FENOLES Introducción Estructura y enlace Propiedades físicas Propiedades químicas Análisis espectroscópico

1. INTRODUCCIÓN
NOMENCLATURA
ESTRUCTURA Y ENLACE
PROPIEDADES FÍSICAS
PROPIEDADES QUÍMICAS

2. INTRODUCCIÓN
Compuestos que tienen un grupo funcional unido directamente a
un anillo al anillo de benceno.
Muchas de sus propiedades son análogas a las de los alcoholes.
Son compuestos bifuncionales; el grupo hidroxilo y el anillo
aromático interaccionan con gran fuerza y afectan su reactividad.
Son de gran importancia en la
industria.

3. NOMENCLATURA
La palabra fenol se utiliza como nombre de una sustancia
(hidroxibenceno) o de la familia de los compuestos aromáticos
hidroxisustituidos.
La numeración del anillo comienza en el carbono con el
sustituyente hidroxilo, y continúa en la dirección que asigna el
número menor al siguiente carbono sustituido. Los sustituyentes
se mencionan en orden alfabético.

4. NOMENCLATURA
A los tres dihidroxi derivados del benceno se les puede llamar
1,2-, 1,3-, 1,4—bencenodiol, pero se le conoce más por sus
nombres comunes , estos son nombres son aceptados por la
IUPAC.

5. NOMENCLATURA
Como la estructura de un fenol incluye al anillo bencénico, con
frecuencia se utilizan los términos orto (1,2-disustituido), meta (1,3-
disustituido), para (1,4-disustituido) en los nombres comunes.

6. NOMENCLATURA
 Algunos ejemplos:

7. 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
carbonos con hibridación
sp2 son más cortos que los
de los carbonos con
hibridación sp3, los fenoles
no son la excepción. La
distancia de enlace C-O en
el fenol es un poco menor
que en el metanol.

8. ESTRUCTURA Y ENLACE
En términos de
resonancia, la menor
distancia C-O en el fenol
se puede atribuir al
carácter parcial del
enlace doble causado
por la conjugación del
par de e- no compartido
del oxígeno con el anillo
aromático.
Muchas de las propiedades de los fenoles reflejan la polarización que implica
la descripción con la resonancia. En los fenoles el oxígeno del hidroxilo es
menos básico y el protón del hidroxilo es más ácido que en los alcoholes. Los
electrófilos atacan al anillo aromático de los fenoles con mayor rapidez que con
la que atacan al benceno, lo que indica que el anillo en las posiciones orto y
para con respecto al grupo hidroxilo, es relativamente rico en e-

9. PROPIEDADES FÍSICAS
El grupo hidroxilo ejerce una fuerte influencia en las
propiedades físicas.
Forman puentes de hidrógeno con otras moléculas de
fenol y con agua, debido a esto tienen puntos de fusión
y ebullición más elevados.

10. PROPIEDADES FÍSICAS
Son más solubles en agua que los arenos y los halogenuros de
arilo de peso molecular semejante.
El fenol es poco soluble en agua ya que aunque presentan el
puente de hidrógeno, la proporción de carbonos con respecto a
la cantidad de –OH es muy baja.
Para que los compuestos que contienen grupos –OH sean
solubles en agua la razón entre carbonos y grupos –OH no debe
ser mayor de 3:1. El fenol es el miembro más pequeño de este
grupo y contiene 6 átomos de carbono y sólo uno de -OH.

11. PROPIEDADES FÍSICAS
Los demás monofenoles poseen mayor número de carbonos
y sólo un grupo OH, por ello son insolubles en agua. Los
difenoles y polifenoles con más de un grupo –OH presentan
mayor solubilidad en el agua.

12. PROPIEDADES FÍSICAS
Los fenoles más sencillos son líquidos o sólidos blandos e
incoloros y se oxidan con facilidad por lo que se encuentran
coloreados. En presencia de impurezas o bajo influencia de
la luz, el aire y ciertos compuestos como el cobre y el hierro,
el fenol puede teñirse de amarillo, marrón o rojo.

13. PROPIEDADES QUÍMICAS
Aparte de su acidez la propiedad química más notable de un
fenol es la reactividad extremadamente elevada de su anillo en la
sustitución electrofílica. La acidez desempeña un papel
importante incluso en la sustitución anulan ya que la ionización
de 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 electrofílica
típicas en la mayoría de los compuestos aromáticos, sino
también muchas otras, que son posibles gracias a la reactividad
excepcional del anillo.

