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Fenoles Fenoles Presentation Transcript

  • INTRODUCCIÓN NOMENCLATURAESTRUCTURA Y ENLACE PROPIEDADES FÍSICASPROPIEDADES QUÍMICAS
  • INTRODUCCIÓNCompuestos que tienen un grupo funcional unido directamente aun anillo al anillo de benceno.Muchas de sus propiedades son análogas a las de los alcoholes.Son compuestos bifuncionales; el grupo hidroxilo y el anilloaromático interaccionan con gran fuerza y afectan su reactividad.Son de gran importancia en laindustria.
  • NOMENCLATURALa palabra fenol se utiliza como nombre de una sustancia(hidroxibenceno) o de la familia de los compuestos aromáticoshidroxisustituidos.La numeración del anillo comienza en el carbono con el sustituyentehidroxilo, y continúa en la dirección que asigna el número menor alsiguiente carbono sustituido. Los sustituyentes se mencionan en ordenalfabético.
  • NOMENCLATURAAlos tres dihidroxi derivados del benceno se les puede llamar 1,2-, 1,3-, 1,4—bencenodiol, pero se le conoce más por sus nombrescomunes , estos son nombres son aceptados por la IUPAC.
  • NOMENCLATURAComo la estructura de un fenol incluye al anillo bencénico, confrecuencia se utilizan los términos orto (1,2-disustituido), meta (1,3-disustituido), para (1,4-disustituido) en los nombres comunes.
  • NOMENCLATURA Algunos ejemplos:
  • ESTRUCTURA Y ENLACE El fenol es plano, con un ángulo C-O-H de 109⁰, casi igual que el ángulo tetraédrico y el ángulo C- O-H de 108,5⁰ del metanol.Los enlaces de los carbonoscon hibridación sp2 son máscortos que los de los carbonoscon hibridación sp3, los fenolesno son la excepción. Ladistancia de enlace C-O en elfenol es un poco menor que enel metanol.
  • ESTRUCTURA Y ENLACEEn términos de resonancia,la menor distancia C-O enel fenol se puede atribuir alcarácter parcial del enlacedoble causado por laconjugación del par de e-no compartido del oxígenocon el anillo aromático.Muchas de las propiedades de los fenoles reflejan la polarización que implica ladescripción con la resonancia. En los fenoles el oxígeno del hidroxilo es menosbásico y el protón del hidroxilo es más ácido que en los alcoholes. Los electrófilosatacan al anillo aromático de los fenoles con mayor rapidez que con la que atacanal benceno, lo que indica que el anillo en las posiciones orto y para con respecto algrupo hidroxilo, es relativamente rico en e-
  • PROPIEDADES FÍSICASEl grupo hidroxilo ejerce una fuerte influencia en laspropiedades físicas.Forman puentes de hidrógeno con otras moléculas defenol y con agua, debido a esto tienen puntos de fusióny ebullición más elevados.
  • PROPIEDADES FÍSICASSon más solubles en agua que los arenos y los halogenuros dearilo de peso molecular semejante.El fenol es poco soluble en agua ya que aunque presentan elpuente de hidrógeno, la proporción de carbonos con respecto ala cantidad de –OH es muy baja.Para que los compuestos que contienen grupos –OH seansolubles en agua la razón entre carbonos y grupos –OH no debeser mayor de 3:1. El fenol es el miembro más pequeño de estegrupo y contiene 6 átomos de carbono y sólo uno de -OH.
  • PROPIEDADES FÍSICASLos demás monofenoles poseen mayor número de carbonosy sólo un grupo OH, por ello son insolubles en agua. Losdifenoles y polifenoles con más de un grupo –OH presentanmayor solubilidad en el agua.
  • PROPIEDADES FÍSICASLos fenoles más sencillos son líquidos o sólidos blandos eincoloros y se oxidan con facilidad por lo que se encuentrancoloreados. En presencia de impurezas o bajo influencia dela luz, el aire y ciertos compuestos como el cobre y el hierro,el fenol puede teñirse de amarillo, marrón o rojo.
  • PROPIEDADES QUÍMICASAparte de su acidez la propiedad química más notable de unfenol es la reactividad extremadamente elevada de su anillo en lasustitución electrofílica. La acidez desempeña un papelimportante incluso en la sustitución anulan ya que la ionizaciónde un fenol genera el grupo -O, aun mas liberador de e- que el -OH, debido a su carga negativa.Los fenoles no solo dan las reacciones de sustitución electrofílicatípicas en la mayoría de los compuestos aromáticos, sinotambién muchas otras, que son posibles gracias a la reactividadexcepcional del anillo.
