酚
在有機化學中，酚（phenols）或酚類、酚類化合物，是一類通式為ArOH，結構為芳烴環上的氫被羥基（—OH）取代的一類芳香族化合物。酚類化合物中最簡單的酚為苯酚（C
6H
5OH，亦稱石炭酸）。
雖然結構與醇類似，但酚的性質相對獨特而與醇不屬同類化合物，這主要因為酚羥基連接於不飽和碳原子上。由於酚類的芳香環緊密的與羥基氧原子結合，而相對使羥基的氧原子與氫原子之間的化學鍵不是那麼牢固，因此酚比起醇類化合物具有更強的酸性。酚上的羥基酸性通常間於脂肪醇與羧酸之間（它們的pKa通常在10-12之間）。
當酚類化合物的羥基失去一個質子（H+），就會形成相應的負離子形態的酚負離子或稱為芳基氧負離子，而相應形成的鹽稱為酚鹽或芳基氧鹽。
酚化合物還允許一個芳香環上連接兩個或數個羥基，其中最簡單的是苯二酚，它的結構是兩個羥基連接在一個苯環上。一些酚類化合物具有殺菌效果，可製成消毒劑。另外一些具有雌激素作用或內分泌干擾素的活性。
分類
[編輯]特性
[編輯]酸性
[編輯]
1：酚先去質子化（目的是為了與外在系統呈現酸鹼平衡）；氫氧化鈉的OH形成帶一個負電荷的原子團（解離） 2：氫氧化鈉與酚進行複分解反應，合成苯酚鈉和水。 而若要還原苯酚鈉成苯酚，則通入CO2入上述溶液中，會形成碳酸氫鈉和苯酚，再經過分離處理，則可得到較高純度的苯酚。
易被氧化
[編輯]配合物
[編輯]- 塑料工業常用 C15H16O2 (4,4'-dihydroxy-2,2-diphenylpropane) ，中文名為雙酚A、也稱為酚甲烷、二酚基丙烷或 2.2雙對酚甲烷。
酚的反應
[編輯]酚可通過許多途徑發生化學反應：
- 發生酯化反應以及相應酚醚的合成。
- 由於羥基被活化基團，酚可以發生芳香親電取代反應，如合成杯芳烴。[1]
- 在Bucherer咔唑合成中，萘酚與肼在亞硫酸氫鈉條件下發生反應。
- 氧化裂解反應，如1,2-二羥基苯在氧氣，氯氣和吡啶的條件下裂解為2,4-己二烯二酸單甲酯。[2]
- Teuber反應，即氧化去芳構化形成醌的反應中，氧化劑為Fremy鹽和[3]過一硫酸氫鉀複合鹽。[4] 下圖的反應中，3,4,5-三甲基苯酚與單線態氧反應可生成對-過氧喹諾酮，單線態氧由過一硫酸氫鉀複合鹽/碳酸鈉在乙腈/水溶液中反應生成。該過氧化物與硫代硫酸鈉發生還原反應得到喹諾林。
- 在Elbs過硫酸鹽氧化反應中，苯酚被氧化為苯二酚。
- 苯酚負離子（酚失去質子形成）可成為金屬正離子的配體。
酚類化合物的製備
[編輯]下列為酚類化合物在實驗室中的製備方法：
- 通過酯發生弗賴斯重排反應反應製備；
- 通過苯胲發生班貝爾格爾重排反應反應製備；
- 通過酚酯或酚醚的水解反應製備；
- 通過醌的還原反應製備；
- 在布赫雷爾反應中，通過硫氫化鈉試劑，將芳香胺的氨基置換為羥基製備；
- 通過重氮鹽的水解反應製備；
- 通過甲醛的寡聚反應後，在鹼的催化下與環氧氯丙烷反應製備；
- 酚一般可由芳烴磺化後經鹼熔融製得；
- 酚也可由鹵代芳烴與鹼在高溫高壓催化下反應製得；
- 在二烯酮苯酚重排反應中，通過二烯酮發生重排反應製備。[5][6]
- 通過氧化芳香矽烷製備，即Fleming–Tamao氧化反應；[7]
- 通過苯與丙烯在H
3PO
4中加成，得到的異丙苯與O
2和H
2SO
4加成得到酚（Hock法）。
酚類化合物
[編輯]| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| 苯酚 | 母體化合物，常用於消毒劑以及化學合成 |
| 雙酚A | 可從酮和苯酚/甲基酚化合物合成雙酚A及其他的雙酚化合物 |
| BHT | （二丁基羥基甲苯）：一種脂溶性的抗氧化劑和食品添加劑 |
| 辣椒素 | 紅辣椒當中的具有辛辣味的化合物 |
| 甲酚 | 被發現存在於煤焦油和礦物雜酚油 |
| 雌二醇 | 雌性激素：一種激素 |
| 丁香油酚 | 丁香精油中的主要成分 |
| 沒食子酸 | 被發現存在於癭 |
| 愈創木酚 | （2-甲基苯酚），具有煙燻氣味，被發現存在於烘烤咖啡，威士忌和煙霧中 |
| 壬基酚 | 存在於清潔劑和壬苯聚醇-9 |
| 鄰苯基酚 | 一種抗真菌劑用於柑橘屬 |
| 苦味酸 | （三硝基苯酚）一種炸藥 |
| 酚酞 | pH指示劑 |
| 多酚 | 比如：黃酮類類與丹寧酸類 |
| 異丙酚 | 一種麻醉劑 |
| 覆盆子酮 | 一種含有濃重覆盆子味的化合物 |
| 血清素 / 多巴胺 / 腎上腺素 / 去甲腎上腺素 | 天然神經傳導物質 |
| 百里酚 | （2-異丙基-5-甲基苯酚），一種防腐劑，嗽口水中的配料 |
| 酪氨酸 | 一種胺基酸 |
| 二甲苯酚 | -用於防腐劑 |
藥用化合物
[編輯]| 大麻素類 | 「大麻」中的活性成分 |
| 己烯雌酚 | 一種合成的雌激素，具有對稱二苯代乙烯結構 |
| L-多巴 | 多巴胺的前藥 |
| 水楊酸甲酯 | 冬青樹精油當中的主要成分 |
