为什么苯酚比苯更容易发生取代反应?

同学们都知道 , 苯酚和苯都能在一定条件下 , 与溴、浓硝酸发生取代反应生成相应的取代产物 。 其反应如下:
C6H5-OH+3Br2﹙溴水﹚→
C6H2Br3-OH﹙三溴苯酚﹚+3HBr
C6H5-OH+3HO-NO2﹙浓﹚→
C6H2﹙NO3﹚Br3-OH﹙三硝基苯酚﹚
+3H2O
C6H6+Br2﹙液溴﹚→(Fe)
C6H5Br+HBr
C6H6+HO-NO3﹙浓﹚→
(浓H2SO4加热)C6H5-NO2+H2O
由上述反应可见 , 苯酚与浓溴水反应即可生成2 , 4 , 6—三溴苯酚 , 而苯与纯溴在铁作催化剂的情况下才生成溴苯;苯酚与浓硝酸反应即生成2 , 4 , 6一三硝基苯酚 , 苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂和吸水剂的情况下 , 加热 , 才生成硝基苯 。 所以 , 可以明确地得到答案:苯酚比苯更容易发生取代反应 。
同学们可能会问:为什么会有这种现象存在呢?
我们知道 , 物质的结构是决定物质性质的主要因素 。 在苯分子中 , 苯环的碳原子是以sp2杂化而重叠形成的 , 每个碳原子上均还有一个未成键的p电子 , 它们侧面重叠在苯环中产生了一个闭合的大兀键 , 使电子云密度在碳原子间处于平均分布状态 , 因此 , 苯不容易发生取代反应 。
【为什么苯酚比苯更容易发生取代反应?】而苯酚是苯环上的氢原子被羟基取代后形成的 。 虽然氧原子的电负性较碳原子大 , 碳原子上的电子云可能向羟基氧原子转移 。 但是 , 羟基氧原子上的孤对p电子 , 会与苯环上大兀键的电子云从侧面重叠形成p—π共轭键 , 使苯环上的电子云密度发生了变化 。 这样 , 氧原子上的p电子云会向苯环转移 , 使苯环上的电子云密度增加 , 尤其是羟基的邻、对位上增加得更多些 , 因此 , 当苯酚与其他试剂反应时 , 其取代反应大多发生在邻、对位 。
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