苯酚

一种有机化合物

苯酚

苯酚（英文名称：Phenol），有机化合物。化学式为C6H5OH，又称石炭酸、羟基苯，摩尔质量为94.11g/mol，密度为1.06g/cm3。苯酚为无色针状结晶或白色结晶熔块，有特殊的臭味和燃烧味，极稀的溶液具有甜味，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳。几乎不溶于石油醚。常温下，苯酚可溶于水，但溶解度不大；加热后，苯酚在水中溶解度增大，当温度高于65℃时，苯酚可与水以任意比例混合。苯酚具有弱酸性，与FeCl3发生显色反应，能够发生卤代反应、硝化反应、磺化反应，在空气中极易被氧化，使其颜色加深。工业上制备苯酚的方法有磺化法、氯苯水解法、异丙苯法、甲苯氧化法和苯氧化法。[0][1][3][4][5]苯酚对皮肤、黏膜有强烈的腐蚀作用，也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能。[6]苯酚是一种重要的有机合成原料，可用于生产或制造炸药、肥料、焦炭、灯黑、涂料、合成树脂等；在实验室中可以用作溶剂、试剂；其稀水溶液可直接用做防腐剂和消毒剂，还可以使人体感觉神经末稍麻痹，产生局部麻醉作用，可止痒。[5][7][8]

苯酚（英文名称：Phenol），有机化合物。化学式为C6H5OH，又称石炭酸、羟基苯，摩尔质量为94.11g/mol，密度为1.06g/cm3。苯酚为无色针状结晶或白色结晶熔块，有特殊的臭味和燃烧味，极稀的溶液具有甜味，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳。几乎不溶于石油醚。常温下，苯酚可溶于水，但溶解度不大；加热后，苯酚在水中溶解度增大，当温度高于65℃时，苯酚可与水以任意比例混合。苯酚具有弱酸性，与FeCl3发生显色反应，能够发生卤代反应、硝化反应、磺化反应，在空气中极易被氧化，使其颜色加深。工业上制备苯酚的方法有磺化法、氯苯水解法、异丙苯法、甲苯氧化法和苯氧化法。[1][2][4][5][6]苯酚对皮肤、黏膜有强烈的腐蚀作用，也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能。[7]

苯酚是一种重要的有机合成原料，可用于生产或制造炸药、肥料、焦炭、灯黑、涂料、合成树脂等；在实验室中可以用作溶剂、试剂；其稀水溶液可直接用做防腐剂和消毒剂，还可以使人体感觉神经末稍麻痹，产生局部麻醉作用，可止痒。[6][8][9]

相关历史

苯酚是由德国化学家隆格（F. Runge ）于1834年从煤焦油中首先发现的。苯酚来自煤焦油。苯酚发现后的30年一直未能发挥作用，最早把苯酚用于外科手术的是英国著名医生约瑟夫·利斯特(JosePh Lister)。利斯特选用石炭酸作消毒剂进行临床试验，使手术后创口感染致死的病例大大下降，开创了消毒杀菌在外科临床实践中的先河，并把新的消毒法在英国医院进行推广。由于在外科消毒史上的杰出贡献，利斯特被誉为外科消毒之父。[10][11]1853年，蒙彼利埃大学的法国化学家C·热拉尔（Charles Gerhardt）第一次用水杨酸钠和乙酰xiān氯合成了阿司匹林。1859年，马尔堡大学的德国化学家H·科尔贝（HermannKolbe）发展了一种合成水杨酸的方法，该方法只需在高压下将苯酚和二氧化碳接触即可。这个反应在有机化学书里被称作科尔贝反应。[12]

第一次世界大战以前苯酚全部来自煤焦油，称为天然苯酚。[11]合成苯酚最早由苯胺盐酸盐和亚硝酸银反应制得。第一次世界大战期间，发现三硝基苯酚（苦味酸）是一种爆炸性很强的炸药，具有很大的军事价值，需求量剧增，于是加紧苯酚合成方法的开发。此间，以苯为原料的磺化-碱熔法发展成为比较经济的工业合成方法。1923年，美国Monsanto公司按此法建成世界上第一座合成苯酚工厂。在磺化-碱熔法之后，还发展了许多合成苯酚的方法。1924年，美国的Dow Chemical公司采用氯苯碱性水解法建成工业生产装置。1940年，德国的拉西-虎克法（氯苯酸性水解）实现工业化。到第二次世界大战结束时，合成苯酚发展到占苯酚总产的90%。1961年，Dow Chemical Canada公司甲苯氧化法建厂。到1965年，合成苯酚占苯酚总产量的96%。[13]