  • PROPIEDADES QUÍMICASREACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILICA AROMÁTICA DE LOS FENOLESHALOGENACIÓN: La bromación y cloración de fenoles se lleva aacabo con facilidad, aun en ausencia de un catalizador. Lasustitución se hace principalmente en la posición para, respecto algrupo hidroxilo. Cuando se bloque la posición para, se observa lasustitución orto.
  • PROPIEDADES QUÍMICASNITRACIÓN: Los fenoles se nitran al tratarlos con unasolución diluida de ácido nítrico en agua o ácido acético. Noes necesario usar mezclas de ácido sulfúrico y nítrico por lagran reactividad de los fenoles.
  • PROPIEDADES QUÍMICASNITROSACIÓN: Al acidificar soluciones acuosas del nitrito desodio se forma el catión nitrosilo, que es un electrófilo débil yataca al anillo de un fenol, fuertemente activado. El producto esun nitrosofenol.
  • PROPIEDADES QUÍMICASSULFONACIÓN: Al calentar un fenol con ácido sulfúrico seprovoca la sulfonación del anillo.
  • PROPIEDADES QUÍMICASALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS: Los alcoholes, encombinación con ácidos, son una fuente de carbocationes. Elataca de un carbocatión en el anillo de un fenol, rico enelectrones, favorece su alquilación.
  • PROPIEDADES QUÍMICASACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS: En presencia del cloruro dealuminio, los cloruros de acilo y los anhídridos de ácido carboxílicoacilan el anillo aromático de los fenoles.
  • PROPIEDADES QUÍMICASREACCIÓN CON SALES DE ARENODIAZONIO: Al agregar un fenola una solución de una sal de diazonio obtenida a partir de una aminaaromática primaria, se forma un compuesto azoico. La reacción selleva a cabo en un pH tal que haya presente una parte importante delfenol en forma de su ión fenóxido. El ión diazonio actúa como electrófiloante el anillo del ión fenóxido, fuertemente activado.
  • PROPIEDADES QUÍMICASREACCIÓN DE KOLBE-SCHMITT
  • ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICODE FENOLESINFARROJO: En los espectros de IR de los fenoles se combinas laspropiedades de los alcoholes y de los compuestos aromáticos. Lasabsorbencias de hidroxilo debidas al alargamiento de O-H se encuentran enla región de 3600 cm-1, y la banda causada por el alargamiento de C-Oaparece alrededor de los 1200 a 1500 cm-1. Estas propiedades se puedever en el espectro de IR del p-cresol en la figura.
  • ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO DE FENOLESRMN DE 1H: Con frecuencia, las señales de los protones del hidroxilo de losfenoles, en la espectroscopia de RMN 1H, son anchas, y su desplazamientoquímico, al igual que su acidez, está entre el de los alcoholes y el de losácidos carboxílicos. El intervalo es d 4 a 12, y el desplazamiento químicoexacto depende de la concentración, el disolvente y la temperatura. Elprotón fenólico en el espectro de RMN 1H del p-cresol, por ejemplo apareceen d 5,1.
  • ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICODE FENOLESRMN 13C: En comparación con el delC-H, el carbono del C-O de un fenolestá desprotegido unas 25 ppm. Porejemplo, en el caso del m-cresol, elcarbono de C-O presenta la señal acampo más bajo.Observe también que los carbonos más protegidos del anillo aromáticoson aquellos que están en orto y para respecto al grupo hidroxilo, lo queconfirma la experiencia de que el grupo OH dona e- de preferencia aesas posiciones.
  • ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO DE FENOLESUV-VIS: igual que con lasarilaminas, se consigueinformación observandoel comportamiento de losfenoles en los espectrosde UV-VIS, en términosde la forma en que elgrupo OH afecta alcromóforo benceno. Un grupo OH afecta al espectro de UV-VIS del benceno en forma parecida a la de un grupo NH2, pero en menor grado. Sin embargo, en solución básica, donde el OH se convierte en O-, el desplazamiento a mayores longitudes de onda es mayor que el grupo NH2
  • ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICODE FENOLESESPECTROMETRÍA DE MASAS: La cima de un ión moleculares por lo general bastante prominente en el espectro de masade los fenoles. Es, por ejemplo, el punto más intenso en el fenol.
  • BIBLIOGRAFÍA: CAREY, Francis A., ―Química Orgánica‖, sexta edición, 2006. Páginas 1005-1008, 1015-1019, 1024-1027. WADE, L.G.; "Química Orgánica", quinta edición, 2004. Páginas 410-411, 4117-418. http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docenci a_red/qo/l14/fenol0.html (2012-Marzo-15)