酚

酚，羥基（-OH）與芳烴核（苯環或稠苯環）直接相連形成的有機化合物。

基本介紹

• 中文名：酚
• 英文名：phenol
• 化學式：ArOH

簡介

羥基直接和芳烴核（苯環或稠苯環）的sp2雜化碳原子相連的分子稱為酚，這種結構與脂肪烯醇有相似之處，故也會發生互變異構，稱為酚式結構互變。但是，酚的結構較為穩定，因為它能滿足一個方向環的結構，故在互變異構平衡中苯酚是主要存在形式。

酚類化合物種類繁多，有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等，而以苯酚、甲酚污染最突出。

苯酚簡稱酚，又名石炭酸，微酸性(腐蝕性)，常溫下能揮發，放出一種特殊的刺激性臭味，在空氣中變粉紅色。醫院常用的“來蘇水”消毒劑便是苯酚鈉鹽的稀溶液。

甲酚又稱煤酚，與苯酚的化學活性及毒性類似，也經常同時存在。

酚類按其芳環上所直接連線的羥基數目的不同，可分為一元酚和多元酚；按其揮發性又可分為揮發酚與不揮發酚。一元酚多具有揮發性(沸點在230℃以內)。 最簡單的酚是苯酚，這是一種有特殊氣味的無色固體，最早是從煤焦油中發現的，故又俗稱為石炭酸（因其有酸性）。

在空氣中放置時，許多酚類化合物都是因帶有部分氧化產物而呈現粉紅色和深棕色，酚分子間及酚與水分子之間也能生成氫鍵，故其沸點和在水中是溶解性都比分子量相近的芳烴高和大。酚在冷水中的溶解度較少，但與熱水可以互溶，也易溶與醇、醚等有機溶劑。主要代表物有：

1、苯酚（C6H5OH） 俗名石炭酸，除來源於煤焦油外，還可由氯苯水解或異丙苯氧化等方法製備；有機合成的重要原料，多用於製造塑膠、醫藥、農藥、染料等；

2、對苯二酚 無色晶體，易被氧化為對苯醌，可用作顯影劑、抗氧化劑、阻聚劑；

3 、萘酚 有α、β兩種異構體。 α-萘酚和β-萘酚分別與三氯化鐵生成紫色和綠色沉澱；可由相應的萘磺酸鈉經鹼熔而製得。也可在酸性條件下，由萘胺水解得到。

酚類化合物是一種原型質毒物，對一切生活個體都有毒殺作用。能使蛋白質凝固，所以有強烈的殺菌作用。其水溶液很易通過皮膚引起全身中毒；其蒸氣由呼吸道吸入，對神經系統損害更大。長期吸入高濃度酚蒸汽或飲用酚污染了的水可引起慢性積累性中毒；吸入高濃度酚蒸汽、酚液或被大量酚液濺到皮膚上可引起急性中毒。如不及時搶救，可在3~8小時內因神經中樞麻痹而殘廢。慢性酚中毒常見有嘔吐，腹瀉、食欲不振、頭暈、貧血和各種神經系病症。人對酚的口服致死量為530毫克/公斤體重。

酚對水產和微生物、農作物都有一定的毒害。水中含酚0.1～0.2毫克/升時，魚肉即有臭味不能食用；6.5～9.3毫克/升時，能破壞魚的鰓和咽，使其腹腔出血、脾腫大甚至死亡。含酚濃度高於100毫克/升的廢水直接灌田，會引起農作物枯死和減產。

物理性質

大多數酚是無色針狀結晶或白色結晶，少數烷基酚為高沸點液體；有特殊氣味，遇空氣和光變紅，遇鹼變色更快。

低級酚都有特殊的刺激性氣味，尤其對眼睛、呼吸道黏膜、皮膚等有強烈的刺激和腐蝕作用，在使用時應注意安全保護措施。有的酚具有較強的殺菌能力、如醫院中使用的消毒水--來蘇兒，就是混合甲酚的水溶液。

酚雖然可以發生 C-O 鍵和O-H鍵斷裂兩類反應，但由於p-π共軛效應，C-O鍵非常牢固，不易斷裂。但是，O-H 鍵是容易斷裂的，因為生成的酚負離子中的負電荷可以離域分散而得以穩定。酚上的苯環則由於上述共軛作用而比苯更容易進行親電取代反應。

