Fenolo sostituito: acidità, influenza dei sostituenti

Il fenolo ha una maggior acidità  dovuta sia all’effetto induttivo essendo il benzene un gruppo elettronattrattore che al fatto che la sua base coniugata  ovvero l’anione fenossido C₆H₅O^– è stabilizzata per risonanza potendo delocalizzare la carica negativa all’interno dell’anello benzenico

Contrariamente agli alcoli alifatici che hanno un valore di K_a molto basso, il fenolo quindi è un acido cento milioni di volte più forte del cicloesanolo. Come si può notare nelle strutture di risonanza dello ione fenossido la carica negativa è principalmente localizzata, oltre che sull’ossigeno, in posizione orto e para.

Influenza dei sostituenti

Eventuali sostituenti presenti nella molecola  e, in particolare, nelle posizioni orto e para possono modificare notevolmente l’acidità del fenolo.

I gruppi elettrondonatori rendono il composto meno acido del fenolo in quanto la base coniugata è meno stabilizzata per risonanza rispetto al fenossido.

Pertanto il p-metilfenolo noto come p-cresolo a causa dell’effetto induttivo + I del gruppo metilico è meno acido rispetto al fenolo.

Quindi mentre il fenolo ha un valore di pK_a dell’ordine di 10 il pK_a del p-anisolo è di 10.2, quello del p-cresolo di 10.2 e quello dell’anilina di 10.5.

I gruppi elettronattrattori rendono il composto più acido del fenolo in quanto la carica negativa può ulteriormente essere delocalizzata. Ad esempio, il p-nitrofenolo in cui il nitroguppo ha un effetto induttivo – I è più acido del fenolo. Come si può vedere dalle strutture limite di risonanza la carica negativa viene delocalizzata per la presenza del gruppo –NO₂.

Infatti il valore di pK_a del p-nitrofenolo è dell’ordine di 7.2. Analogamente la presenza di alogeni che sono gruppi elettronattrattori abbassa l’acidità del fenolo infatti il valore di pK_a del p-bromofenolo è 9.3 e quello del p-clorofenolo è 9.2.

L’influenza del sostituente sull’acidità  dipende dalla sua posizione rispetto al gruppo –OH. Ad esempio il m-nitrofenolo ha un valore di pK_a dell’ordine di 8.4 rispetto al valore di 7.2 del p-nitrofenolo.