English
- describe the reaction with acyl chlorides to form esters using ethyl ethanoate
Русский
- опишите реакцию с ацилхлоридами для образования эфиров с использованием этилацетата
Hydroxy compounds · Гидроксисоединения
A-Level Chemistry · A-Level Химия · Topic 32 · Тема 32
8:38
Гидроксисоединения (A2): фенол
В восемнадцатых шестидесятых годах хирургия была ужасающей. Разрез можно было пережить; инфекция, следующая за ним, часто — нет. После ампутации почти половина…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Английское озвучивание · Английский + китайские субтитры (встроенные)
32.1
Alcohols with acyl chlorides · Спирты с ацилхлоридами
Syllabus · Программа
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
At A Level you meet one more reaction of an alcohol 醇: it reacts with an acyl chloride 酰氯 to make an ester 酯. This works faster and more completely than using a carboxylic acid. For example, ethanol and ethanoyl chloride give ethyl ethanoate, plus fumes of $\text{HCl}$.
Русский
На уровне A-Level вы изучаете еще одну реакцию спирта: он реагирует с ацилхлоридом, образуя эфир. Это происходит быстрее и полнее, чем при использовании карбоновой кислоты. Например, этанол и этаноилхлорид дают этилэтаноат, плюс пары $\text{HCl}$.
Explore · Исследовать
Acyl chloride with alcohol route · Путь через ацилхлорид со спиртом
Follow nucleophilic acyl substitution to an ester. · Следуйте механизму нуклеофильного ацильного замещения до образования эфира.
Vocabulary · Словарь
Train · Тренировать
| English | Русский |
|---|---|
| alcohol/ˈælkəhɒl/ | спирт |
| acyl chloride/əˈkɪl ˈklɔːraɪd/ | ацилхлорид |
| ester/ˈestə/ | эфирная |
32.2
Phenol · Фенол
Syllabus · Программа
English
- recall the reactions (reagents and conditions) by which phenol can be produced: (a) reaction of phenylamine with $\text{HNO}_2$ or $\text{NaNO}_2$ and dilute acid below $10\text{ }^\circ\text{C}$ to produce the diazonium salt; further warming of the diazonium salt with $\text{H}_2\text{O}$ to give phenol
- recall the chemistry of phenol, as exemplified by the following reactions: (a) with bases, for example $\text{NaOH(aq)}$ to produce sodium phenoxide (b) with $\text{Na(s)}$ to produce sodium phenoxide and $\text{H}_2\text{(g)}$ (c) in $\text{NaOH(aq)}$ with diazonium salts, to give azo compounds (d) nitration of the aromatic ring with dilute $\text{HNO}_3\text{(aq)}$ at room temperature to give a mixture of 2-nitrophenol and 4-nitrophenol (e) bromination of the aromatic ring with $\text{Br}_2\text{(aq)}$ to form 2,4,6-tribromophenol
- explain the acidity of phenol
- describe and explain the relative acidities of water, phenol and ethanol
- explain why the reagents and conditions for the nitration and bromination of phenol are different from those for benzene
- recall that the hydroxyl group of a phenol directs to the 2-, 4- and 6-positions
- apply knowledge of the reactions of phenol to those of other phenolic compounds, e.g. naphthol
Русский
- вспомните реакции (реагенты и условия), посредством которых можно получить фенол: (a) реакция фениламина с $\text{HNO}_2$ или $\text{NaNO}_2$ и разбавленной кислотой ниже $10\text{ }^\circ\text{C}$ для получения диазониевой соли; дальнейшее нагревание диазониевой соли с $\text{H}_2\text{O}$ дает фенол
- вспомните химию фенола, на примере следующих реакций: (a) со щелочами, например $\text{NaOH(aq)}$, для получения феноксид натрия (b) с $\text{Na(s)}$ для получения феноксид натрия и $\text{H}_2\text{(g)}$ (c) в $\text{NaOH(aq)}$ с диазониевыми солями для получения азосоединений (d) нитрование ароматического кольца разбавленной $\text{HNO}_3\text{(aq)}$ при комнатной температуре для получения смеси 2-нитрофенола и 4-нитрофенола (e) бромирование ароматического кольца с $\text{Br}_2\text{(aq)}$ для образования 2,4,6-трибромфенола
- объясните кислотные свойства фенола
- описывать и объяснять относительную кислотность воды, фенола и этанола
- объяснять, почему реагенты и условия нитрования и бромирования фенола отличаются от таковых для бензола
- знать, что гидроксильная группа фенола направляет замещение в положения 2-, 4- и 6-
- применять знания о реакциях фенола к другим фенольным соединениям, например, нафтолу
Source: Cambridge International syllabus · Источник: Программа Cambridge International
English
Phenol 苯酚 has an $\text{–OH}$ group joined directly to a benzene 苯 ring. This changes the chemistry of both the $\text{–OH}$ group and the ring.