化學性質

性質介紹

酚(phenol)，通式為ArOH，是芳香烴環上的氫被羥基(-OH)取代的一類芳香族化合物。最簡單的酚為苯酚。酚類化合物是指芳香烴中苯環上的氫原子被羥基取代所生成的化合物，根據其分子所含的羥基數目可分為一元酚、二元酚和多元酚（三個或三個以上酚羥基）。

酚的羥基直接與苯環的sp2雜化的碳原子相連，這與脂肪族化合物中的烯醇很相似。另外，由於 酚的羥基氧原子的未共用電子對與苯環的共軛作用，不但使苯酚成穩定化合物，而且也有利苯酚的離解。值得注意的是，酚的羥基氧原子雜化類型為不等性sp2雜化，不同於醇羥基氧原子的不等性sp3雜化。

弱酸性

酸性比較：碳酸>苯酚>碳酸氫根>水。

酚比醇的酸性強，是由於酚式羥基的O-H鍵易斷裂，生成的苯氧基負離子比較穩定，使苯酚的離解平衡趨向右側，而表現弱酸性。酚式羥基的氫除能被金屬取代外，還能與強鹼溶液生成鹽（如酚鈉）和水。

若在苯酚鈉的水溶液中通入二氧化碳，即有游離苯酚析出。這是因為苯酚酸性比碳酸弱，所以酚鹽能被碳酸所分解。

C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3

由於酚的酸性弱於碳酸，所以酚只能溶於氫氧化鈉而不溶於碳酸氫鈉。實驗室里常根據酚的這一特性，而與既溶於氫氧化鈉又能溶於碳酸氫鈉的羧酸相區別。此方法也可用於中草藥中酚類成分與羧酸類成分的分離。

傅-克反應

苯酚也容易發生傅-克醯基化和烷基化反應。但是，酚羥基要三氯化鋁作用形成鋁鹽，因此需要用較多的三氯化鋁來催化反應，得到對和鄰醯基苯酚。鄰醯基酚中酚羥基的氫與醯基氧原子之間可以形成氫鍵，這使它在非極性溶液中的溶解度較大，利用該特性採用重結晶的方法能分離這個異構體。

傅-克反應需要以硝基苯或二硫化碳為溶劑，若以三氟化硼為催化劑，酚和羧酸也能直接反應得到醯基代酚。

苯酚與鄰苯二甲酸酐在濃硫酸或無水氯化鋅作用下發生上述的醯基化反應，兩分子苯酚與一分子酸酐縮合後得到酚酞這一最為常用的酸鹼指示劑。酚酞在 pH 小於 8.5 的溶液中為無色液體，當 pH 大於 9 時，形成電荷離域範圍很大的粉紅色的共軛雙負離子。酚的烷基化反應一般以醇或烯烴在濃硫酸催化下進行，反應不容易控制在單取代階段。

氧化反應

酚類易被氧化，但產物複雜。純苯酚系無色結晶，在空氣中放置後，就能逐漸氧化變為粉紅色、紅色或暗紅色。苯酚如用酸性重鉻酸鉀強烈氧化，則生成對苯醌。

鄰苯二酚和對苯二酚比苯酚更容易被氧化成相應的醌，但間苯二酚不能被氧化為相應的醌。醌是一般都具有顏色。

顯色反應

大多數的酚能與氯化鐵的稀水溶液發生顯色反應。不同的酚與氯化鐵反應呈顯不同的顏色。例如，苯酚、間苯二酚、1，3，5-苯三酚與氯化鐵溶液作用，均顯紫色；甲苯酚呈藍色；鄰苯二酚、對苯二酚呈綠色；1，2，3-苯三酚呈紅色，α-萘酚為紫色沉澱，β-萘酚則為綠色沉澱等。此顯色反應常用以鑑別酚類的存在。

具有羥基與sp2雜化碳原子相連的結構( —C=C—OH )結構的化合物能與FeCl3的水溶液顯示特殊的顏色一般的醇式羥基無此反應，故也可用來區別醇與烯醇。

酚	苯酚	對甲苯酚	間甲苯酚	對苯二酚	均苯三酚	鄰苯二酚	對苯二酚	間苯二酚	連苯三酚	α-萘酚	β-萘酚
與FeCl3顯色	藍紫色	藍色	藍紫色	暗綠色結晶	紫色	深綠色	綠色	藍紫色	淡棕紅色	紫紅色沉澱	綠色沉澱

