Суммарная реакция
Фенолят натрия + CO₂ (4–7 атм и более), 125 °C, затем H₃O⁺ → салициловая кислота
Феноксид карбоксилируется CO₂ в орто-положение под давлением.
Именная реакция · механизм
Реакция Кольбе–Шмитта (реакция Кольбе)
В реакции Кольбе–Шмитта (в индийских программах её часто называют реакцией Кольбе) фенолят натрия нагревают с углекислым газом под давлением. Атом углерода кольца в орто-положении к O⁻ атакует CO₂, диенон таутомеризуется обратно в ароматическое кольцо, а кислотная обработка даёт салициловую кислоту — промышленный путь к аспирину.
Механизм по шагам
- Атака на CO₂. Атакует орто-атом углерода; образуется диенон
- Таутомеризация. Отщепление H кольца восстанавливает ароматичность
- Кислотная обработка. Оба атома кислорода протонируются
Каждый шаг проверен электрон за электроном: изогнутые стрелки дают ровно те структуры, что нарисованы.
Ключевые моменты
- Промышленный путь к салициловой кислоте, а затем к аспирину.
- Фенолят натрия даёт в основном орто-продукт; фенолят калия благоприятствует пара-продукту.
- CO₂ — слабый электрофил: нужны нагревание и давление.
- Фенолят гораздо реакционноспособнее фенола, потому что O⁻ — сильный донор.
Для экзаменов (ЕГЭ, JEE, NEET)
- Реагирует фенолят, а не фенол: O⁻ делает кольцо гораздо более нуклеофильным.
- Фенолят натрия даёт в основном орто-продукт (салициловую кислоту); фенолят калия при более высокой температуре благоприятствует пара-продукту.
- Салициловая кислота + уксусный ангидрид → аспирин (ацетилсалициловая кислота).
- Не путайте с электролизом по Кольбе (соли карбоновых кислот → алканы на аноде).
Вопросы и ответы
Зачем фенол превращают в фенолят?
CO₂ — слабый электрофил. Отрицательно заряженный кислород сильно отдаёт электронную плотность в кольцо, поэтому только фенолят достаточно нуклеофилен, чтобы атаковать его.
Что является продуктом реакции Кольбе?
Салициловая кислота (2-гидроксибензойная кислота) после подкисления; сначала образуется натриевая соль.
Чем реакция Кольбе отличается от реакции Кольбе–Шмитта?
Обычно это одна и та же реакция (Шмитт добавил условия с давлением). Электролиз по Кольбе — другая реакция.
Нарисовать в MolDraw
Кнопка выше открывает полный рисунок — суммарную реакцию, пронумерованный механизм и ключевые моменты — в виде обычных редактируемых структур. Меняйте заместители, перекрашивайте атомы или экспортируйте PNG, SVG или код chemfig для конспектов и слайдов. Тот же рисунок есть на панели Templates в разделе Name reactions.