酚酞

可作酸碱指示剂的有机化合物

酚酞

酚酞(英文名:Phenolphthalein),又称3,3-二(4-羟苯基)-3H-异苯并呋喃酮、酚酜、非诺夫他林等,化学式为C20H14O4,是常用的酸碱指示剂,在医学上主要用于治疗便秘。[0][6][1][3]酚酞为白色或微带黄色的细小结晶粉末,无味,沸点为557.8±50.0°C at 760mmHg,熔点为257~259℃,微溶于冷水、氯仿,能溶于乙醇、乙醚。酚酞溶于氢氧化钠和碳酸溶液后呈现出深红色,其变色范围pH8.2~10.0,由无色变为红色,在酸性和中性溶液中不变色。然而,酚酞在强碱中由红色迅速退为无色,而在浓酸中也会变色,在稀酸溶液中酚酞滴加过量造成沉淀,使溶液变成白色浑浊。因此酚酞只能检验碱而不能检验酸。[2][4][5]人长期使用酚酞会造成电解质紊乱;偶有过敏、皮疹、色素沉着等反应。[6]婴儿和哺乳期妇女禁用,幼儿慎用。[7]服用碱性药物同时若应用该物质,可引起粪便变色。[6]

酚酞(英文名:Phenolphthalein),又称3,3-二(4-羟苯基)-3H-异苯并呋喃酮、酚酜、非诺夫他林等,化学式为C20H14O4,是常用的酸碱指示剂,在医学上主要用于治疗便秘。[1][7][2][4]

酚酞为白色或微带黄色的细小结晶粉末,无味,沸点为557.8±50.0°C at 760mmHg,熔点为257~259℃,微溶于冷水、氯仿,能溶于乙醇乙醚。酚酞溶于氢氧化钠碳酸溶液后呈现出深红色,其变色范围pH8.2~10.0,由无色变为红色,在酸性和中性溶液中不变色。然而,酚酞在强碱中由红色迅速退为无色,而在浓酸中也会变色,在稀酸溶液中酚酞滴加过量造成沉淀,使溶液变成白色浑浊。因此酚酞只能检验碱而不能检验酸。[3][5][6]人长期使用酚酞会造成电解质紊乱;偶有过敏、皮疹、色素沉着等反应。[7]婴儿和哺乳期妇女禁用,幼儿慎用。[8]服用碱性药物同时若应用该物质,可引起粪便变色。[7]

在2017年10月27日世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中,酚酞被列入2类致癌物。[9]

理化性质

酚酞为白色或微带黄色的细小结晶粉末,[5]无味,化学式是:C20H14O4,分子量为318.3,摩尔质量为318.3g/mol,[3]摩尔折射率为88.10,[1]密度为1.277g/cm³(32°C),[3]沸点为557.8±50.0°C at 760mmHg,[6]熔点257~259℃,[5]闪点为206.5±23.6°C,[6]log P为2.41,[3]表面张力为65.0dyne/cm,[1]蒸气压为6.7X10-13mmHg(25°C),[3]微溶于冷水、氯仿,能溶于乙醇乙醚;溶于氢氧化钠碳酸溶液后呈现出深红色,其变色范围pH8.2~10.0,由无色变为红色。[5]

酚酞在溶液中存在下列平衡结构式:[2]

酚酞在溶液中存在的平衡结构式
酚酞在溶液中存在的平衡结构式

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):3.6[1]

2.氢键供体数量:2[1]

3.氢键受体数量:4[1]

4.可旋转化学键数量:2[1]

5.互变异构体数量:3[1]

6.拓扑分子极性表面积(TPSA):66.8[1]

7.重原子数量:24[1]

8.表面电荷:0[1]

9.复杂度:438[1]

10.同位素原子数量:0[1]

11.确定原子立构中心数量:0[1]

12.不确定原子立构中心数量:0[1]

13.确定化学键立构中心数量:0[1]

14.不确定化学键立构中心数量:0[1]

15.共价键单元数量:1[1]

急性毒性

人口服TDLO:29mg/kg。[1]

大鼠口径LD50:>1mg/kg。[1]

大鼠腹腔LD50:500mg/kg。[1]

其他多剂量毒性数据

大鼠口径TDLO:324gm/kg/13W-C。[1]

小鼠口径TDLO:106gm/kg/13W-C。[1]

慢性毒性/致癌性

大鼠口径TDLO:364mg/kg/2Y-C。[1]

小鼠口径TDLO:281mg/kg/2Y-C。[1]

致畸性

小鼠:1680mg/kg/14D。[1]

合成方法

苯酐苯酚浓硫酸置于反应锅内,用油浴加热至115~120°C(料液温度下不能超过120°C),进行缩合反应8~9小时。待苯酐完全反应后趁热倒入100份热水中,然后以水蒸气蒸馏方法将未反应的苯酚蒸出,锅内物料真空吸滤,滤饼用水洗涤后溶解于5%的氢氧化钠热液中。待冷却后,未反应的苯酐便结晶析出,真空吸滤去除,在所得深红色滤液中加入醋酸,酚酞便沉淀析出,至取样加醋酸不再沉淀生成时便停加醋酸。这时加盐酸将pH调为3~4,静置过夜,将沉淀滤出即是粗制品酚酞。[10]

