ヒドロキシ化合物

A-Levelでは、アルコールのもう一つの反応に触れる：それはアシル塩化物と反応してエステルを作る。これはカルボン酸を使用する場合よりも速く、より完全に進行する。例えば、エタノールとエタンアシル塩化物からエチルエタノエートと、$\text{HCl}$の白煙が得られる。

フェノールはベンゼン環に直接$\text{–OH}$基が結合している。これにより、$\text{–OH}$基と環の両方の化学的性質が変化する。

フェノールの合成

アニリンを$\text{NaNO}_2$と希酸を用いて$10\,°\text{C}$以下に冷却するとジアゾニウム塩が得られる。この塩を水とともに温めるとフェノール（および窒素ガス）が得られる。

フェノールの反応

• $\text{NaOH(aq)}$のような塩基との反応：フェノールは反応してフェノキシドナトリウムと水を生成する。（通常のアルコールは$\text{NaOH}$とは反応しない—これがフェノールの方が酸性であることを示す。）
• ナトリウム金属との反応：フェノキシドナトリウムと水素ガスを生成する。
• $\text{NaOH(aq)}$中のジアゾニウム塩との反応：有色のアゾ化合物（染料として使用）を形成する。
• 室温での希$\text{HNO}_3$によるニトロ化：2-ニトロフェノールと4-ニトロフェノールの混合物が得られる。
• 室温での臭素水による臭素化（触媒なし）：2,4,6-トリブロモフェノールの白色沈殿が得られる。

フェノールの酸性

フェノールは$\text{H}^+$を失ってフェノキシドイオンとなる。このイオンは負電荷が環に分散（離域）することで安定化される。したがって、フェノールの酸性は水やエタノールよりも高い：

（フェノールは依然として弱酸であり、カルボン酸ほどではない。）

ベンゼンよりも条件が穏やかな理由

フェノールの酸素にある非共有電子対が一部環に離域する。これにより環は電子密度が高くなり、求電子試薬を強く引きつける。したがって、フェノールはベンゼンよりも速く、はるかに穏やかな条件下で反応する—触媒は不要であり、希試薬でも室温で機能する。

$\text{–OH}$基は新しい置換基を2-, 4-, 6-位へ誘導する。ナフタロールなどの他のフェノール類にも同じ原理が適用される。

** worked example. フェノール、エタノール、エタン酸それぞれを$\text{NaOH}$水溶液と攪拌した後、$\text{Na}_2\text{CO}_3$水溶液を加える。起こる現象を予測し、3つを酸性の順に並べよ。酸性は残った陰イオンがどれだけ安定化できるかによって決まる。エタノールのエトキシドイオンは電荷を単一の酸素上に保持するため、エタノールは最も弱く、どちらとも反応しない。フェノールのフェノキシドイオンは電荷を環内へ広げるため、フェノールは強い塩基$\text{NaOH}$とは反応するが、弱い$\text{Na}_2\text{CO}_3$とは反応せず、泡立たない。エタン酸イオンは電荷を2つの酸素に分散させることが可能であり、3つの中で最も効果的であるため、エタン酸は両方と反応し、炭酸塩と反応して泡立つ**。順序：エタノール < フェノール < エタン酸。炭酸塩は識別テストである—炭酸のみが泡立ち、これがフェノールと酸を見分ける方法である。

• フェノールはアルコールよりも強い酸（その陰イオンは離域によって安定化される）だが、カルボン酸よりは弱い—炭酸塩とは反応しない。
• フェノールは臭素水を脱色させ、触媒なしで白色沈殿を与える（環は酸素によって活性化されている）。
• アシル塩化物はアルコール/フェノールと容易に反応してエステルを与え（可逆的な酸ルートよりも優れる）、白煙状のHClが観察される。