取代反應

酚羥基由於p-π共軛而難於被取代，但苯環上的氫原子可被取代，發生鹵化、硝化和磺化等反應，並且羥基是鄰、對位定位基，對苯環有活化作用，故酚比苯更容易進行親電取代反應。

1、鹵化苯酚水溶液與溴水反應立刻生成三溴苯酚白色沉澱，環境檢測中常用來對苯酚定性或定量測定；

2、硝化苯酚在室溫下可被稀硝酸硝化，生成鄰、對位硝基化合物。使用稀硝酸即可生成鄰硝基苯酚和對硝基苯酚的混合物。如使用濃硝酸和濃硫酸的混合物作硝化劑則可生成二硝基苯酚或三硝基苯酚。2，4，6-三硝基苯酚俗稱苦味酸，酸性比苯酚強得多。

毒理學

簡介

低濃度酚能使蛋白變性，高濃度能使蛋白沉澱。對皮膚、黏膜有強烈的腐蝕作用,也可抑制中樞神經系統或損害肝、腎功。水溶液比純酚易經皮膚吸收,而乳劑更易吸收。吸入的酚大部分滯留在肺內，停止接觸很快排出體外。吸收的酚大部分以原形或與硫酸、葡萄糖醛酸或其他酸結合隨尿排出，一部分經氧化變為鄰苯二酚和對苯二酚隨尿排出， 使尿呈棕黑色(酚尿)。人口服致死量報導不一，LD為2～15g，或MLD為140mg/kg, 14g/kg。國外報導酚液污染皮膚面積為25%，10分鐘死亡，血酚為0.74mmlo/L。

臨床表現

急性中毒：吸入高濃度蒸氣可引起頭痛、頭昏、乏力、視物模糊、 肺水腫等表現。誤服可引起消化道灼傷， 出現燒灼痛，呼出氣帶酚氣味，嘔吐物或大便可帶血，可發生胃腸道穿孔，並可出現 休克 、肺水腫、肝或腎損害。一般可在 48 小時內出現急性腎功能 衰竭 ，血及尿酚量增高。

皮膚灼傷：創面初期為無痛性白色起皺，繼而形成褐色痂皮。常見淺Ⅱ度灼傷。可經灼傷的皮膚吸收，經一定潛伏期後出現急性腎功能衰竭等急性中毒表現。

眼接觸：可致灼傷。

中毒處理方法

急性中毒：立即脫離現場至新鮮空氣處。皮膚污染後立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少20分鐘； 面積小也可先用50%酒精擦試創面或用甘油、聚乙二醇或聚乙二醇和酒精混合液 (7:3) 抹皮膚後立即用大量流動清水沖洗。再用飽和硫酸鈉溶液濕敷。口服者給服植物油 15～30ml，催吐， 後溫水洗胃至嘔吐物無酚氣味為止，再給硫酸鈉15～30mg。消化道已有嚴重腐蝕時勿給上述處理。早期給氧。合理套用抗生素。 防治肺水腫、 肝、腎損害等對症、支持治療。糖皮質激素的套用視灼傷程度及中毒病情而定。病情(包括皮膚灼傷)嚴重者需早期套用透析療法排毒及防治腎衰。口服者需防治食道瘢痕收縮致狹窄。

眼接觸：用生理鹽水、冷開水或清水至少沖洗10分鐘，對症處理。

製備方法

方法介紹

酚類化合物通常以酚的衍生物來命名，在酚的前面加上芳環的名稱，以此作為母體，在加上其他取代基的名稱和位置，多元酚則稱之為二酚、三酚等等。有些酚類化合物可以用羥基化合物命名。

酚的製備方法和醇有所不同，主要有以下幾類方法。

1、鹵代物的水解

芳香鹵代物的水解不如脂肪族鹵代物那么容易，一般需要加溫加壓在工業生產上進行，反應可能是經過苯炔中間體過程。當鹵素的鄰對為上有吸電子基團存在時，芳環受到缺電活化，使水解反應容易發生。