化工原料

苯酚是一种重要的有机合成原料，可用于生产或制造炸药、肥料、焦炭、灯黑、涂料、除涂剂、橡胶、石棉品、木材防腐剂、合成树脂（酚醛树脂，用作绝缘材料，制造电器元件等）、纺织物、药品、药物制剂、香水、酚醛塑料和其他塑料，以及聚合物的中间体。苯酚在实验室中可以用作溶剂、试剂。[6][8]

医药

苯酚可凝固蛋白质，有杀菌效力，苯酚稀溶液是医药上最早使用的喷洒消毒剂。如商品“来苏儿”（Lysol）消毒药水就是苯酚和甲苯酚的肥皂液，药皂中也掺入少量的苯酚。在医药上用作消毒剂、杀虫剂、止痒剂等。苯酚的稀水溶液可直接用做防腐剂和消毒剂，还可以使人体感觉神经末稍麻痹，产生局部麻醉作用，可止痒。[6][9]

自然来源

天然酚是在煤和木材干馏时得到的，苯酚的天然晶存在于咖啡、康乃克油和鸡蛋果等中。[14][15]天然酚包括炼焦化学的酚和木材干馏的酚。这种得到的酚经常是一种难分离的混合物，其中含有各种各样的酚类，即使经过分离精制后，所得的苯酚也不如用合成方法所制的苯酚纯洁，不能用于合成化工原料。所以天然酚的用途不如合成酚的广阔。[14][16]

物理性质

苯酚为无色针状结晶或白色结晶熔块，摩尔质量为94.11g/mol，密度为1.06g/cm3，熔点为43℃，[1]沸点为182℃，有特殊的臭味和燃烧味，极稀的溶液具有甜味，置于空气中或日光下逐渐变成粉红色至红色，在潮湿空气中吸湿后，由结晶变成液体。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳。几乎不溶于石油醚。常温下，苯酚可溶于水，但溶解度不大；加热后，苯酚在水中溶解度增大，当温度高于65℃时，苯酚可与水以任意比例混合。[1][2]

弱酸性

苯酚具有弱酸性，水溶液pH值约为6.0。[17]其酸性比醇和水强（醇不能与氢氧化钠反应），但比碳酸弱。可以与氢氧化钠反应，生成易溶于水的苯酚钠。[4][18][19]苯酚可以与其他物质形成分子间氢键。[19]

向苯酚钠溶液中通入二氧化碳，又会重新生成苯酚。[4]

与FeCl3发生显色反应

苯酚可以与FeCl3作用，发生显色反应，生成紫色的配合物。[4]

卤代反应

向苯酚的水溶液中加入溴水，立即生成2，4，6-三溴苯酚白色沉淀。凡是酚羟基的邻位和对位上有氢原子都能被溴取代，生成溴代物。[4]

由于此反应灵敏、迅速、简便，可用于苯酚的定性和定量分析。如果使用CS2、CCl4，等非极性溶剂，并控制溴的用量，可以得到一溴代酚。[4]

硝化反应

苯酚与稀硝酸在室温下即发生亲电取代反应，生成的主要产物是邻硝基苯酚对硝基苯酚。[4]

磺化反应

苯酚在室温下，与浓硫酸作用生成邻羟基苯磺酸；在100℃时主要生成对邻羟基苯磺酸；高于100℃，则生成4-羟基-1，3-苯二磺酸。[4]

氧化反应

苯酚在空气中极易被氧化，使其颜色加深。苯酚可以被重铬酸钾氧化成对-苯醌。[4]

还原反应

苯酚与金属锌共热可以被还原成苯。在催化剂存在的情况下加氢可被还原成环己醇。

其他重要反应

苯酚最重要的反应之一是与甲醛缩聚生成酚醛树脂。根据生产过程中所用的催化剂种类不同，可将树脂分为两类：若采用碱性催化剂，如氢氧化钠或氢氧化铵ǎn等作催化剂，一般生成热固性酚醛树脂；若采用酸性催化剂，如盐酸或草酸为催化剂，在酚类过量的情况下，则生成线型热塑性酚醛树脂。[20][21]

苯酚的另一个重要反应是与丙酮生成双酚A。[20][21]

偶氮离子与苯酚偶合生成偶氮键，这是重要的一类偶氮染料的基础。[20][21]

苯酚的羟基易生成醚或酯zhǐ。如与乙酐反应生成乙酸的苯酚酯。[20][21]

苯酚还可与磷酸作用生成磷酸的三苯酚酯。与水杨酸生成苯酚的水杨酸酯。这些都是工业生产的苯酚酯。如与二偶氮甲烷反应生成苯甲醚。[20][21]

酮tóng与烯醇的互变异构：酮和烯醇互为异构体，它们之间可通过共轭碱互变，这种现象称为互变异构。例如对硝基苯酚与环己二烯酮为互变异构，属于酮-烯醇互变异构现象。[22]

磺化法

以苯为原料用硫酸磺化后制成苯磺酸，苯磺酸再与亚硫酸钠反应生成苯磺酸钠，然后经碱化、酸化后精制，便可得到苯酚。[5]