| 異丙酚 | 一種速效靜脈注射用麻醉藥 |
| 水楊酸 | 一種植物激素，可用於鎮痛藥，退燒藥和抗炎藥，同樣還是阿斯匹靈的前體 |
工業生產
[編輯]酚類化合物是工業中重要的原料或添加劑，可用於：
- 實驗室工作
- 化學工業
- 化學工程
- 木材加工
- 塑料加工
用途
[編輯]生物作用
[編輯]污染
[編輯]- 酚污染會給生態系統帶來很大危害。
環境酚污染
[編輯]- 環境酚污染主要來自焦化廠、煤氣發生站、煉油、木材防腐、絕緣材料的製造、製藥、造紙以及酚類化工廠的廢水、廢氣
- 酚類化合物揮發到空間可使大氣受污染，含酚的廢水流入農田會使土壤受污染，流入地下則會造成地下水污染。
土壤酚污染
[編輯]- 被酚污染的土壤會使農作物減產或枯死。
水體酚污染
[編輯]- 水體酚污染會使水生生物受到抑制，繁殖下降、生長變慢，嚴重時導致死亡。
對人體的危害
[編輯]另請參閱綠色和平關於消費品中有害化學成分的報告 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）。
限度
[編輯]- 中國大陸規定最高允許濃度：
參考文獻
[編輯]- ^ p-tert-butylcalix[8]arene, Organic Syntheses, CV 8, 80 Article （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 2,4-Hexadienedioic acid, monomethyl ester, (Z,Z)- Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.490 (1993); Vol. 66, p.180 (1988) Article （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 2,5-Cyclohexadiene-1,4-dione, 2,3,5-trimethyl Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.1010 (1988); Vol. 52, p.83 (1972) Abstract （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
- ^ Oxidative De-aromatization of para-Alkyl Phenols into para-Peroxyquinols and para-Quinols Mediated by Oxone as a Source of Singlet Oxygen M. Carmen Carreño, Marcos González-López, Antonio Urbano Angewandte Chemie International Edition Volume 45, Issue 17 , Pages 2737 - 2741 2006 Abstract （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 與醌相關，參見辛克－蘇爾反應
- ^ Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. page Jerry March ISBN 0-471-85472-7
- ^ Sonia Bracegirdle, Edward A. Anderson, Chem. Comm. doi:10.1039/b924135c
參見
[編輯]外部連結
[編輯]資料庫
[編輯]- Phenol-Explorer (phenol-explorer.eu （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）), a database dedicated to phenolics found in food by Augustin Scalbert, INRA Clermont-Ferrand, Unité de Nutrition Humaine (Human food unit)
- Phenols （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） at ChEBI (Chemical Entities of Biological Interest)
- ChEMBLdb, a database of bioactive drug-like small molecules by the European Bioinformatics Institute
- Foodb, a database of compounds found in food
