Физические свойства и строение
Фенолы – жидкие или кристаллические вещества с сильным характерным запахом. При хранении на воздухе быстро темнеют из-за окисления. Ограниченно растворимы в воде.
Г
идроксигруппа
и ароматическое кольцо образуют
сопряженную систему. Гидроксигруппа
проявляет электронодонорные свойства
за счет +М-эффекта, который превышает
по силе –I-эффект.
Фенол и его гомологи – полярные соединения. Дипольный момент направлен в сторону бензольного кольца. Взаимодействии неподеленной пары электронов кислорода с -системой кольца обусловливает электронодонорные свойства этих соединений. Энергия ионизации фенола составляет 8,5-8,6 эВ, что ниже, чем у бензола и спиртов.
Спектральные характеристики.
Введение гидроксильной группы в бензольное кольцо вызывает сдвиг полос поглощения в УФ-спектрах в длинноволновую область и усиливает их: 210 ( 6200) и 270 ( 1450) нм.
В ИК-спектрах характеристические полосы поглощения валентных колебаний группы ОН лежат в области 3390-3600 см-1 и зависят от растворителя и концентрации.
В спектрах ПМР сигнал протонов группы ОН находится в широком диапазоне и зависит от температуры, концентрации, рН и растворителя (в дейтерохлороформе 4,5-7,5 м.д.)
Химические свойства
Для фенолов характерны нуклеофильные свойства, которые усиливаются при превращении их в феноксид-анионы в результате ионизации полярной связи О-Н. При этом электрофилы могут реагировать как по атому кислорода, так и по атомам углерода ароматического кольца фенолов или феноксид-анионов.
Кислотные свойства
Фенолы являлются слабыми ОН-кислотами, но значительно превосходят по кислотности спирты. Например, фенол в 108 раз более сильная ОН-кислота по сравнению с циклогексанолом.
П
ричина
более высокой кислотности фенолов
состоит в стабилизации феноксид-аниона
за счет делокализации отрицательного
заряда с участием ароматического кольца.
Влияние заместителя в бензольном кольце на кислотность фенолов согласуется с представлениями об их электронных эффектах. Электроноакцепторные заместители, особенно в орто- и пара-положениях, усиливают, а электронодонорные - понижают кислотные свойства фенолов.
Величины рКа орто-, мета- и пара-замещенных фенолов в воде при 25оС
Заместитель |
орто |
мета |
пара |
Заместитель |
орто |
мета |
пара |
H |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
F |
8.73 |
9.29 |
9.89 |
CH3 |
10.29 |
10.09 |
10.26 |
Cl |
8.56 |
9.12 |
9.41 |
C(CH3)3 |
10.62 |
10.12 |
10.23 |
Br |
8.45 |
9.03 |
9.37 |
C6H5 |
10.01 |
9.64 |
9.55 |
I |
8.51 |
9.03 |
9.33 |
OCH3 |
9.98 |
9.65 |
10.21 |
NO2 |
7.23 |
8.36 |
7.15 |
Большинство фенолов легко растворяется в водных растворах щелочей МОН с образованием фенолятов ArOM.