Reakcje fenoli

1. Reakcje fenoli

Wiem, że lubisz jeśli zaczynam post od dobrej nowiny, zatem bardzo proszę. Jeśli potrafisz już omawiane ostatnio reakcje alkoholi to zobaczysz tutaj kilka podobnych reakcji, a po drugie : tych reakcji będzie dużo mniej!

Na samym początku rozprawimy się ze spalaniem fenoli, których przebieg niczym się nie różni od spalania węglowodorów.

C6H5OH + 7O2 ⟶ 6CO2 + 3H2O

2. Reakcje fenoli : identyfikacyjne

Zaczniemy od reakcji, które mogą posłużyć do identyfikacji fenoli. Podobnie jak z alkoholami, będzie to reakcja z sodem z wydzieleniem wodoru (czyli alkohole i fenole reagują tak samo), z wodorotlenkiem sodu oraz z chlorkiem żelaza(III).

Reakcje fenoli z sodem

Jak widzimy reakcja przebiega identycznie jak z alkoholami. Reakcja z chlorkiem żelaza była już osobno omawiana.

Fenole reagują z chlorkiem żelaza(III) ➤ odróżnienie od alkoholi, które z FeCl3 tworzą granatowy związek kompleksowy.

Fenole reagują z wodorotlenkiem sodu ➤ odróżnienie od alkoholi (ale nie od kwasów karboksylowych).

Reakcje fenoli z wodorotlenkiem sodu

Fenole reagują (odbarwiają) z wodą bromową ➤ odróżnienie od alkoholi i kwasów karboksylowych (ale nie od alkenów i alkinów).

Fenole nie reagują z wodorowęglanem sodu ➤ odróżnienie od kwasów karboksylowych, które reagują z NaHCO3, w wyniku czego powstaje CO2 (wydziela się gaz).


Na osobne omówienie zasługuje reakcja fenolu z wodą bromową. To ważna reakcja, używana także w miareczkowaniu.

Jeśli pamiętasz cokolwiek z aromatyczności to wiesz, że powinieneś być teraz mega zdziwiony, no bo jak to, związek aromatyczny reaguje z wodą bromową? Przecież właśnie tak odróżnialiśmy alkeny/alkiny od benzenu! I spokojnie, chill, to dalej prawda!

Teraz nie mamy benzenu, a hydroksybenzen (fenol), a więc podstawnik musi tutaj coś zmieniać. Grupa hydroksylowa jest podstawnikiem, który kieruje następne podstawniki w pozycję orto/para, ale jest także podstawnikiem aktywującym. Co to oznacza? To, że podnosi on reaktywność benzenu (pierścienia aromatycznego) i dlatego reakcja z bromem jest możliwa.

3. Reakcje fenoli : ,,aromatyczne

Reakcja z bromem zachodzi nie na grupie ーOH , lecz na pierścieniu benzenowym, więc omówimy ją właśnie w tej kategorii. Zastanówmy się najpierw, skąd biorą się właściwości aktywujące lub dezaktywujące danego podstawnika, który jest przyłączony do pierścienia benzenu? Przypomnę tylko na samym początku, że reakcje substytucji w benzenie przebiegają zgodnie z mechanizmem elektrofilowym, co oznacza że do benzenu podłącza się elektrofil.

A elektrofil to było coś, co lubi elektrony (e), a więc sam musi mieć ładunek dodatni. W takim razie benzen był nukleofilem i faktycznie miał elektrony ukryte w wiązaniu podwójnym (C=C). I teraz, jeżeli podstawnik będzie powodował, że benzen będzie miał więcej tych elektronów, to możemy powiedzieć, że jest tam więcej ,,ładunku minus (−)”, a zatem polepsza nam się nukleofilowość tego pierścienia = chętniej będzie reagował z elektrofilem (+) = aktywacja !

Co to są te podstawniki aktywujące i dezaktywujące ?

Powyższe rysunki są oczywiście schematyczne, a więc bardziej przeznaczone do brudnopisu i Twojego lepszego zrozumienia tematu. Matura trochę nas ogranicza w zrozumieniu tej i wielu innych kwestii, jednak dobrze wiesz, że staram się jak mogę aby chemia organiczna nie kojarzyła Ci się z bezmyślnym kuciem na pamięć.

Na szczęście jeśli chodzi o efekty aktywujące i dezaktywujące to wszystko masz (prawie) w tablicach maturalnych, spójrzmy:

Jak podstawnik kieruje w pozycje orto + para, to jest aktywujący, jeśli w meta to będzie dezaktywujący.

Wyjątkiem są fluorowce : one pomimo, że kierują na pozycje orto + para, to są dezaktywujące.

No dobrze, ale jednak grupa hydroksylowa jest wyjątkowa w tym aspekcie, ponieważ ona po prostu zajebiście mocno aktywuje ten pierścień. Robi to w taki ,,agresywny” sposób, że nie da się nawet reakcji skontrolować, aby przyłączył się tylko jeden atom bromu i przyłączają się od razu trzy, we wszystkie pozycje orto + para. Schemat reakcji wygląda następująco :

Reakcja fenoli z bromem

Fenol jest tak reaktywny (przez obecność niezwykle mocno aktywującego podstawnika), że do reakcji nie potrzebuje już FeBr3 (katalizatora, którego znamy z reakcji benzenu).

Podobnie będzie przebiegała reakcja nitrowania :

Reakcja nitrowania fenolu przebiega analogicznie jak reakcja z bromem.

Uwaga! W taki sposób będzie reagował tylko fenol oraz aminobenzen, który niedługo poznamy. Reszta podstawników aktywujących podnosi reaktywność pierścienia, ale nie na tyle, żeby nie używać katalizatora czy żeby podłączało się aż trzy bromy. Poniżej ,,spokojny toluen” :

Do reakcji potrzebny jest kwas siarkowy pełniący rolę katalizatora, bo podstawnik  ーCH3 jest słabym aktywatorem.

4. Pozostałe reakcje fenoli

Pamiętasz jaka była główna różnica między alkoholami i fenolami? Fenole były słabymi kwasami, natomiast alkohole były mniej więcej obojętne. Dlatego też alkohole mogły reagować z kwasami (reakcja eliminacji z H2SO4 czy substytucji z HCl). Ale skoro fenole są już słabo kwasowe to z kwasami nie będą reagować.

Kwasowe fenole nie reagują z kwasami

Nie będą też ulegały reakcji odwodnienia ani utleniania[1], ponieważ wiązałoby się to z kuriozalnymi pięcioma wiązaniami do węgla albo powstaniem węgla o hybrydyzacji sp (czyli budowa powinna być liniowa, a ewidentnie taka by nie była!)


[1] Jeśli w cząsteczce znajdują się dwie grupy OH przyłączone do pierścienia, to da się utlenić fenole do chinonów, ale to tylko ciekawostka (musiałaby być informacja wstępna do zadania).

Leave a Reply

%d bloggers like this: