Реакции фенола по бензольному кольцу
Взаимное влияние атомов в молекуле фенола проявляется не только в особенностях поведения гидроксигруппы, но и в большей реакционной способности бензольного ядра. Гидроксильная группа повышает электронную плотность в бензольном кольце, особенно, в орто- и пара-положениях (+М-эффект ОН-группы):
Поэтому фенол значительно активнее бензола вступает в реакции электрофильного замещения (SE) в ароматическом кольце
Пикриновая кислота – кристаллическое вещество желтого цвета. Первый синтетический краситель тканей. Тривиальное название дано за горький вкус (от греч. pykros – горький). Соли пикриновой кислоты – пикраты калия и аммония – сильные взрывчатые вещества. Из пикриновой кислоты ранее получали боевое отравляющее вещество – хлорпикрин. В период русско-японской войны (1904-1905) пикриновая кислота использовалась японской армией в артиллерийских снарядах в качестве взрывчатки, названной шимоза (по имени инженера Масатики Симосэ).
Галогенирование. Фенол легко при комнатной температуре взаимодействует с бромной водой с образованием белого осадка 2,4,6-трибромфенола (качественная реакция на фенол):
Данная реакция протекает количественно (почти на 100%) и позволяет обнаружить фенол даже при очень малых концентрациях (до 10-4 моль/л). Поэтому она используется не только для качественного, но и для количественного определения фенола.
Видеоопыт "Взаимодействие фенола с бромной водой".Конденсация с альдегидами и кетонами. Практическое значение имеют реакции конденсации фенола с формальдегидом H2C=O и с ацетоном (CH3)2C=O. Эти реакции идут по типу электрофильного замещения в бензольном кольце. Электрофильным реагентом является альдегид или кетон за счёт пониженной электронной плотности (частичного положительного заряда δ+) на атоме углерода в полярной карбонильной группе >Cδ+=Oδ–. Фенольный гидроксил как электронодонорный заместитель (+M-эффект) ориентирует электрофильное замещение в орто- и пара-положения бензольного кольца.
- Фенол с формальдегидом H2C=O при конденсации образуют фенолоформальдегидные смолы.
Фенолоформальдегидные смолы – относительно недорогие полимерные вещества, широко используемые на практике в качестве связующего компонента в стеклопластиках, древесно-волокнистых (ДВП) и древесно-стружечных плитах (ДСП), в клеях БФ-2, БФ-6 и др.
В основе процесса образования фенолоформальдегидных смол лежит реакция поликонденсации, то есть конденсации, приводящей к образованию полимеров.Поликонденсация фенола с формальдегидом ведется при нагревании в присутствии катализатора (кислоты или основания) и включает ряд последовательных реакций:
Для фенола эта реакция идёт как электрофильное замещение (SE) в бензольном кольце,
а для формальдегида – как нуклеофильное присоединение (AdN) по связи Сδ+=Oδ–.
и так далее . . .
Образование линейного фенолоформальдегидного полимера схематически можно записать в следующем виде:
Формальная схема образования полимера
В избытке формальдегида и при нагревании в щелочной среде в реакции участвуют как орто-, так и пара-положения молекул фенола. При этом образуется сетчатый полимер
. Подробнее >>
- Конденсация фенола с ацетоном (CH3)2C=O имеет важное практическое значение как способ получения бисфенола А — необходимого полупродукта в производстве эпоксидных смолЭпоксидные смолы — продукты поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами, чаще всего — с бисфенолом А (дианом). Это полимеры с невысокой молекулярной массой (олигомеры), содержащие эпоксидные группы и способные под действием отвердителей (полиаминов и др.) образовывать сшитые полимеры. и поликарбонатовПоликарбонаты — сложные полиэфиры угольной кислоты и двухатомных спиртов или фенолов общей формулы
(-O-R-O-CO-)n.
Наибольшее промышленное значение имеют ароматические поликарбонаты, в первую очередь, поликарбонат на основе бисфенола А..
Бисфенол А называют "дианом" в честь русского химика А.П. Дианина, впервые получившего это соединение и открывшего конденсацию фенолов с кетонами (реакция Дианина).
Эпоксидные смолы получают при взаимодействии диана с эпихлоргидрином
.
.
Схема образования
Поликарбонаты образуются при поликонденсации диана и фосгена (дихлорангидрида угольной кислоты):
