ng O-H bond ay tumataas at ang dissociation energy nito ay bumababa. Samakatuwid, ang mga phenol, hindi katulad ng mga alkohol, ay medyo malakas na mga acid at nakakagawa ng mga asing-gamot kahit na may tubig na mga solusyon ng alkalis:

.

Sa pagkakaroon ng dalawa o higit pang electron-withdraw substituents sa benzene ring, ang kaasiman ng phenolic hydroxyl ay tumataas nang husto na ang mga reaksyon sa mga carbonic acid salt ay naging posible:

Ang mga acidic na katangian ng phenols ay makikita rin sa reaksyon sa iron(III) chloride. Kapag nakikipag-ugnayan sa Fe 3+ ions, isang kumplikadong phenol salt ay nabuo, na may kulay sa isang matinding kulay na violet. Samakatuwid, ang reaksyon ng mga phenol na may FeCl 3 ay husay at ginagamit upang makita ang phenolic hydroxyl.

Basicity ay ang kakayahang mag-attach ng proton o Lewis acids. Sa serye ng mga hydroxyl derivatives, ang mga tertiary alcohol ay may pinaka-binibigkas na mga pangunahing katangian. Gayunpaman, dahil sa mataas na electronegativity ng oxygen atom at, nang naaayon, ang mababang polarizability ng mga electron nito, ang mga alkohol ay maaaring tumugon sa paglamig lamang gamit ang mga malakas na mineral acid upang bumuo ng mga oxonium salt. Ang mga dialkyl ether ay mayroon ding mga pangunahing katangian, na bumubuo rin ng mga oxonium salt na may puro acids. Ang paglusaw sa malamig na puro acid na may pagbuo ng isang single-phase system (oxonium salts) ay isang qualitative reaction sa mga alcohol at dialkyl ethers. Sa phenols, dahil sa conjugation ng nag-iisang pares ng electron ng oxygen na may benzene ring (+ M-epekto), ang mga pangunahing katangian ay ipinahayag nang napakahina. Samakatuwid, ang mga phenol ng oxonium salts ay hindi bumubuo at hindi nagdaragdag ng mga Lewis acid.

Panimula

Phenols ( mula sa salitang Griyego na "pheno" - "nagdadala ng liwanag") - mga organikong compound na naglalaman ng hydroxyl atom na direktang nakagapos sa carbon atom ng aromatic nucleus.

Ang pangkalahatang formula ng phenols ay Ar-OH, kung saan ang Ar ay isang aromatic radical. Ayon sa bilang ng mga pangkat ng hydroxyl, ang isa-, dalawa-, at polyhydric na alkohol ay nakikilala.

Karaniwan ang mga phenol ay mga mala-kristal na solido, ngunit ang ilang mga alkylphenol ay mga likido (m-cresol). Ang Phenol mismo ay nasa temperatura ng silid sa isang solidong estado, ang punto ng pagkatunaw nito (43 ° C).

Ang mga phenol ay mga polar compound (dipoles). Ang singsing ng benzene ay ang negatibong dulo ng dipole, ang pangkat ng OH ay ang positibong dulo. Ang dipole moment ay nakadirekta patungo sa benzene ring.

Mga kemikal na katangian ng phenols

Ang mga kemikal na katangian ng phenols ay natutukoy, sa isang banda, sa pamamagitan ng pagkakaroon sa kanila ng isang hydroxyl group na may mataas na mobile na hydrogen atom, at sa kabilang banda, sa pamamagitan ng benzene nucleus na may mga katangian na aromatic na katangian nito, na pinahusay pa rin ng hydroxy. pangkat.

