苯酚

苯酚
	IUPAC名; Hydroxybenzene
别名	石炭酸; 羟基苯
识别
CAS号	108-95-2
SMILES	Oc1ccccc1;
InChI	1/C6H6O/c7-6-; 4-2-1-3-5-6/h1-5,7H;
RTECS	SJ3325000
性质
化学式	C6H5OH
摩尔质量	94.11 g·mol−1
外观	白色结晶状固体
密度	1.07 g/cm³
熔点	40.5 °C
沸点	181.7 °C
溶解度（水）	8.3 g/100 ml (20 °C)
pKa	9.95
偶极矩	1.7 D
危险性
欧盟分类	有毒 (T); 突变原; 腐蚀性 (C)
NFPA 704	2 3 0 COR
闪点	79 °C
相关物质
相关化学品	苯硫酚
	若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

苯酚（化学式：C₆H₅O H，PhOH），又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，一种弱酸。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。

发现 [编辑]

苯酚是德国化学家龙格（Runge F）于1834年在煤焦油中发现的，故又称石炭酸（Carbolic acid）。

结构 [编辑]

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 $\ {\Pi}_7^8$ 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。

物理性质 [编辑]

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。

化学性质 [编辑]

酸碱反应

苯酚是一种弱酸，能与碱反应：

$\rm PhOH + NaOH \rightarrow PhONa + H_2O\,$

苯酚pKa=10，酸性介于碳酸两级电离之间，因此苯酚不能与NaHCO₃等弱碱反应：

$\rm \ PhO^- + CO_2 + H_2O \rightarrow PhOH + HCO_3^-$

此反应现象：二氧化碳通入后，溶液中出现白色混浊。

显色反应

苯酚遇三氯化铁溶液显紫色，原因是苯酚根离子与Fe³⁺形成了有颜色的錯合物。

$\rm \ 6 PhOH + FeCl_3 \rightarrow H_3[Fe(OPh)_6]$ (紫色) $\rm \ + 3 HCl$

取代反应

苯环上的亲电取代：苯酚由于结构中有苯环，可以在环上发生类似苯的亲电取代反应，如硝化、卤代等：

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。

酚羟基上的取代：酚羟基上的氢原子可以被含碳基团取代，生成醚或酯。

氧化还原反应

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Br₂作氧化剂。

缩合反应

苯酚与甲醛在酸或碱的催化下发生缩合，生成酚醛树脂。

制备 [编辑]

熔融苯磺酸法

苯酚可由苯磺酸与碱熔融反应制得：

$\mathrm{C_6H_5SO_3Na \ + \ 2NaOH \longrightarrow \ C_6H_5ONa \ + \ Na_2SO_3 \ + \ H_2O}$

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。

异丙苯法

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。

$\rm \ C_6H_6 + H_2C\!=\!CHCH_3 \rightarrow C_6H_5CH(CH_3)_2$

$\rm \ C_6H_5CH(CH_3)_2 + O_2 \rightarrow C_6H_5OH + CH_3COCH_3$

第二步反应是一个自由基反应。

氯苯水解

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。

其他方法

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。^[1]

他们认为反应机理如下：^[2]

安全 [编辑]

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。

工业及醫學用途 [编辑]

苯酚可作杀菌剂、麻醉剂、防腐剂。约瑟夫·李斯特（Lister J）最早将其用于外科手术消毒；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。

其他用途 [编辑]

於二次世界大戰上，苯酚亦用於納粹滅絕營中以處決囚犯。集中營當局採用注射的方法對病人進行“特別處理”，是因為這種方法簡便、省錢、快速。被送的囚犯，一進門就被護士扒光衣服；隨後逐個被帶進死刑注射室，由党衛軍的醫生們給他們進行靜脈注射。注射用的藥劑是30％的苯酚溶液，劑量為致死的10—12CC；經過注射後，受害者需要經過20多分鐘才會死亡。集中營當局認為這種殺人的方法速度仍然較慢，不能適宜大屠殺的需要，因而醫生們改進了殺人技術：他們用帶有超長針頭的注射器，刺入受害者的心臟部位進行苯酚注射。從此，接受注射者進入注射室後，就被接在類似牙科手術椅的注射專用椅上，由兩名囚犯護士把他的雙手分別摁在椅子扶手上，另一個護士用毛巾蒙住他的眼睛，並用力固定住他的頭。這時，党衛軍醫生走過來，將長針用力刺進受害者的心臟，再把針劑推進去。受害者馬上就失去知覺，不到一分鐘就斷氣。^{[來源請求]}

衍生物 [编辑]

参考文献 [编辑]

^ Ge Tian, Hongming Yuan, Ying Mu, Chao He, and Shouhua Feng. Hydrothermal Reactions from Sodium Hydrogen Carbonate to Phenol. Org. Lett. 2007, 9 (10): 2019–2021. doi:10.1021/ol070597o.
^ Shouhua Feng, Ge Tian, Hongming Yuan, Ying Mu & Chao He. Supporting Information for Hydrothermal Reactions from Sodium Hydrogen Carbonate to Phenol.

邢其毅等．基础有机化学第二版．§17.1,3-8,13．北京：高等教育出版社，1994年．ISBN 7-04-004607-5．

参见 [编辑]

[1] Ge Tian, Hongming Yuan, Ying Mu, Chao He, and Shouhua Feng. Hydrothermal Reactions from Sodium Hydrogen Carbonate to Phenol. Org. Lett. 2007, 9 (10): 2019–2021. doi:10.1021/ol070597o.

[2] Shouhua Feng, Ge Tian, Hongming Yuan, Ying Mu & Chao He. Supporting Information for Hydrothermal Reactions from Sodium Hydrogen Carbonate to Phenol.

[1]

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苯酚

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