14. PROPIEDADES QUÍMICAS
REACCIONES DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILICA
AROMÁTICA DE LOS FENOLES
HALOGENACIÓN: La bromación y cloración de fenoles se lleva a
acabo con facilidad, aun en ausencia de un catalizador. La
sustitución se hace principalmente en la posición para, respecto al
grupo hidroxilo. Cuando se bloque la posición para, se observa la
sustitución orto.

15. PROPIEDADES QUÍMICAS
NITRACIÓN: Los fenoles se nitran al tratarlos con una
solución diluida de ácido nítrico en agua o ácido acético. No
es necesario usar mezclas de ácido sulfúrico y nítrico por la
gran reactividad de los fenoles.

16. PROPIEDADES QUÍMICAS
NITROSACIÓN: Al acidificar soluciones acuosas del nitrito de
sodio se forma el catión nitrosilo, que es un electrófilo débil y
ataca al anillo de un fenol, fuertemente activado. El producto es
un nitrosofenol.

17. PROPIEDADES QUÍMICAS
SULFONACIÓN: Al calentar un fenol con ácido sulfúrico se
provoca la sulfonación del anillo.

18. PROPIEDADES QUÍMICAS
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS: Los alcoholes, en
combinación con ácidos, son una fuente de carbocationes. El
ataca de un carbocatión en el anillo de un fenol, rico en
electrones, favorece su alquilación.

19. PROPIEDADES QUÍMICAS
ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS: En presencia del cloruro de
aluminio, los cloruros de acilo y los anhídridos de ácido carboxílico
acilan el anillo aromático de los fenoles.

20. PROPIEDADES QUÍMICAS
REACCIÓN CON SALES DE ARENODIAZONIO: Al agregar
un fenol a una solución de una sal de diazonio obtenida a partir
de una amina aromática primaria, se forma un compuesto
azoico. La reacción se lleva a cabo en un pH tal que haya
presente una parte importante del fenol en forma de su ión
fenóxido. El ión diazonio actúa como electrófilo ante el anillo del
ión fenóxido, fuertemente activado.

21. PROPIEDADES QUÍMICAS
REACCIÓN DE KOLBE-SCHMITT

22. ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO
DE FENOLES
INFARROJO: En los espectros de IR de los fenoles se combinas las
propiedades de los alcoholes y de los compuestos aromáticos. Las
absorbencias de hidroxilo debidas al alargamiento de O-H se encuentran en
la región de 3600 cm-1, y la banda causada por el alargamiento de C-O
aparece alrededor de los 1200 a 1500 cm-1. Estas propiedades se puede
ver en el espectro de IR del p-cresol en la figura

23. ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO
DE FENOLES
RMN DE 1H: Con frecuencia, las señales de los protones del hidroxilo de los
fenoles, en la espectroscopia de RMN 1H, son anchas, y su desplazamiento
químico, al igual que su acidez, está entre el de los alcoholes y el de los
ácidos carboxílicos. El intervalo es d 4 a 12, y el desplazamiento químico
exacto depende de la concentración, el disolvente y la temperatura. El
protón fenólico en el espectro de RMN 1H del p-cresol, por ejemplo aparece
en d 5,1.

24. ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO
DE FENOLES
RMN 13C: En comparación con el
del C-H, el carbono del C-O de un
fenol está desprotegido unas 25
ppm. Por ejemplo, en el caso del
m-cresol, el carbono de C-O
presenta la señal a campo más
bajo.
Observe también que los carbonos más protegidos del anillo
aromático son aquellos que están en orto y para respecto al
grupo hidroxilo, lo que confirma la experiencia de que el grupo
OH dona e- de preferencia a esas posiciones.

25. ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO
DE FENOLES
UV-VIS: igual que con las
arilaminas, se consigue
información observando
el comportamiento de los
fenoles en los espectros
de UV-VIS, en términos
de la forma en que el
grupo OH afecta al
cromóforo 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

26. ANÁLISIS ESPECTROSCÓPICO
DE FENOLES
ESPECTROMETRÍA DE MASAS: La cima de un ión molecular
es por lo general bastante prominente en el espectro de masa
de los fenoles. Es, por ejemplo, el punto más intenso en el fenol.

27. 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)