Фенолформальдегидные смолы и окисление фенолов

8 заданий

Фенолформальдегидные смолы

Фенол с формальдегидом — первая в истории полностью синтетическая пластмасса.

Как фенол конденсируется с формальдегидом

Фенол (фенолят) атакует формальдегид орто- и пара-атомами → гидроксиметилфенолы.
В кислоте группа \(\ce{CH2OH}\) даёт бензильный катион → он атакует второй фенол → мостик \(\ce{ArCH2Ar}\).
Кислота и избыток фенола → линейный новолак (плавится); щёлочь и избыток формальдегида → резол, при нагревании — бакелит (сетка, не плавится).
Три активных положения (2, 4, 6) делают фенол трёхфункциональным мономером — отсюда сшивка.

Примеры

1. Фенол + HCHO (\(\ce{OH-}\)) → 2- и 4-(гидроксиметил)фенолы.

2. Резол при 150 °C → бакелит — неплавкая сетка.

errorНоволак или резол — решают среда и соотношение

Кислота и избыток фенола — линейные цепи; щёлочь и избыток формальдегида — сшивка.

edit_noteПопробуйте сами

Почему 4-метилфенол с формальдегидом не даёт сшитого полимера?

expand_moreПоказать решение

У него только два активных положения (оба орто) — получаются линейные цепи.

Окисление фенолов

Богатое электронами кольцо фенола легко отдаёт электроны окислителю.

Как окисляется фенол

Фенолы окисляются легко: на воздухе темнеют (хиноны, смолы).
\(\ce{Na2Cr2O7/H2SO4}\) и соль Фреми превращают фенол и гидрохинон в 1,4-бензохинон; пирокатехин с \(\ce{Ag2O}\) — в 1,2-бензохинон.
Затруднённые фенолы (2,6-ди-трет-бутилфенолы) дают устойчивые феноксильные радикалы — так работают антиоксиданты (ионол).
\(\ce{FeCl3}\) даёт с фенолом фиолетовую окраску — качественная реакция.

Примеры

1. Фенол + \(\ce{Na2Cr2O7}\), \(\ce{H2SO4}\) → 1,4-бензохинон.

2. 2,4,6-Три-трет-бутилфенол + \(\ce{K3[Fe(CN)6]}\) → устойчивый синий феноксильный радикал.

errorАнтиоксидант жертвует собой

Затруднённый фенол отдаёт атом H радикалу быстрее, чем защищаемое вещество, а его собственный радикал слишком устойчив, чтобы продолжать цепь.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст 2-метилгидрохинон с \(\ce{Na2Cr2O7}\) в кислоте?

expand_moreПоказать решение

2-Метил-1,4-бензохинон.

push_pinГлавное

Формальдегид — электрофил: фенол атакует его орто- и пара-атомами (гидроксиметилфенолы), в кислоте гидроксиметильная группа даёт бензильный катион и метиленовый мостик \(\ce{ArCH2Ar}\). Кислота и избыток фенола — новолак (линейный), щёлочь и избыток формальдегида — резол, при нагревании — бакелит (сетка): у фенола три активных положения. Окислители превращают фенолы и гидрохинон в 1,4-бензохинон, пирокатехин с \(\ce{Ag2O}\) — в 1,2-бензохинон; затруднённые фенолы дают устойчивые феноксильные радикалы (антиоксиданты); \(\ce{FeCl3}\) — фиолетовая окраска с фенолом.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.