Mga katangian ng acid ng phenols

Ang aromatic nucleus sa phenols ay pinayaman ng mga electron dahil sa mesomeric na epekto ng oxygen atom ng hydroxyl group. Ang nag-iisang pares ng mga electron ng oxygen atom ay pumapasok sa conjugation sa mga p-electron ng benzene nucleus. Bilang resulta, ang electron density ng oxygen atom ay bahagyang gumagalaw sa oxygen-carbon bond, habang pinapataas ang electron density sa ortho- at pares- mga posisyon sa singsing ng benzene. Ang pares ng elektron ng oxygen-hydrogen bond ay mas malakas na naaakit sa oxygen atom, sa gayon ay nag-aambag sa paglikha ng isang mas malaking positibong singil sa hydrogen atom ng hydroxyl group at, dahil dito, ang pag-aalis ng hydrogen na ito sa anyo ng isang proton:

Para sa kadahilanang ito, ang phenol ay isang mahinang acid (Ka = 1.3 * 10-10) at, hindi katulad ng mga alkohol, natutunaw sa may tubig na mga solusyon sa alkali, na bumubuo ng mga phenolate.

Ayon sa elektronikong istraktura, ang mga phenol ay mga polar compound, o dipoles. Ang negatibong dulo ng dipole ay isang singsing, ang positibong dulo ay ang pangkat -OH. Ang dipole moment ay nakadirekta patungo sa benzene ring.

Dahil ang hydroxyl group ay ang unang uri, pinatataas nito ang densidad ng elektron, lalo na para sa mga posisyon ng ortho at para, sa singsing ng benzene. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng conjugation na nangyayari sa pagitan ng isa sa mga nag-iisang pares ng electron ng oxygen atom sa OH group at ng π system ng singsing. Ang displacement na ito ng nag-iisang pares ng mga electron ay humahantong sa pagtaas ng polarity O-H bond.

Ang magkaparehong impluwensya ng mga atomo at mga grupong atomiko sa mga phenol ay makikita sa mga katangian ng mga sangkap na ito. Kaya, ang kakayahang palitan ang mga atomo ng hydrogen sa ortho- at para-posisyon ng singsing na benzene ay tumataas, at kadalasan, bilang resulta ng naturang mga reaksyon ng pagpapalit, ang mga trisubstituted derivatives ay nabuo. Ang pagtaas sa polarity ng bono sa pagitan ng oxygen at hydrogen ay nagiging sanhi ng paglitaw ng isang sapat na malaking positibong singil (δ +) sa , na may kaugnayan sa kung saan ang phenol ay naghihiwalay sa mga may tubig na solusyon ayon sa uri ng acid. Bilang resulta ng dissociation, nabuo ang -ions at hydrogen cations.

Ang Phenol C6H5OH ay isang mahinang acid, na tinatawag ding carbolic acid. Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng phenols at alcohols - non-electrolytes.

Mga pisikal na katangian ng phenol

Sa pamamagitan ng pisikal na katangian Ang C6H5OH ay isang walang kulay na mala-kristal na solid na may melting point na 43˚C at boiling point na 182˚C. Sa hangin, nag-oxidize ito at nakakakuha ng kulay rosas na kulay. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang phenol ay bahagyang natutunaw sa tubig, ngunit kapag pinainit sa itaas 66˚C ito ay nahahalo sa H2O sa anumang ratio. Ito ay isang sangkap na nakakalason sa mga tao na maaaring maging sanhi ng pagkasunog ng balat, isang antiseptiko.

Mga kemikal na katangian ng phenol bilang isang mahinang acid

Tulad ng lahat ng mga acid, ang phenol ay naghihiwalay sa mga may tubig na solusyon at nakikipag-ugnayan din sa mga alkali upang bumuo ng mga phenolate. Halimbawa, ang reaksyon ng C6H5OH at NaOH ay nagreresulta sa sodium phenolate C6H5ONa at tubig H2O:

C6H5OH+NaOH=C6H5ONa+H2O.

Tinutukoy ng ari-arian na ito ang mga phenol mula sa mga alkohol. Pagkakatulad sa mga alkohol - reaksyon sa mga aktibong metal na may pagbuo ng mga asing-gamot - phenolate:

2C6H5OH+2K=2C6H5OK+H2.

