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苯酚与甲醛能缩聚成酚醛树脂反应机理探析

苯酚分子中,酚羟基中氧原子的孤对电子所在的P 轨道与苯环共轭大π 键的π 电子轨道相互交盖而形成一共轭体系,使氧原子上的P 电子云向苯环转移,苯环上的电子云密度增加,苯环得到活化,使得羟基邻、对位的电子云密度增大,氢原子活泼性增强,甲醛分子中,由于氧原子的吸引,使碳原子上的电子云密度减小,二者在酸或碱的作用下,苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基发生加成,生成羟甲基苯酚.

1. 在酸( 常用浓盐酸) 催化下,由于酸性催化剂抑制了苯酚的电离,降低了酚羟基氧原子孤对电子与苯环的共轭作用,使苯环电子云密度增大不多,酸的催化作用增强了甲醛和羟甲基苯酚的反应活性,当苯酚过量时,苯酚主要在两个邻位起反应,生成羟甲基苯酚,它们之间相互脱水缩合成线型酚醛树脂( 粉红色) .

苯酚与甲醛能缩聚成酚醛树脂反应机理探析

2. 在碱( 常用氢氧化钠或氨水) 催化下,苯酚与碱反应生成C6H5O ,带负电荷的氧原子增强了p- π 共轭作用,使苯环电子云密度增大较多,提高了苯酚的反应活性,生成多羟甲基苯酚.

当甲醛用量多时,酚醇之间互相缩合,使分子链增长,并产生支化和交联,形成三向网状结构的酚醛树脂( 淡黄色) .

苯酚与甲醛能缩聚成酚醛树脂反应机理探析

综上所述,单官能团的苯酚和甲醛之所以能发生缩聚,是由于它们的初级反应产物是多官能团的羟甲基苯酚,这些酚醇之间逐步缩合形成高聚物. 酚醛树脂的合成单体,酚类可以是苯酚、苯甲酚、间苯二酚等,醛类可以是甲醛、糠醛等.

(责任编辑:化学自习室)
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