酚类的酸性
醇的pKa值接近16,而酚的pKa值为10,因此酚的酸性比醇更强。酚具有酸性,能够使蓝色石蕊试纸变红,并且能与水中的碱反应生成酚盐。醇则不会发生这两种反应。与羧酸相比,酚是一种弱酸。苯酚的脱质子作用会生成酚氧离子(phenoxide ion)和酚酸离子(phenate ion),这两种离子也以共振形式存在。
因此,这种共振作用稳定了苯基和苯氧基离子。由于苯环上负电荷的离域效应,苯氧基离子比苯酚更稳定。尽管苯酚的共振结构中负电荷和正电荷是分离的,但它仍然是一个简单的结构。由于苯酚具有释放质子的特性,它更容易形成酚酸盐。由于烷基的负诱导效应,醇的脱质子作用会产生烷氧基离子,而这些烷氧基离子的酸性比苯酚弱。
由于乙氧基(Ethoxide)中的氧(O)和氢(H)之间的电子密度增加,共振现象被抑制,因此氢离子(H+)不太可能从醇分子中脱离。链较长且分支较多的醇分子,这种效应更为显著,从而降低了醇的酸性。
取代基对酚类化合物酸性的影响
由于苯酸酯(phenate)比苯酚(phenol)更稳定,因此它具有更强的酸性。稳定的苯氧离子(phenoxide ion)会增强苯酚的酸性;任何连接到芳香环上的取代基都会进一步增加这种酸性。然而,那些能够增加苯酸酯离子负电荷的取代基会降低苯酚的酸性。苯环上存在吸电子化合物会增强分子的酸性,而存在供电子化合物则会降低其酸性。例如,硝基(nitro group)如果取代在苯酚上,会增强其酸性。硝基苯酚(nitrophenol)中的硝基同时具有共振效应(mesomeric effect)和诱导效应(inductive effect),从而起到吸电子基团的作用,使其比苯酚更具酸性。苯酚的酸性还受到其硝基位置的影响:邻位(ortho-)和对位(para-)的硝基通过较强的–M效应从羟基(hydroxy group)中抽取电子,而对位(meta-)的硝基则通过较弱的–I效应抽取电子(因为对位无法与羟基发生共振)。因此,间硝基苯酚(m-nitrophenol)和对硝基苯酚(o-nitrophenol)的酸性更强。当苯酚上的硝基数量增加时,其酸性也会增强。根据下表所示,硝基苯酚的酸性会逐渐减弱。氨基(NH2)和烷基(R)基团会向苯酚提供电子,从而降低其酸性。由于甲基的诱导效应和超共轭作用,甲酚和甲基苯酚的酸性比苯酚弱。这两种效应共同增加了羟基的电子密度,进一步降低了苯酚的酸性。诱导效应仅能作用于邻位(ortho)和对位(para)位置,而超共轭作用也只能作用于这两个位置。因此,邻甲酚(o-cresol)是这三种化合物中酸性最弱的。以下是按酸性从强到弱排列的列表。