Физические свойства

Фенолы в большинстве своем – кри­сталлические вещества (мета-крезол – жидкость) при комнатной температуре. Они обладают характерным запахом, довольно плохо растворимы в холодной воде, но хорошо в горячей и особенно в водных растворах щелочей. Фенолы образуют прочные водородные связи и имеют довольно высокие температуры кипения и плавления. Так, собственно фенол представляет собой бесцветные кристаллы с t_пл = 41 °С и t_кип = 182 °С. С течением времени кристал­лы краснеют и темнеют.

Способы получения

1. Получение из галогенбензолов. При на­гревании хлорбензола и гидроксида натрия под давлением получают фенолят натрия, при дальнейшей обработке которого кислотой об­разуется фенол:

2. При каталитическом окислении изопропилбензола (кумола) кислородом воздуха образуются фенол и ацетон:

Это – основной промышленный способ получения фенола.

3. Получение из ароматических сульфокислот. Реакцию прово­дят при сплавлении сульфокислот со щелочами. Первоначально обра­зующиеся феноляты обрабатывают сильными кислотами для полу­чения свободных фенолов. Метод обычно применяют для получения многоатомных фенолов:

Химические свойства

В фенолах p-орбиталь атома кислорода образует с ароматическим кольцом единую π-систему. Вследствие такого взаимодействия электронная плотность у атома кислорода уменьшается, а в бензольном кольце повышается. Полярность связи О–Н увеличивается, водород ОН–группы становится более реакционноспособным и легко замещается на металл даже при действии щелочей (в отличие от предельных одноатомных спиртов).

1. Кислотность фенола существенно выше, чем у предельных спиртов; он реагирует как со щелочными металлами:

так и с их гидроксидами (отсюда старинное название «карболовая кислота»):

Фенол – очень слабая кислота. При пропускании через раствор фенолятов углекислого или сернистого газов выделяется фенол; такая реакция доказывает, что фенол – более слабая кисло­та, чем угольная и сернистая:

Кислотные свойства фенолов ослабляются при введении в кольцо заместителей I рода и усиливаются при введении заместителей II рода.

2. Образование сложных эфиров. В отличие от спиртов, фенолы не образуют сложных эфиров при действии на них карбоновых ки­слот; для этого используют хлорангидриды кислот:

3. Реакции электрофильного замещения в феноле протекают зна­чительно легче, чем в ароматических углеводородах. Поскольку ОН группа является ориентантом I рода, то в молекуле фенола увеличива­ется реакционная способность бензольного кольца в орто- и пара -положениях (при галогенировании, нитровании, поликонденсации и т.д.). Так, при действии бромной воды на фенол три атома водорода замещаются на бром, и образуется осадок 2,4,6-трибромфенола:

Взаимодействие с бромной водой – качественная реакция на фенол.

При нитровании фенола нитрующей смесью три атома водорода замещаются на нитрогруппу, и образуется 2,4,6-тринитрофенол (пик­риновая кислота):

При нагревании фенола с формальдегидом в присутствии кислот­ных или основных катализаторов происходит реакция поликонденсации и образуется фенолформальдегидная смола – высокомолекуляр­ное соединение с разветвленной структурой типа:

4. Окисление. Фенолы легко окисляются даже под действием ки­слорода воздуха. Так, при стоянии на воздухе фенол постепенно ок­рашивается в розовато-красный цвет. При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является хинон. Двухатомные фенолы окисляются еще легче. При окислении гидрохинона также образуется хинон:

Для идентификации фенола часто ис­пользуют его реакцию с раствором FeCl₃; при этом образуется ком­плексный ион фиолетового цвета – качественная реакция на обнаружение фенола.