Фенолы как нуклеофилы; перегруппировка Фриса
Эфиры фенолов
linkОпора
- Урок 225. Электрофильное замещение в фенолах — предсказывать бромирование и нитрование фенолов
- Урок 181. Ацилирование по Фриделю — Крафтсу — ацилировать арены и восстанавливать кетоны
Фенолят-ион реагирует не только атомами кольца (урок 225), но и атомом кислорода — как алкоголят в синтезе Вильямсона (урок 215). Так получают простые эфиры фенолов, а с ацилирующими реагентами — сложные. Сложные эфиры фенолов понадобятся во второй части урока для перегруппировки Фриса.
Как получить эфир фенола
- Простой эфир: фенолят реагирует с первичным галогеналканом (синтез Вильямсона).
- Сложный эфир: фенол ацилируют ацилхлоридом или ангидридом в присутствии основания (пиридина или NaOH); с карбоновой кислотой фенол почти не этерифицируется.
- Диариловый эфир: фенолят замещает галоген в активированном арилгалогениде (\(S_NAr\)), а неактивированный бромбензол не реагирует.
- Фенолят-ион — амбидентный нуклеофил, но алкилируется почти всегда по атому кислорода.
Примеры
1. Бензилфениловый эфир. Фенол превращают гидроксидом натрия в фенолят и алкилируют бензилбромидом (уравнение выше): получается эфир \(\ce{C6H5OCH2C6H5}\).
2. Фенилацетат. Фенол с уксусным ангидридом даёт фенилацетат.
3. Диариловый эфир. Фенолят натрия замещает фтор в 4-нитрофторбензоле, и получается 4-нитродифениловый эфир: \(\ce{C6H5ONa + O2NC6H4F -> O2NC6H4OC6H5 + NaF}\).
errorФенол с карбоновой кислотой этерифицируется плохо
Прямая этерификация фенола карбоновой кислотой почти не идёт, поэтому берут ангидрид или ацилхлорид.
edit_noteПопробуйте сами
Как получить фенилбензоат?
expand_moreПоказать решение
Из фенола и бензоилхлорида в водном растворе NaOH (реакция Шоттена — Баумана).
Перегруппировка Фриса
Фенол плохо ацилируется по Фриделю — Крафтсу: атом кислорода связывает хлорид алюминия и сам ацилируется. Перегруппировка Фриса обходит это препятствие: сложный эфир фенола из первой части урока с хлоридом алюминия переносит ацильную группу с атома кислорода на кольцо, как при ацилировании (урок 181), но внутри одной молекулы. Так получают гидроксиарилкетоны.
Как провести перегруппировку Фриса
- Сложный эфир фенола с хлоридом алюминия отщепляет ацилий-ион, и он атакует кольцо.
- На холоду получается пара-гидроксикетон (кинетический продукт), а при нагревании — орто-изомер: его хелат с алюминием устойчивее.
- Если пара-положение занято, получается только орто-изомер.
- Так получают гидроксиарилкетоны, которые трудно получить прямым ацилированием фенола.
Примеры
1. Пара-положение занято. 4-Метилфенилацетат с хлоридом алюминия даёт 2-гидрокси-5-метилацетофенон: ацильная группа вступает в орто-положение.
2. Пара-изомер на холоду. Фенилпропаноат с хлоридом алюминия при 25 °C даёт 1-(4-гидроксифенил)пропан-1-он.
errorПерегруппировка Фриса заменяет ацилирование фенола
Атом кислорода фенола связывает хлорид алюминия и сам ацилируется. Поэтому сначала получают сложный эфир, а затем перегруппировывают его.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст 3-метилфенилацетат с хлоридом алюминия на холоду?
expand_moreПоказать решение
4-Гидрокси-2-метилацетофенон: ацильная группа вступает в пара-положение к группе OH.
push_pinГлавное
Фенолят — нуклеофил: с первичными галогеналканами даёт простые эфиры (Вильямсон), с ацилхлоридами и ангидридами — сложные (карбоновой кислотой фенол почти не этерифицируется), с активированными арилгалогенидами — диарилэфиры (\(S_NAr\)); неактивированный бромбензол не реагирует. Перегруппировка Фриса: сложный эфир фенола с \(\ce{AlCl3}\) → гидроксиарилкетон; на холоду — пара, при нагревании — орто (хелат с алюминием); если пара занято — орто.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.