Making phenol
Cool phenylamine 苯胺 with $\text{NaNO}_2$ and dilute acid below $10\,°\text{C}$ to make a diazonium salt 重氮盐. Warming this salt with water then gives phenol (and nitrogen gas).
Reactions of phenol
- with a base such as $\text{NaOH(aq)}$: phenol reacts to give sodium phenoxide and water. (Ordinary alcohols do not react with $\text{NaOH}$ — this shows phenol is more acidic.)
- with sodium metal: gives sodium phenoxide and hydrogen.
- with a diazonium salt in $\text{NaOH(aq)}$: forms a coloured azo compound 偶氮化合物 (used in dyes).
- nitration 硝化 with dilute $\text{HNO}_3$ at room temperature: gives a mixture of 2-nitrophenol and 4-nitrophenol.
- bromination 溴化 with bromine water at room temperature (no catalyst): gives a white precipitate of 2,4,6-tribromophenol.
Acidity of phenol
Phenol loses its $\text{H}^+$ to form a phenoxide ion. This ion is stabilised because its negative charge is spread (delocalised) into the ring. So phenol's acidity 酸性 is higher than that of water or ethanol:
$$\text{ethanol} < \text{water} < \text{phenol}$$
(Phenol is still a weak acid — weaker than a carboxylic acid.)
Why the conditions are milder than for benzene
A lone pair on the phenol oxygen is partly delocalised 离域 into the ring. This makes the ring more electron-rich, so it attracts electrophiles more strongly. Phenol therefore reacts faster and under much milder conditions than benzene — no catalyst is needed, and dilute reagents work at room temperature.
The $\text{–OH}$ group directs new substituents to the 2-, 4- and 6-positions. The same ideas apply to other phenolic compounds, such as naphthol.
Worked example. Phenol, ethanol and ethanoic acid are each shaken with aqueous $\text{NaOH}$ and then with aqueous $\text{Na}_2\text{CO}_3$. Predict what happens, and order the three by acidity. Acidity depends on how well the anion left behind is stabilised. Ethanol's ethoxide keeps its charge stuck on one oxygen, so ethanol is weakest and reacts with neither. Phenol's phenoxide spreads the charge into the ring, making phenol acidic enough to react with the strong base $\text{NaOH}$ but not with the weaker $\text{Na}_2\text{CO}_3$ - so no fizzing. Ethanoate spreads the charge over two oxygens, the most effective of the three, so ethanoic acid reacts with both and fizzes with the carbonate. Order: ethanol < phenol < ethanoic acid. The carbonate is the discriminating test - only a carboxylic acid fizzes, which is exactly how you tell phenol from an acid.
Русский
Фенол имеет $\text{–OH}$-группу, присоединенную непосредственно к бензольному кольцу. Это меняет химию как $\text{–OH}$-группы, так и кольца.
Получение фенола
Охлаждают анилин с $\text{NaNO}_2$ и разбавленной кислотой ниже $10\,°\text{C}$ для получения диазониевой соли. Нагревание этой соли с водой дает фенол (и азотистый газ).
Реакции фенола
- с основанием, таким как $\text{NaOH(aq)}$: фенол реагирует, образуя феноксид натрия и воду. (Обычные спирты не реагируют с $\text{NaOH}$ — это показывает, что фенол более кислый.)
- с натрием: образует феноксид натрия и водород.
- с диазониевой солью в $\text{NaOH(aq)}$: образуется окрашенный азосоединение (используется в красителях).
- нитрование с разбавленной $\text{HNO}_3$ при комнатной температуре: дает смесь 2-нитрофенола и 4-нитрофенола.
