フェノールの製法3+1選!受験生の頭にスッキリ入る原理解説

どうも、受験化学コーチわたなべです。

有機反応はエステル化、アミド結合、加水分解など理解で乗り切れてしまうものと、そうではなく覚えなければならないものがあります。

そして、今回のフェノールの製法は全て他には例があまりなくて覚えなくてはいけないものです。

 

しかも3通り(例外的にできる+1通り)あるので、かなり暗記が大変です。

そこでなるべくストーリー仕立ててで電子を使って理解できるようにします。暗記が0になるわけではないですがかなり負担は軽減できるでしょう。

ポイント

なぜ直接フェノールは生成できないのか?

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なぜ直接フェノールが作れないの?

疑問

「ベンゼン環に直接OHくっつければええやん!」

そう思いません?

しかしこれが出来たら楽なんですが、実はこれは出来ません。なんでかって言うと、

ベンゼン環はこのように電子雲といって、電子が水色の部分のように広がっているのです。雲みたいに広がっているんです。

当然名前の通り電子雲は「負の電荷」です。

 

で、フェノールはヒドロキシ基ですよね。

ヒドロキシ基 非共有電子対

こういう状態の物です。

メチャクチャ非共有電子対がありますよね。『非共有電子対』って電子ですよね。

 

 

だから、−が帯びているベンゼンと、−の非共有電子対を持っているヒドロキシ基。

 

くっつけるわけないやん!!!

C-Hの結合を取り替えようとしたらどうなるか?

フェノール生成 直接無理

はじかれるやん!!

ということでまずはベンゼン側がヒドロキシ基を受け入れられる体制を作りしかないんですよ。

 

 

フェノールの製法1:クメン法

ベンゼンをまずクメンに変えて
クメンを経由してフェノールを
作ると言う方法があります。

 

 

現在のフェノール生成の主流がこのクメン法です。

 

 

このクメン法には他の方法よりも遥かに素晴らしい利点があります。

 

それも含めてコチラをご覧下さい!

クメン法でフェノールを生成する反応を徹底的に理解する!

フェノールの製法2:アルカリ融解(ベンゼンスルホン酸を経由)

このベンゼンスルホン酸経由というのは、まず非共有電子対を持つ、ヒドロキシ基がアタックしにくいため、まず陽イオンをアタックさせていきます。

さきほど、言いましたが、

ベンゼン環 非局在化 共鳴

には、陰イオンが突撃できませんでしたね。

フェノール生成 直接無理

このように直接以降とするとはじかれますよね。

だから、まずベンゼンスルホン酸に変えてからフェノールをつくリます。

 

この方法を『アルカリ融解法』と言います。

アルカリ融解法!ベンゼンスルホン酸からフェノール製法の原理

フェノールの製法3:クロロベンゼン経由

クロロベンゼン経由は基本的にベンゼンスルホン酸と同じ理由です。

いきなりOHがアタックできないのでまずは陽イオンのクロロベンゼンになってみます。

クロロベンゼン

それでは、このクロロベンゼンを経由してフェノールを生成する製法はコチラをご覧下さい。

クロロベンゼンを経由してフェノールを生成する方法

番外編:塩化ベンゼンジアゾニウムの加水分解

これは、番外編であまり出ませんが、こういう事もあるんだよと言う事です。

ベンゼンから塩化ベンゼンジアゾニウムを経由し、塩化ベンゼンジアゾニウムを加水分解する事でもフェノールを作る事が出来ます。

 

塩化ベンゼンジアゾニウムは、『亜硝酸ナトリウム』が不安定であるため5℃以下で合成しなければなりませんでした。

で、なんと、これを

あえて加熱するのです!

 

すると、バラバラになりますので

フェノール生成 反応

このようにフェノールが生成されます。

これは塩化ベンゼンジアゾニウムを加水分解されてフェノールが出来ます。

まとめ

フェノールの製法は4つありましてメインでよく出るのが上の3つです。

これら3つはしっかりどのような流れでできるのかを理解して自分の頭の中やかみで再現できるようにしてくださいね。

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3 件のコメント

  • アバター kururipe より:

     こんばんは!
     ジアゾ化のときに加熱するとフェノールができるとのことですが、フェノールを作る反応式だと塩化ベンゼンジアゾニウムと水が必要ですよね?
     その場合は加熱してる時点で塩化ベンゼンジアゾニウムと水が出来て、それらが反応してフェノールが出来るということでしょうか?
     氷冷下じゃなくても塩化ベンゼンジアゾニウムができるのかどうかを知りたいです! お願いします!

    • 受験化学コーチわたなべ 受験化学コーチわたなべ より:

      [C6H5N≡N]+Cl+H2O→C6H5OH+HCl+N2
      という反応です。
      氷冷下は必要です。

  • アバター urrkotk より:

    アニリンから塩化ベンゼンジアゾニウムを経由してフェノールを合成したいんです
    この実験に必要な手順、薬品の正確な分量、実験方法
    どれでもいいので1つだけでもいいので

    教えてください!

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    ABOUTこの記事をかいた人

    受験化学コーチわたなべ

    浪人の夏休みまで死ぬほど勉強したにも関わらず偏差値50を割ることも。そんな状態から効率よく化学を学び化学の偏差値を68まで爆発的に伸ばした。その経験を塾講師としてリアル塾で発揮するも、携われる生徒の数に限界を感じ化学受験テクニック塾を開講。 自己紹介の続きを読む。