粗制品的提纯:将粗制品置于60~70℃温度下干燥,然后加无水酒精和0.5份活性炭共沸回流1小时,将溶液趁热过滤,蒸发滤液至原体积的2/3,然后冷至10°C,在充分搅拌下加入8倍量的水稀释,把上面析浮的油滴滤出。溶液放入蒸发器中,用水浴加热回收酒精,再将蒸发器内结晶滤出,移至烘箱内,在80~90℃温度下干燥,即得纯酚酞。[10]

溶液的配置

酚酞指示剂:将0.1g酚酞溶解于100mL 90%的乙醇中。将各种碱稀释成不同指定浓度的碱溶液。[11]

相关实验

实验用品:酚酞(1%),浓H2SO4,浓HCL,浓HNO3,NaOH的饱和溶液,NaOH(6mol/L,2mol/L,1mol/L,0.5mol/L,0.05mol/L),Ca(OH)2的饱和溶液,NH3H2O(2mol/L),H2SO4 0.1mol/L。[12]

实验步骤及现象:

用试管分别取上述酸碱2ml,按下列步骤滴加酚酞试剂,可得下表实验结果:[12]

酸溶液H2SO4(浓)HCI(浓)HNO3(浓)H2SO4(0.1mol/L)
酚酞(1滴)橙黄色无色产生棕色气体,溶液黄绿-绿色无色
酚酞过量橙红色无色产生棕色气体,溶液黄绿-绿色乳白色沉淀(3滴)
酸液稀释乳白色沉淀乳白色沉淀乳白色沉淀溶解
滴加NaOH溶解,溶液变红溶解,溶液变红不溶解,不变色溶液变红

(以上内容参考资料来自:[12]

从上述实验现象可得出如下结论:(1)酚酞与浓硫酸形成颜色反应,酚酞分子结构并没有破坏,反应可逆。(2)酚酞与氧化剂浓HNO3形成颜色反应,酚酞分子结构破坏,反应不可逆。(3)酚酞在强碱溶液中形成无色反应,反应有可逆性。(4)酚酞在稀酸和中性溶液中不变化。(5)酚酞在碱溶液中产生颜色反应随浓度增高稳定降低。[12]

变色原理

在酚酞分子中,三个苯环与一个8p3杂化的中心碳原子相连,三个苯环之间没有共轭关系,因此是无色的。遇碱后,内酯开环并生成二钠盐,中心碳原子转化为8p2杂化状态、与三个苯环形成一个共轭体系,因而显颜色(红色)。但在过量碱的作用下,由于生成了三钠盐,中心碳原子又呈8p3杂化状态,共轭体系消失,颜色也随之褪去。[13]

酚酞变色反应
酚酞变色反应

应用

1.制药工业医药原料:治疗便秘,也可在结肠、直肠内镜检查或X射线检查时用作肠道清洁药,[8]有片剂、栓剂等多种剂型。[14]

2.工业用于有机合成:主要用于合成塑料,特别是合成二氮杂萘酮聚芳醚酮聚芳醚酮类聚合物,该类聚合物由于具有优良的耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性、耐热老化性和良好的加工成型性,由其制成的纤维、涂料及复合材料等很多被广泛应用于电子电器、机械设备、交通运输、宇航、原子能工程和军事等领域。[14]

3.用于酸碱指示剂,非水溶液滴定用指示剂,色层分析用试剂。[15]

贮存方法

室温密封存放。[1]

药理作用

酚酞是刺激性轻泻药。确切机制不详,可能为刺激肠壁内神经丛,直接作用于肠平滑肌,使其蠕动增强;同时又能促进液体与离子在肠内积聚而加快导泻作用。[8]

药代动力学

酚酞口服后约有15%被吸收,吸收的药物主要经肾脏或随粪便排出,部分还通过胆汁排泄至肠,在肠中被再吸收,形成肠-肝循环,延长作用时间,所以一次给药作用可持续3~4日。[8]

不良反应

1.偶有过敏、皮疹、色素沉着等反应。[7]

2.偶见肠绞痛、出血倾向。[8]

3.药物过量或长期滥用时可造成电解质素乱,诱发心律失常、神志不清、肌痉挛以及倦怠无力等症状。[8]

禁忌证

1.婴儿和哺乳期妇女禁用。[8]

2.对本药过敏者。[8]

3.阑尾炎[8]

4.肠梗阻。[8]

5.直肠出血未明确诊断者不宜连续长期应用。[8]

6.充血性心力衰竭高血压[8]

7.粪块阻塞。[8]

8.美国FDA妊娠期用药安全性分级为口服给药C。[8]

注意事项

1.幼儿慎用。[8]

2.酚酞可干扰酚磺酞排泄试验(PSP),使尿色变成品红或橘红色,同时酚磺酞排泄加快。[8]

3.长期应用可使血糖升高、血钾降低。[8]

4.过量或长期应用可引起肠功能的依赖性,甚至有结肠炎改变。应避免习惯性服用泻药。[8]