Ang sodium at potassium phenolates, na nabuo bilang resulta ng huling dalawang reaksyon, ay madaling nabulok ng mga acid, kahit na kasing mahina ng karbon. Mula dito maaari nating tapusin na ang phenol ay isang mas mahinang acid kaysa sa H2CO3.

Ayon sa bilang ng mga pangkat ng hydroxyl:

monoatomic; Halimbawa:

diatomic; Halimbawa:

triatomic; Halimbawa:

May mga phenol at mas mataas na atomicity.

Protozoa monohydric phenols

C 6 H 5 OH - phenol (hydroxybenzene), ang maliit na pangalan ay carbolic acid.

Ang pinakasimpleng dihydric phenols

Ang elektronikong istraktura ng molekula ng phenol. Mutual na impluwensya ng mga atomo sa isang molekula

Ang hydroxyl group -OH (tulad ng mga alkyl radical) ay isang substituent ng unang uri, ibig sabihin, isang electron donor. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang isa sa mga nag-iisang pares ng elektron ng hydroxyl oxygen atom ay pumapasok sa p, π-conjugation kasama ang π-system ng benzene nucleus.

Ang resulta nito ay:

Isang pagtaas sa densidad ng elektron sa mga carbon atom sa ortho at para na mga posisyon ng benzene nucleus, na nagpapadali sa pagpapalit ng mga atomo ng hydrogen sa mga posisyong ito;

Isang pagtaas sa polarity ng O-H bond, na humahantong sa isang pagtaas sa mga acidic na katangian ng phenols kumpara sa mga alkohol.

Hindi tulad ng mga alkohol, ang mga phenol ay bahagyang naghihiwalay sa mga may tubig na solusyon sa mga ion:

i.e. nagpapakita ng mahinang acidic na katangian.

Mga katangiang pisikal

Ang pinakasimpleng mga phenol sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay mababa ang pagkatunaw, walang kulay na mga kristal na sangkap na may katangian na amoy. Ang mga phenol ay bahagyang natutunaw sa tubig, ngunit madaling natutunaw sa mga organikong solvent. Ang mga ito ay mga nakakalason na sangkap na nagiging sanhi ng pagkasunog ng balat.

Mga katangian ng kemikal

I. Mga reaksyong kinasasangkutan ng hydroxyl group (acidic properties)

(reaksyon ng neutralisasyon, hindi katulad ng mga alkohol)

Ang Phenol ay isang napakahinang acid, samakatuwid ang mga phenolate ay nabubulok hindi lamang ng mga malakas na acid, ngunit kahit na sa pamamagitan ng isang mahinang acid bilang carbonic:

II. Mga reaksyong kinasasangkutan ng hydroxyl group (pagbuo ng mga ester at eter)

Tulad ng mga alkohol, ang mga phenol ay maaaring bumuo ng mga eter at ester.

Ang mga ester ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng phenol sa anhydride o chlorides ng mga carboxylic acid (mas mahirap ang direktang esterification sa mga carboxylic acid):

Ang mga eter (alkylaryl) ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga phenolate sa alkyl halides:

III. Mga reaksyon ng pagpapalit na kinasasangkutan ng singsing ng benzene

Ang pagbuo ng isang puting precipitate ng tribromophenol ay minsan ay itinuturing bilang isang husay na reaksyon sa phenol.

IV. Mga reaksyon sa pagdaragdag (hydrogenation)

v. Kwalitatibong reaksyon na may iron(III) chloride

Monatomic phenols + FeCl 3 (solusyon) → Kulay asul-lila, nawawala kapag nag-aasido.

