Практичне заняття №8

Тема. Феноли.

Мета. Сформувати знання про будову, властивості та застосування фенолів. Порівняти хімічні властивості спиртів і фенолів. Знати та вміти виконувати якісні реакції на фенольний гідроксил.

Актуальність. Застосування фенолів в медицині повязано з їх антисептичними властивостями. Найпростіший представник сполук даного класу фенол (Державна Фармакопея України, перше видання) був першим антисептиком в хірургії (анг. хірург Дж.Лістер, кінець ХVIII ст.).Крезоли використовуються як дезинфікуючі засоби. Тимол застосовують в медицині як антисептичний та протигельмінтний засіб. Пірокатехін, резорцин (Державна Фармакопея України, перше видання) і гідрохінон входять до складу багатьох природних сполук. Похідне пірокатехіну (монометиловий ефір) гваякол застосовується при катарі верхніх дихальних шляхів. Пірокатехін є вихідною речовиною у синтезі адреналіну. Резорцин застосовують при лікуванні шкірних захворювань.

Форма роботи. Лабораторно-практичне заняття.

Теоретичні питання

1. Будова та класифікаія фенолів. Як на основі електронних уявлень пояснити сильніший кислотний характер фенолів порівняно із спиртами?

2. Одержання фенолів.

3. Хімічні властивості фенолів: утворення феноксидів, простих і складних ефірів. Реакції електрофільного заміщення S_E в бензеновому ядрі: галогенування, сульфування, нітрування. Окиснення фенолів.

4. Якісні реакції на фенольний гідроксил.

Завдання для аудиторної та позааудиторної роботи

1. Серед формул наведених нижче сполук вкажіть формули насичених одноатомних спиртів, ароматичних спиртів, фенолів:

а) C₆H₁₃OH б) C₆H₄(OH)₂ в) C₆H₅CH₂OH

г ) -CH₂–СH₂–OH д) CH₃–CH–CH₃ е) –OH

–CH₃

є ) ж) CH₃–СH₂–СH₂–OH

НО– –OH

2. Порівняйте хімічні властивості фенолу і етанолу. Відповідь підтвердіть хімічними реакціями.

3. На прикладі реакції бромування порівняйте здатність бензену і фенолу вступати в реакції заміщення. Поясніть їх різну активність.

4. Порівняйте кислотні властивості фенолу і тринітрофенолу (пікринової кислоти).

5. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

1 2 3

а) фенол натрій фенолят фенол о-хлорфенол

4

метилфеніловий етер

1 2 3 4 5 6 7

б ) вапняк Х СаС₂ Y бензен Z фенол

8

калій фенолят фенол

1 2 3 4 5

в ) алюміній карбід Х C₂H₂ Y Z фенол

1 2 3

г ) вуглець метан ? метилфеніловий етер

д) 1 2 3 4

кумен фенол фенолят натрію Х 2,4,5- трибромфенол

е ) н-гексан фенол

Лабораторний практикум

Вихідний рівень знань

1. Фізичні властивості фенолу.

2. Кислотні властивості фенолів.

3. Кольорова реакція на феноли – взаємодія з FeCl_3.

4. Реакціі фенолу за участю бензенового ядра.

Дослід №1. Розчинність фенолу у воді.

Реактиви: рідкий фенол, вода.

Виконання. Вмістіть у пробірку 1 краплю рідкого фенолу (обережно!). Додайте 1 краплю води і збовтайте. Появиться каламутна рідина – емульсія фенолу. Дайте їй трохи відстоятися. Зверніть увагу, що при стоянні емульсія розшаровується: внизу буде розчин води у фенолі (або рідкий фенол), вгорі розчин фенолу у воді (фенольна або карболова вода). Добавляйте краплинамти воду, щоразу струшуючи, доки утвориться прозорий розчин. Ознайомтесь з характерним запахом фенолу.

Дослід №2. Доведення кислотного характеру фенолу.

Реактиви: фенольна вода, 2н р-н NaOH

Виконання. До фенольної води добавте ще одну краплю фенолу і збовтайте. До знов утвореної каламуті емульсії фенолу у воді добавте всього 1 краплю 2н р-ну NaOH. Що при цьому спостерігаєте? Напишіть рівняння реакції.

Дослід №3. Реакція ферум(ІІІ) хлоридом.

Реактиви: фенольна вода, 0,1н FeCl_3, 1% розчини пірокатехіну, резорцину, гідрохінону, пірогалолу (або флюроглюцину).