药物相互作用

碳酸氢钠氧化镁等碱性药物合用,可引起尿液变色。[8]

给药说明

1.应于睡前服用,服药后约8小时排便。[8]

2.药物过量处理:应马上洗胃;给予活性炭;禁用导泻药。[8]

制剂与用法

制剂:片剂,0.05/片、0.1g/片。用法:0.05~0.2g/d,po,hs,总量不得超过0.25g/d。[7]

毒性

酚酞口服后大部分以原形由粪便排出,约有15%被吸收入血,在肠内与碱性肠液形成可溶性钠盐,刺激结肠肠壁,抑制肠内水分吸收,主要经肾排出,少量随乳汁排出。有肠肝循环而延长作用时间,久用引起脱水及电解质紊乱[16]中毒时主要损害肝、肾脏。[17]

临床表现

中毒症状可表现为肠炎、脉速、心悸、面部水肿、结膜充血、口腔炎、舌部溃疡、胃炎、尿道炎、少尿、无尿、蛋白尿,重症表现为烦躁不安、抽搐、黄疸、转氨酶升高,偶见脑脊髓炎昏迷、甚至死亡。[16]

酚酞还可引起中毒性表皮坏死松解症,表现为弥漫性、多形性红斑,触痛,伴有大小不一水疱,眼、口、呼吸道、消化道、消化道黏膜同时受累,出现糜烂、溃疡及失明。重症表现为高热、疲乏、呕吐、腹泻甚至昏迷。酚酞长期刺激胃肠黏膜,可造成胃肠黏膜的炎症、糜烂、甚至出血,影响营养物质的吸收,引起贫血、水电解质失衡,抵抗力下降、营养不良,最终导致机体免疫功能下降,胃肠功能紊乱,乃至便秘。[16]

酚酞的过敏反应主要是出现皮疹、瘙痒、发热,甚至休克等症状。[18]

诊断要点

1.一般毒性反应:常见有眼睑水肿、结膜淤斑、鼻部疱疹、舌部溃疡、口腔炎、胃炎、指甲萎缩等;或大小便红色、尿道炎血尿、蛋白尿。[17]

2.严重中毒时,可引起出血性肾炎、肝脏损害、黄疸。偶有发生脑脊髓炎,病人烦躁不安、抽搐、木僵、昏迷,甚至死亡。儿童可引起严重肠炎和大出血。[17]

3.过敏反应:可出现皮疹、皮炎、肠炎、心悸、呼吸困难甚至休克。[17]

治疗

1.如用药过量,应立即进行催吐,继用活性炭混悬液洗胃,其后给予硫酸钠甘露醇导泻。[17]

2.如有严重过敏反应,给予糖皮质激素。有过敏性休克应按抗休克措施抢救。[17]

3.5%~10%葡萄糖液或5%葡萄糖生理盐水静滴,促进排泄并维持体液平衡。[17]

4.对症支持治疗。[17]

GHS分类

图标
图意健康危害[3]

H341:怀疑导致遗传缺陷。[3]

H350:可能致癌。[3]

H361:怀疑对生育能力或胎儿造成伤害。[3]

安全信息

危险运输编码:UN 1993[1]

安全标识:S36/S37[1]

危险标识:R40[1]

历史研究

英国科学家波义耳发现酸碱指示剂及1877年勒克人工合成酚酞指示剂以来,酚酞的乙醇溶液被广泛用作化学、化工、医用化学等基础实验常用试剂。多年来,在中学、大学化学教材乃至众多学者都认为酚酞指示剂遇碱显示红色,在酸性溶液中不显色。然而,大量化学工作者试验研究表明,酚酞在弱碱性及中性水溶性中无色,在弱碱性溶液中呈紫红色,酚酞的pH变色范围为8.2~9.8。进一步的试验指出,在强碱性溶液中酚酞的桃红色褪去,在浓度较大的无机酸溶液中呈现绿色、棕黄色、粉色等不同颜色,且颜色随酚酞指示剂浓度的增大而加深。[11]

相关规定

2017年,酚酞被列入《世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单》,其在2类致癌物清单中。[9]

2021年1月8日,根据《中华人民共和国药品管理法》第八十三条规定,国家药品监督管理局组织对酚酞片和酚酞含片进行了上市后评价,评价认为酚酞片和酚酞含片存在严重不良反应,在中国使用风险大于获益,决定自即日起停止酚酞片和酚酞含片在我国的生产、销售和使用,注销药品注册证书(药品批准文号)。已上市销售的酚酞片和酚酞含片由生产企业负责召回,召回产品由企业所在地药品监督管理部门监督销毁。[19]

参考资料 19

  1. 酚酞 — 物竞化学品数据库
  2. 酚酞 — 中国大百科全书
  3. 酚酞 — PubChem
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 酚酞 — 化源网
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单 — 国家药监局
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 安全资料表 — 东海大学
  15. 酚酞的化学性质和用途 — 天津市光复精细化工研究所
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 国家药监局关于注销酚酞片和酚酞含片药品注册证书的公告(2021年 第6号) — 中国政府网
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