Химические свойства многоатомных спиртов
Свойства многоатомных спиртов принципиально не отличаются от свойств их одноатомных «коллег». Однако наличие нескольких гидроксильных групп предоставляет более широкие возможности, так как все свойства «умножаются» на число гидроксильных групп.
Из специфических свойств мы ограничимся лишь качественной реакцией на многоатомные спирты – взаимодействие с гидроксидом меди (II) в щелочной среде.
При этом получается координационное (другое название – комплексное) соединение. Катион меди (центральный атом – ц.а.) предоставляет вакантные орбитали неподелённым парам атомов кислорода (донорно-акцепторный механизм образования связи). Обычно две связи изображают палочками (обменный механизм), а другие две – стрелочками (донорно-акцепторный механизм). Группы, которые связаны с центральным атомом, называют лигандами, число образующихся связей определяется координационным числом центрального атома (для Cu2+ характерно КЧ=4), а центральный атом и лиганды вместе образуют внутреннюю сферу координационного соединения. Её заряд определяется зарядами центрального атома и лигандов. Катионы натрия, которые образуют ионную связь с внутренней сферой, находятся во внешней сфере. Все координационные соединения в растворе подобны солям и диссоциируют (если растворимы) на катион и анион – внутреннюю сферу и внешнюю.
Очень прочные координационные соединения получаются в том случае, если лиганд образует с центральным атомом несколько связей, как в рассматриваемом примере. В этом случае говорят, что лиганды полидентатны (дентатность, т.е. «зубастость» лиганда – число связей, которые он образует с ц.а.) и образуют хелатный цикл (от греч. «клешня») – как будто клешня краба захватывает центральный атом. Как раз образование хелатного цикла (даже целых двух!) обеспечивает высокую чувствительность данной качественной реакции на многоатомные спирты. СТРЕЛОЧКИ
Химические свойства фенолов
Реакции с электрофильными реагентами. Фенол сочетает в себе ароматическое кольцо и гидроксильную группу. О влиянии одного фрагмента на другой в нашем пособии говорилось уже не раз (см. Ч1, гл. 6, Ч2, гл. 7, пример 3).
Фенол является может выступать нуклеофилом за счёт неподелённой пары гидроксильной группы (n-нуклеофил) или за счёт ароматического кольца (π‑нуклеофил). При этом нуклеофильность атома кислорода понижена, а нуклеофильность ароматического кольца повышена из-за сопряжения. Таким образом, наблюдается конкуренция за электрофил между гидроксильной группой и ароматическим кольцом.
Общий подход таков: подавляющее большинство электрофилов реагируют быстрее с неподелённой парой атома кислорода (кинетический контроль), в то время как более устойчивыми являются продукты электрофильного ароматического замещения (термодинамический контроль). Следовательно, как правило, основными являются продукты замещения в ароматическом кольце.
Итак, для фенола характерны реакции электрофильного замещения.
Кислотные свойства фенола. В то же время гидроксильная группа фенола обладает кислотностью, причём более высокой, чем у спиртов. Поэтому фенолы реагируют с активными металлами и даже со щелочами с образованием фенолятов. Таким образом, фенол является намного более сильной кислотой, чем спирт или вода.
Для фенола нехарактерны реакции замещения гидроксильной группы – она очень прочно связана с ароматическим кольцом – и разлучаться им не хочется. Поэтому фенол НЕ реагирует, в отличие от спиртов, с галогеноводородными кислотами. Поскольку основность фенола понижена (напомним, основность и кислотность свойства противоположные и если одно усиливается, другое ослабевает), то и в реакции нуклеофильного замещения фенол, как нуклеофил, вступает неохотно.