Ito ay mga derivatives ng aromatic hydrocarbons kung saan ang hydroxyl group ay direktang naka-link sa benzene ring. Mga katangian ng acid ng phenols. 1) dissociation sa pagbuo ng H + ions,

C6H5OH C6H5O- + H+ 2) alkali metal at alkali resistant phenolate 2C6H5OH + 2Na →2C6H5ONa + H2; С6H5OH + NaOH →С6Н5ONa + H2O 3) na may mga acid, Phenolates C6H5ONa + HCl →С6Н5OH + NaCl 4) na may carboxylic acid anhydrides, Phenols ay bumubuo ng mga ester С6H5OH + CH3SOCl →CH3-COCl →CH3-COCl

Phenyl acetate 5) Ang mga phenol ay bumubuo ng mga eter kapag nakikipag-ugnayan sa mga haloalkanes at alkohol. С6H5ONa + C2H5I →С6H5-O-C2H5(phenetol) + NaI; С6H5OH + CH3OH →С6H5-O-CH3 (anisole) + H2O

Resibo: 1. Distillation ng coal tar.

2. Synthesis mula sa benzene, sa pamamagitan ng intermediate chlorobenzene.

C6H6 + Cl2 →C6H5Cl + HCl C6H5Cl + 2NaOH →C6H5ONa + NaCl + H2O

4. Pagsasama ng mga asing-gamot ng sulfonic acid na may alkalis. Ang nagresultang sodium phenolate

nawasak ng mga acid.

C6H5-SO3Na + 2NaOH C6H5ONa + Na2SO3 + H2O

5. Ang mga phenol homologue ay nakuha sa pamamagitan ng alkylation ng phenol.

Aldehydes at ang kanilang mga kemikal na katangian.

Kasama sa mga aldehydes at ketone ang mga organikong compound na mayroong C=O carbonyl group sa kanilang komposisyon, na pinagsama sa aldehydes na may isang hydrocarbon radical, at sa mga ketone na may dalawa. H-OH formaldehyde, formic aldehyde, methanal

CH3-SON acetaldehyde, acetaldehyde, ethanal

С2Н5-СОН propionaldehyde, propanal

С3Н7-СОН butyric aldehyde, butanal

CH2=CH-COH acrolein, propenal (unsaturated aldehyde)

C6H5-SON benzaldehyde (mabangong aldehyde)

Chem. banal.

MGA KARAGDAGANG REAKSIYON

1. Ang hydrogenation ng mga carbonyl compound, tulad ng mga alkenes, ay nagpapatuloy sa pagkakaroon ng cata-

lysers (Ni, Pt, Pd). Mula sa aldehydes, sa panahon ng pagbabawas, ang mga pangunahing alkohol ay nabuo.

ikaw, H-COH + H2 СH3OH;

2. Pagdaragdag ng H2O

R-COH+H2O=R-COHOHH (dihydric alcohol) 3. Pakikipag-ugnayan sa senile acid R-COH+H-CN=R-COHCNH (oxynitrile)

4. Pakikipag-ugnayan sa mga alkohol R-COH+R1-OH=R-COR1OHH(hemacetal) R-COH+R1-OH=(t* HCl)=R-COR1OR1H (acetal)

MGA REAKSYON NG CARBONYL GROUP SUBSTITUTION

CH3-COH+PO5=CH3-CClClH (1,1dichloroethane)

MGA REAKSIYON DAHIL SA PAGPAPALIT SA ISANG RADIKAL

CH3-COH+Br2=Br-CH2-COH+HBR (bromoacetaldehyde)

Polimerisasyon. Ito ay isang uri ng double bond addition reaction.

1. Linear polymerization ng formaldehyde na may pagbuo ng polyformaldehyde.

n(H-COH) (-CH2-O-)n

2. Paikot na polimerisasyon

polycondensation- ang proseso ng synthesizing polymers mula sa polyfunctional (pinaka madalas na bifunctional) na mga compound, kadalasang sinasamahan ng pagpapalabas ng mga mababang molekular na by-product (tubig, alkohol, atbp.) Sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga functional na grupo Ang paghalay sa urea (carbamide) ay humahantong sa pagbuo ng mga polimer na nagsisilbing batayan para sa mga plastik na urea \u003d CH25 .. Aldol condensation: ang reaksyon ay humahantong sa isang pagpahaba ng hydrocarbon radical. CH3-COH + CH3-COHCH3 -CHOH-CH2-COH (aldehyde alcohol, aldol)