氯苯水解法

氯苯在氢氧化钠溶液中水解后生成苯酚钠，苯酚钠经盐酸处理后，精制便可得到苯酚。[5]

异丙苯法

苯和丙烯以三氯化铝作为催化剂反应生成异丙苯，异丙苯被空气氧化生成过氧化氢异丙苯，过氧化氢异丙苯经浓缩后用浓硫酸进行分解，便可得到苯酚和丙酮粗品。[5]

甲苯氧化法

甲苯在钴盐的作用下，由空气氧化为苯甲酸，再在铜催化剂的作用下进一步氧化生成苯酚。[5]

苯氧化法

苯在铜铁催化剂及空气存在下，被盐酸氯化成氯苯。再在活性硅酸作用下水解生成苯酚。[5]

结构

苯酚的p-Π共轭图
苯酚的p-Π共轭图

苯酚的氧原子上有两对未用电子，一对位于杂化的sp2轨道上，另一对处于未杂化的p轨道上，p电子云与苯环大键电子云可以发生平行重叠，形成共轭体系。由于共轭，p电子向苯环偏移，苯环上电子云密度相应增加，键变得比较牢固，不容易发生断裂。同时，由于苯环上电子云密度增加，有利于苯环上发生亲电取代反应。而氧上电子云的偏移也使得键的极性增加，键容易断裂给出氢质子，从而显示出一定的酸性。[23]

安全标识

象形图[1]
腐蚀
腐蚀
急性毒性
急性毒性
健康危害
健康危害
GHS危险说明危险等级
H301吞咽有毒急性毒性，口服
H311皮肤接触有毒急性毒性，皮肤
H314造成严重的皮肤灼伤和眼睛损伤皮肤腐蚀/刺激
H331吸入有毒急性毒性，吸入
H341怀疑引起遗传缺陷生殖细胞致突变性
H373 长期或反复接触会对器官造成损害特定靶器官毒性，反复暴露

毒性

致死剂量：1000mg/kg（人经口）。[24]

急性中毒：LD50317mg/kg（大鼠经口）；LD50270mg/kg（小鼠经口）。[24]

刺激性：家兔经眼：20mg（24h），中度刺激。家兔经皮：500mg（24h），中度刺激。[24]

致突变性：DNA抑制：人HeL细胞1mmol/L。姊妹染色单体交换：人淋巴细胞5μmol/L。[24]

生殖毒性：大鼠经口最低中毒剂量（TDL0）：1200mg/kg（孕6d~15d），引起胚胎毒性。[24]

致癌性：小鼠经皮最低中毒剂量（TDL0）：16g/kg，40周（间歇），致癌，皮肤肿瘤。[24]

健康危害

苯酚对皮肤、黏膜有强烈的腐蚀作用，也可抑制中枢神经系统或损害肝、肾功能。[7]

急性中毒：吸入高浓度蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等。误服引起消化道灼伤，出现烧灼痛，呼出气苯酚味，呕吐物或大便可带血液，有胃肠穿孔的可能，可出现休克、肺水肿、肝或肾损伤，出现急性肾衰竭，可死于呼吸衰竭。[7]

慢性影响：可引起头痛、头晕、咳嗽、食欲减退、恶心、呕吐、严重者引起蛋白尿。皮肤接触可致皮炎。[7]

急救措施

皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用甘油、聚乙烯乙二醇或聚乙烯乙二醇和乙醇混合液抹擦。然后用水冲洗至少15分钟，就医。[7]

眼睛接触：提起眼脸，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟，就医。[7]

吸入：立即将人至空气新鲜处，呼吸困难时给输氧；呼吸停止时，进行人工呼吸，就医。[7]

食入：患者清醒时立即给饮植物油15mL~30mL，催吐，尽快洗胃，就医。[7]

泄露处理

当苯酚发生泄露时，应立即隔离泄漏污染区，限制出入，切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿防毒服。小量泄漏：用干石灰、苏打灰覆盖。大量泄漏：收集回收或运至废物处理场所处置。[25]

环境危害

当水中含酚大于5mg/L时，就会使鱼中毒死亡。水体中酚浓度低时能够影响鱼类的洄游繁殖。苯酚浓度为0.1mg/L~0.2mg/L时鱼肉有酚味，浓度高引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。水体中含酚类化合物时会使水体发臭，水生生物受这种水的影响，也带有臭味，这不仅使鱼贝类的质量下降，甚至使之无法食用。[26]

储存

储存于阴凉、通风仓库内。防止阳光直射。[7]

参考资料 26

  1. Phenol | C6H5OH - PubChem — PubChem
  2. 参考 2
  3. 苯酚 — 国际化学品安全卡
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
  21. 参考 21
  22. 参考 22
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
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