2、磺酸鹽鹼熔法

芳磺酸用亞硫酸鈉 Na2SO3 中和為芳磺酸鈉鹽再有鹼熔融後酸化得到酚。

這是生產苯酚最早的一個方法。反應中要用到強酸強鹼，污染大，反應步驟又長，自動話生產率低，當分子中含有羰基、鹵素、氨基、硝基等官能團時，在高溫生產時還容易受到氧化等副反應的影響，這些因素都限制了這個反應的套用價值。然而，這個反應產率高，純度也還可以，副產物 Na2SO3 和 SO3 可反覆使用，設備簡單，無論在實驗室還是工業上都仍有套用價值，像間二苯酚、對甲苯酚，苯酚等產品還主要是由此法產生。

3、重氮鹽水解

芳香烴硝化還原得到苯胺後再製得重氮鹽，重氮鹽水解後得到苯酚。

目前工業生產苯酚的最主要方法是用異丙苯空氣氧化法，該方法除了生成苯酚外，還得到丙酮這一重要工業原料。

4、格氏反應

芳香鹵代物格氏反應和硼酸酯作用後再水解也是實驗室里得到酚的一個好方法。

含酚廢水的處理

處理含酚廢水主要有兩種方法：回收利用和降解處理。一般而言，含酚量在1g·L以上的廢水應考慮酚的回收，回收可採用萃取、吸附等方法。廢水含酚濃度較低時主要採用沉澱、氧化和微生物處理法。

用納米二氧化鈦（TiO2）粉末，在太陽光（或紫外線）照射下，可以催化降解多種有機化合物，這是一項極有前途的實用廢水處理技術。在多雲到陰的條件下，光照12小時，含苯酚4.3g·L的廢水可全部轉化為無毒的物質。

酚的光波譜特徵

在酚的IR譜中，有芳環和羥基兩個特徵；酚羥基顯示出締合分子的的較寬和較強的吸收峰，並且酚羥基的紅外吸收波數很高；在氯仿溶液中，硝基苯酚的三個異構體的O-H 吸收峰分別在3200cm-1(o -)，3520cm-1(m -)，3520cm-1(p -)，這與醇中的C-O鍵（在1050～1200cm-1）有所不同。

在不同取代的酚HMR譜中，羥基上的質子以及芳環上質子的化學位移有明顯區別；酚羥基上質子的化學位移範圍一般在4～7；對酚羥基上質子化學位移的影響因素有溶劑的性質、濃度、溫度、取代基等。能夠形成較強的分子內氫鍵的酚或者環上有強吸電子基的酚，其羥基上質子的化學位移值一般都在10～12左右。

用途

化學用途

酚是重要的化工原料，可製造染料、藥物、酚醛樹脂、膠粘劑等。

鄰苯二酚、對苯二酚可作顯影劑。

苯酚及其類似物可製做殺菌防腐劑。分子生物學試驗中，酚可以用來做去除蛋白質的試劑。許多酚類化合物有殺菌能力，可用作消毒殺菌劑，各種甲基酚異構體的混合物統稱為甲酚，甲酚與肥皂溶液的混合物俗稱為來蘇兒，是醫院內常用的殺菌劑。這個特性可能與苯酚的酸性及表面活性有關。如苯酚和甲酚的混合物和五氯苯酚都能用作木材防腐劑，後者的鈉鹽還可以滅殺血吸蟲疫區的釘螺。苯酚還是衡量各種殺蟲劑活性劑的標準，一種殺菌劑的殺菌效力與苯酚的殺菌效力之比被稱為苯酚係數，該數值越大表示殺菌能力越強，某些酚類衍生物可用於食物防腐。

藥物用途

苯酚為一種原漿毒，能使細菌細胞的原生質蛋白發生凝固或變性而殺菌。濃度約0．2%即有抑菌作用，大於1%能殺死一般細菌，1．3%溶液可殺死真菌。本品稀溶液可使人體感覺神經末梢麻痹，產生局部麻醉作用，可止癢。苯酚對組織的穿透性強，易從皮膚黏膜及創面吸收，故不宜大面積長期使用。酚軟膏（2%）用於皮膚防腐止癢。 用法： 外用，濃度不超過2%。禁忌：本品對皮膚與黏膜具有腐蝕性，尿布皮炎患兒和6個月以下嬰兒禁用。

注意事項

1、苯酚有弱酸性，使用時應當佩戴防酸鹼手套

2、苯酚有劇毒，應當避免它與眼部、皮膚等接觸