Фенол нитрифицирован легче, чем бензол

Анализ причин , почему фенол нитрифицируют легче , чем бензол

Фенол более легко нитрифицирует , чем бензол , а также это явление очень заметно в химических реакциях . Реакция нитрования широко используется в процессе приготовления в химической промышленности путем введения нитрогрупп (NO 2) в молекулы органических соединений . Хотя структуры бензола и фенола схожи , их активность реакции нитрования очень различна из -за различий в их молекулярной структуре . В этой статье будет проведен углубленный анализ того , почему фенол нитрифицируют легче , чем бензол , и будут изучены его химические принципы .



1. Различия в молекулярной структуре бензола и фенола

Бензол (C-Ri H-Ri)-простой ароматический углеводород со стабильной шестичленной кольцевой структурой . Его электронное распределение относительно равномерно , поэтому молекула бензола не легко реагирует при нормальной температуре . Фенол (C Ri H1OH) вводит гидроксильную группу (OH) на молекулу бензола , которая значительно изменит химические свойства фенола . Гидроксильная группа является сильным донором электронов , который передает электроны в бензольное кольцо посредством резонансного эффекта , тем самым увеличивая плотность электронов на бензольном кольце . Это делает фенол более электрофильным , чем бензол , и , таким образом , легче участвовать в реакции нитрования .



2. Влияние гидроксильных групп на электронную плотность бензольного кольца

Эффект электронной подачи гидроксильной группы (ОН) в феноле на бензольное кольцо является одной из основных причин , по которым фенол легче нитрируют . Поскольку гидроксильные группы толкают электроны в бензольное кольцо посредством резонансного эффекта , электронная плотность бензольного кольца увеличивается , особенно на территории орто -и пара -положении бензольного кольца . Таким образом , сила притяжения бензольного кольца к электрофильным реагентам (таким как нитроионы NOO2 в азотной кислоте ) увеличивается . Когда нитроионы на территории азотной кислоте приближаются к бензольному кольцу , они легко атакуют эти сайты с более высокой электронной плотностью , тем самым завершая реакцию нитрования . Напротив , бензол имеет более низкую электронную плотность и , следовательно , более низкую скорость реакции нитрования .



3. Влияние условий реакции нитрификации

Реакцию нитрования обычно необходимо проводить в кислых условиях , таких также как смесь концентрированной азотной кислоты и концентрированной серной кислоты . В таких условиях фенол более легко нитрируется , чем бензол , главным образом благодаря повышенной плотности электронов в феноле , что делает его более сильным сродство к нитро -ионам. На Территории случае бензола условия реакции должны быть более жесткими , или для начала реакции должны быть использованы более сильные нитрирующие агенты . Гидроксильные группы фенола не только увеличивают скорость реакции , но также в некоторой степени снижают энергетический порог , необходимый для реакции , что облегчает реакцию фенола с азотной кислотой на территории более мягких условиях .

Различия на территории распределении нитрифицирующих продуктов

При нитрификации бензола и фенола распределение продуктов также различается . Поскольку гидроксильные группы в молекуле фенола могут значительно изменять электронную плотность бензольного кольца , реакции нитрования обычно происходят на территории орто -и пара -положении молекулы фенола . Для Осуществления бензола нитрифицирующие продукты в основном концентрируются в орто -и пара -положении бензольного кольца , но из -за более низкой реакционной способности скорость образования продукта является более низкой . Фенол является более реакционноспособным , поэтому его нитрифицирующие продукты получают быстрее , и процесс реакции является более эффективным .



5. Заключение : Преимущества нитрования фенола

Основная причина , по которой фенол легче нитрируется , чем бензол , заключается на территории эффекте электрона гидроксильных групп . Гидроксильная группа в феноле может увеличить электронную плотность бензольного кольца , делая бензольное кольцо более электрофильным , тем самым ускоряя реакцию нитрования . Фенол не только быстрее реагирует по сравнению с бензолом , но также может успешно завершать реакцию нитрования в более мягких условиях . Это свойство делает фенол важным для осуществления применения на территории химическом синтезе , особенно в производстве на территории фармацевтической а также красящей промышленности .

Из приведенного выше анализа мы можем видеть , что причина , по которой фенол легче нитровать , чем бензол , заключается не только в структурных различиях , но а также на территории электронных эффектах внутри молекул , что имеет важное эталонное значение для выбора и оптимизации химических реакций .