Фенолы — кислородсодержащие производные ароматических углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода бензольного кольца замещены на гидроксильную группу –ОН.
Общая формула класса фенолов (Г.9.1):
Впервые фенолы были получены при переработке каменноугольной смолы в виде белого кристаллического порошка с характерным резким запахом. По опытным данным это новое «вещество» (на самом деле смесь) обладало кислотными свойствами и являлось производным бензола, поэтому и получило такое название.
Строение
Фенолы выделены в отдельный класс не случайно, т. к. нахождение гидроксильной группы рядом с бензольным кольцом обеспечивает уникальные свойства таких молекул.
Гидроксильная группа –ОН является ориентантом первого рода и имеет в своем составе неподеленную электронную пару на атоме кислорода, которая может объединяться с электронной плотностью бензольного кольца. Гидроксильная группа проявляет положительный мезомерный +М эффект (Е.9.2):
Влияние гидроксильной группы обеспечивает прохождение реакций замещения в бензольном кольце по орто- и пара-положениям за счет перераспределения электронной плотности. Замещение проходит намного легче, чем у бензола.
При этом по системе σ-связей атом кислорода ОН-группы стягивает электронную плотность с кольца и с атома водорода за счет более высокой электроотрицательности по сравнению с атомом углерода (−I эффект). Но мезомерный эффект проявляется намного сильнее, чем индуктивный.
За счет описанных эффектов суммарно электронная плотность стягивается с О–Н связи и ее полярность увеличивается, что приводит к наличию кислотных свойств фенолов. А связь С–О упрочняется и замещение всей гидроксильной группы –ОН происходить не может.
Изомерия
- Структурная изомерия (Е.9.3):
- Межклассовая изомерия: некоторые фенолы изомерны ароматическим спиртам и простым эфирам (Г.9.4).
