II. Реакции с участием бензольного кольца

Реакции замещения в бензольном кольце протекают легче, чем у бензола, и в более мягких условиях.

1. Галогенирование:

Особенно легко происходит бромирование в водных растворах, при этом сразу образуется 2,4,6-трибромфенол:

2. Нитрование:

3. Сульфирование:

Соотношение орто - и пара -изомеров определяется температурой реакции: при комнатной температуре в основном образуется орто -фенолсульфокислота, при t = 100 ºC – пара -изомер.

III. Реакции присоединения

Гидрирование:

Способы получения

1. Из каменноугольной смолы.

Каменноугольную смолу, содержащую в качестве одного из компонентов фенол, обрабатывают вначале раствором щелочи (образуются феноляты), а затем – кислотой:

2. Сплавление солей аренсульфокислот со щелочью:

3. Взаимодействием галогенопроизводных ароматических углеводородов со щелочами:

или с водяным паром:

4. Кумольный способ:

В качестве исходного сырья используют бензол и пропилен, из которых получают изопропилбензол (кумол), подвергающийся дальнейшим превращениям:

В результате этих процессов получают два ценных продукта – фенол и ацетон.

Применение фенола

Схема применения фенола представлена на рис. 2.

 

ГЛАВА 13. КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Органические соединения, в молекуле которых имеется карбонильная группа , называют карбонильными соединениями или оксосоединениями. Они делятся на две родственные группы – альдегиды и кетоны. В молекулах альдегидов карбонильная
группа связана с атомами водорода или с одним углеводородным радикалом:

а в молекулах кетонов – с двумя углеводородными радикалами:

Углеводородные радикалы могут быть алифатическими (насыщенными или ненасыщенными), алициклическими и ароматическими.

Мы рассмотрим только алифатические карбонильные соединения.

АЛЬДЕГИДЫ

Изомерия. Номенклатура

Общая формула предельных альдегидов C_nH_2nO или C_nH_2n+1–CHO. Изомерия альдегидов связана только со строением углеродного скелета и с положением карбонильной группы, например:

Альдегиды называют или по кислотам, в которые они переходят при окислении (с тем же числом углеродных атомов) или по предельным углеводородам с добавлением окончания –аль (систематическая номенклатура). Примеры:

 

Способы получения

1. Окисление первичных спиртов – важнейший способ получения альдегидов:
а) окисление спирта дихроматом калия применяется преимущественно в лабораторных условиях:

б) окисление спирта кислородом воздуха в присутствии металлических катализаторов.

В качестве катализатора в промышленности используется мелко раздробленная медь. При нагревании медь окисляется кислородом воздуха в окись меди:

Через систему пропускают пары метилового спирта, смешанные с воздухом.

Метиловый спирт окисляется окисью меди, а образующаяся металлическая медь вновь окисляется кислородом воздуха. Таким образом, эти реакции повторяются неограниченное число раз.

Реакция окисления метилового спирта окисью меди является экзотермической, поэтому нагревание нужно только в начале реакции. Этот способ лежит в основе технического получения некоторых альдегидов.

2. Из дигалогенопроизводных, имеющих оба галогена у одного и того же первичного атома углерода, альдегиды получаются в результате реакции нуклеофильного замещения галогенов на гидроксилы:

Этот способ используется для получения бензойного альдегида:

Физические свойства

Карбонильные соединения не образуют водородных связей, поскольку в их молекулах нет атомов водорода с положительным зарядом. По этой причине температура кипения альдегидов значительно ниже, чем соответствующих спиртов. Низшие альдегиды – легкокипящие жидкости (формальдегид – газ) с резким запахом, хорошо растворимы в воде.

 

Химические свойства

Альдегиды вступают в очень большое число реакций, представляя собой одну из наиболее реакционноспособных групп соединений. Для удобства рассмотрения реакций альдегидов их можно разделить на группы в соответствии с теми атомами и группами атомов, которые присутствуют в молекуле альдегида:

I – атом водорода альдегидной группы, находящийся в непосредственном соседстве с карбонилом и потому обусловливающий легкую способность окисляться;

II – карбонильная группа, которая обусловливает большой ряд реакций присоединения к карбонилу и замещения атома кислорода карбонила;

III – радикал, который может участвовать в ряде реакций, свойственных остаткам углеводородов.

Таким образом, для альдегидов характерны реакции окисления, присоединения, полимеризации и поликонденсации.

I. Реакции окисления

Альдегиды очень легко окисляются. Особенно характерно для альдегидов то, что такие слабые окислители, как некоторые окиси и гидроокиси тяжелых металлов, которые не действуют на ряд других органических соединений, легко окисляют альдегиды с выделением свободных металлов или их закисей (“альдегидные реакции”).