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石炭酸
✍ dations ◷ 2025-06-28 15:40:08 #石炭酸
苯酚(化学式:C6H5OH,PhOH),又名石炭酸、羟基苯,是最简单的酚类有机物,常温下为一种无色晶体。有毒。苯酚是一种常见的化学品,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。苯酚是德国化学家荣格(Runge F)于1834年在煤焦油中发现的,故又称石炭酸(Carbolic acid)。苯酚分子由一个羟基直接连在苯环上构成。根据苯的凯库勒式,这个羟基是连在双键上的,为烯醇式结构。但由于苯环的稳定性,这样的结构几乎不会转化为酮式结构。苯酚具有以下共振结构:苯酚盐负离子则有以下共振结构:酚羟基的氧原子采用sp2杂化,提供1对孤电子与苯环的6个碳原子共同形成离域
Π
7
8
{displaystyle {Pi }_{7}^{8}}
键。大Π键加强了烯醇的酸性,羟基的推电子效应又加强了O-H键的极性,因此苯酚中羟基的氢可以电离出来。苯酚熔点为40.5℃,沸点为181.7℃,常温下为一种无色或白色的晶体,有特殊气味。苯酚密度比水大,微溶于冷水,可在水中形成白色混浊;但易溶于65℃以上的热水。易溶于醇、醚等有机溶剂。苯酚具有弱酸性,能与碱反应:苯酚pKa=10,酸性介于碳酸两级电离之间,因此苯酚不能与碳酸氢钠等弱碱反应:此反应现象:二氧化碳通入后,溶液中出现白色混浊。苯酚遇三氯化铁溶液显紫色,原因是苯酚根离子与Fe3+形成了有颜色的配合物。对比苯的相应反应可以发现,苯酚环上的取代比苯容易得多。这是因为羟基有给电子效应,使苯环电子云密度增加。值得注意的是,苯酚的亲电取代总是发生在羟基的邻位和对位。这是羟基等给电子基团的共性。苯酚在空气中久置会变为粉红色,是因为生成了苯醌:苯酚的氧化产物一般是对苯醌。这个反应也可以用溴作氧化剂。苯酚与甲醛在酸或碱的催化下发生缩合,生成酚醛树脂。苯酚可由苯磺酸与碱熔融反应制得:用酸处理即得苯酚。此法是最早用来制取苯酚的方法,萘酚也用类似的方法制取。此法初始原料为苯,通过傅-克反应与丙烯加成为异丙苯,再由异丙苯氧化为苯酚。此法同时生成丙酮。第二步反应是一个自由基反应。通过氯苯在氢氧化钠水溶液中的水解,也可以制得苯酚。由于氯苯的氯原子参与苯环的共轭,这个水解过程十分困难,需要在高压(28MPa)、高温(300℃)、以铜作催化剂的条件下进行。苯酚也可由苯胺经重氮盐水解制得。2007年吉林大学化学学院的冯守华等人在 Org. Lett. 期刊上发表文章称,他们用碳酸氢钠和铁粉在仿早期地球环境的条件下进行水热合成(水,200℃,1.9GPa),在产物中得到了产率为0.8%的苯酚。他们认为反应机理如下:苯酚有毒。苯酚及其浓溶液对皮肤有强烈的刺激作用,若不慎将苯酚沾到皮肤上,应用酒精或聚乙二醇清洗;若量较大或者混有氯仿,则需要进行急救。沾到衣服上也需用大量水冲洗。苯酚可作杀菌剂、麻醉剂、防腐剂。英国外科医生约瑟夫·李斯特(Lister J)于1865年将其用于外科手术消毒,为最早以药剂进行术前消毒的医生;但由于苯酚的毒性,这一技术最终被取代。现在苯酚可用于制备消毒剂,如TCP;或用其稀溶液直接进行消毒。苯酚是多种化工产品的原料,用来合成阿司匹林等药品,以及一些农药、香料、染料。亦用来合成树脂,最主要的一种是和甲醛缩合而成的酚醛树脂。尽管苯酚的浓溶液毒性很强,它仍在整形外科手术中充当脱皮剂。局部麻醉药 (利多卡因、丁卡因、苯佐卡因、辛可卡因、普鲁卡因、奥昔卡因、普莫卡因)局部注射硬化剂 (油酸单乙醇胺、聚桂醇、转化糖、十四烷硫酸钠、苯酚)
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