- бромирование с бромной водой при комнатной температуре (без катализатора): дает белый осадок 2,4,6-трибромфенола.
Кислотность фенола
Фенол теряет свой $\text{H}^+$, образуя феноксид-ион. Этот ион стабилизирован, потому что его отрицательный заряд распределен (делокализован) в кольцо. Поэтому кислотность фенола выше, чем у воды или этанола:
$$\text{ethanol} < \text{water} < \text{phenol}$$
(Фенол все еще является слабой кислотой — слабее карбоновой кислоты.)
Почему условия мягче, чем для бензола
Одиночная пара на кислороде фенола частично делокализована в кольцо. Это делает кольцо более богатым электронами, поэтому оно сильнее привлекает электрофилы. Фенол поэтому реагирует быстрее и в гораздо более мягких условиях, чем бензол — катализатор не нужен, и разбавленные реагенты работают при комнатной температуре.
Группа $\text{–OH}$ направляет новые заместители в 2-, 4- и 6-позиции. Те же принципы применимы к другим фенольным соединениям, таким как нафтол.
Пример решения. Фенол, этанол и уксусную кислоту каждый встряхивают с водным раствором $\text{NaOH}$, а затем с водным раствором $\text{Na}_2\text{CO}_3$. Предскажите, что произойдет, и упорядочьте три вещества по кислотности. Кислотность зависит от того, насколько хорошо остаточный анион стабилизирован. Этоксид этанола сохраняет заряд на одном кислороде, поэтому этанол самый слабый и не реагирует ни с одним. Феноксид фенола распределяет заряд в кольцо, делая фенол достаточно кислотным, чтобы реагировать с сильным основанием $\text{NaOH}$, но не с более слабым $\text{Na}_2\text{CO}_3$ — поэтому шипения нет. Ацетат распределяет заряд между двумя кислородами, что наиболее эффективно из трех, поэтому уксусная кислота реагирует с обоими и шипит с карбонатом. Порядок: этанол < фенол < уксусная кислота. Карбонат является дифференцирующим тестом — только карбоновая кислота шипит, что именно так вы отличаете фенол от кислоты.
Explore · Исследовать
Phenol reaction lab · Лабораторная работа: реакции фенола
Classify phenol reactions by the role of the aromatic OH group. · Классифицируйте реакции фенола по роли ароматической OH-группы.
Vocabulary · Словарь
Train · Тренировать
| English | Русский |
|---|---|
| phenol/ˈfenɒl/ | фенол |
| benzene/ˈbenziːn/ | бензол |
| phenylamine/ˌfiːˈnaɪləmiːn/ | анилин |
| diazonium salt/ˌdaɪəˈzəʊnɪəm sɒlt/ | диазониевая соль |
| azo compound/ˈɑːzəʊ ˈkɒmpaʊnd/ | азо соединение |
| nitration/naɪˈtreɪʃn/ | нитрование |
| bromination/ˌbrəʊmɪˈneɪʃn/ | бромирование |
| acidity/æˈsɪdɪti/ | кислотность |
| delocalised/dɪˈlɒkəlaɪzd/ | делокализованный |
32.2
Exam tips · Советы для экзамена
English
- Phenol is a stronger acid than alcohols (its anion is stabilised by delocalisation) but weaker than carboxylic acids — it does not react with carbonates.
- Phenol decolourises bromine water and gives a white precipitate without a catalyst (the ring is activated by oxygen).
- Acyl chlorides react with alcohols/phenols to give esters readily (better than the reversible acid route); misty HCl fumes are the observation.
Русский
- Фенол — более сильная кислота, чем спирты (его анион стабилизирован делокализацией), но weaker, чем карбоновые кислоты — он не реагирует с карбонатами.
- Фенол обесцвечивает бромную воду и дает белый осадок без катализатора (кольцо активировано кислородом).
- Ацилхлориды реагируют со спиртами/фенолами, легко образуя эфиры (лучше, чем обратимый путь через кислоту); наблюдением являются мутные пары HCl.
Interactive lessons on this topic · Интерактивные уроки по этой теме
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Пройдите его шаг за шагом с упражнениями мгновенной проверки.
Past Papers · Архив экзаменационных работ