Виконання. Вмістіть в пробірку 3 краплі прозорої фенольної води і добавте 1 краплю 0,1н FeCl₃. Що ви спостерігаєте? Зробіть цю ж реакцію з 1% розчинами пірокатехіну, резорцину, гідрохінону, пірогалолу (або флюроглюцину). Зверніть увагу, що різні феноли можна відрізнити за забарвленням, яке вони дають з FeCl_3.

Дослід №4. Утворення трибромфенолу.

Реактиви: фенольна вода, бромна вода, бензен.

Виконання. В пробірку помістіть 3 краплі бромної води і добавте 1 краплю прозорої фенольної води. Що спостерігаєте? Проведіть паралельно цей же дослід з бензеном. Відмітьте відмінності у проходженні реакцій. Який висновок можна зробити з проведеного досліду?

Контрольні запитання до практикуму.

1. Яким чином можна довести кислотний характер фенолу?

2. Якою реакцією можна довести наявніть фенольного гідроксилу в молекулі?

3. Порівняйте реакційну здатність бензену і фенолу в реакціях заміщення. Поясніть, чим зумовлена велика реакційна здатність бензенового ядра в молекулі фенолу. Наведіть схему взаємодії фенолу з бромною водою.

Практичне заняття №9

Тема. Експериментальні задачі з теми «Спирти. Феноли»

Мета. Узагальнити знання про якісні реакції на одно- та багатоатомні спирти та феноли. Вміти експериментально визначати сполуки даних класів.

Форма роботи. Лабораторно-практичне заняття.

Основні теоретичні питання

▪ Ідентифікація одноатомних спиртів

Для спиртів не існує якісної реакціїї, яка б переконливо та однозначно вказувала на наявність у молекулі гідроксильної групи. Спирти можна визначити за їх реакцією хромовим ангідридом CrO₃ у водному розчині H₂SO₄ : прозорий оранжевий розчин перетворюється на синьо-зелений. Проте цю реакцію не дають третинні спирти. Дана реакція характерна також і для альдегідів.

Спирти, що мають у молекулі фрагмент: Н

|

–C–CH₃

|

OH

дають йодоформну пробу. Вона полягає в обробці спирту йодом та гідроксидом натрію або гіпойодитом натрію NaOI. Хід реакції:

I₂ + NaOH → HOI + NaI

HOI + NaOH → NaOI + H₂O

CH₃–CH₂–OH + NaOI → CH₃–C(O)H + NaI + H₂O

C H₃–C(O)H + 3NaOH → CI₃–C(O)H + 3NaOH

CI₃–C(O)H + NaOH →CHI₃ + HCOONa

йодоформ

Утворюються кистали йодоформу лимонно-жовтого кольору з характерним запахом.

▪ Ідентифікація багатоатомних спиртів

Виявити гідроксильні групи в діолах і тріолах можна за утворенням забарвленого на синій колір розчину комплексної солі купруму:

Н

СН₂-ОН Н₂С-О О- СН₂

2 | + Cu(OH)₂ | Cu |

CH₂-OH -2H₂O H₂C-O O-CH₂

H

Для виявлення гліцеролу може бути використана реакція дегідратації з утворенням акролеїну - речовини з їдким подразнюючим запахом:

О

KHSO_{4 ,} t⁰ //

C H₂–CH–CH₂ CH₂=СH–С ––H

| | | -2Н₂О

OH OH OH

▪ Ідентифікація одноатомних фенолів

Для більшості фенолів характерна кольорова реакція з ферум(ІІІ) хлоридом – утворюються комплексні сполуки, що мають інтенсивне забарвлення. Фенол утворює комплексну сполуку, забарвлену в фіолетовий колір. Фенол також знебарвлює бромну воду та утворює при цьому продукт заміщення, який випадає в осад:

ОН ОН

| |

+ 3 Br₂ Br Br + 3 HBr

Br

2,4,6-трибромфенол

▪ Ідентифікація багатоатомних фенолів

Для аналізу багатоатомних фенолів придатні ті самі реакції, що і для одноатомних. Особливо часто використовується реакція з FeCl_3. При цьому різні багатоатомні феноли дають різне забарвлення:

Структурна формула	Назва	Колір продуктів з FeCl3
ОН | –ОН	Пірокатехін (пірокатехол)	зелений
ОН | –ОН	Резорцин (резорцинол)	синій
ОН | | OH	Гідрохінон	зелений, що переходить в жовтий
ОН | H O–– – OH	Пірогалол	червоне
ОН | HO– –OH	Флюроглюцин	темно-фіолетовий