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苯酚-最简单的酚类化合物

苯酚的共振结构式

在有机化学中，酚类化合物（英语：phenol）是一类通式为ArOH，结构为芳烃环上的氢被羟基（—OH）取代的一类芳香族化合物。酚类化合物中最简单的酚为苯酚（C₆H₅OH，亦稱石炭酸）。

虽然结构与醇类似，但酚的性质相对独特而与醇不属同类化合物，这主要因为酚羟基连接于不饱和碳原子上。由于酚类的芳香环紧密的与羟基氧原子结合，而相对使羟基的氧原子与氢原子之间的化学键不是那么牢固，因此酚比起醇类化合物具有更强的酸性。酚上的羟基酸性通常间于脂肪醇与羧酸之间（它们的pK_a通常在10-12之间）。

当酚类化合物的羟基失去一个质子（H⁺），就会形成相应的负离子形态的酚负离子或称为芳基氧负离子，而相应形成的盐称为酚盐或芳基氧盐。

酚化合物还允许一个芳香环上连接两个或数个羟基，其中最简单的是苯二酚，它的结构是两个羟基连接在一个苯环上。一些酚类化合物具有杀菌效果，可制成消毒剂。另外一些具有雌激素作用或内分泌干扰素的活性。

分类

• 依分子中羟基数分为一元酚、二元酚及多元酚；


• 羟基在萘环上的称为萘酚，在蒽环上称为蒽酚。

特性

酸性

• 与普通的醇不同，由于受到芳香环的影响，酚上的羟基（酚羟基）有弱酸性，酸性比醇羟基强。主要原因取自於非定域化(共振態)的存在,導致醇類與它的pKa值有段落差。
  
  • 如苯酚（C₆H₅OH）自身在水中的电离:
  
  

• 酚可与强碱生成酚盐，如苯酚钠。反應機構為:

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

• 在空气中无色的晶体酚易被氧化为红色或粉红色的醌。

配合物

• 酚在溶液中与三氯化铁可形成配合物，并呈现蓝紫色，可以鉴定三氯化铁或酚。

• 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。

酚的反应

酚可通过许多途径发生化学反应：

• 发生酯化反应以及相应酚醚的合成。


• 由于羟基被活化基团，酚可以发生芳香亲电取代反应，如合成杯芳烃。^[1]
  


• 在Bucherer咔唑合成中，萘酚与肼在亚硫酸氢钠条件下发生反应。


• 氧化裂解反应，如1,2-二羟基苯在氧气，氯气和吡啶的条件下裂解为2,4-己二烯二酸单甲酯。^[2]
  


• 
  Teuber反应，即氧化去芳构化形成醌的反应中，氧化剂为Fremy盐和^[3]过一硫酸氢钾复合盐。^[4] 下图的反应中，3,4,5-三甲基苯酚与单线态氧反应可生成对-过氧喹诺酮，单线态氧由过一硫酸氢钾复合盐/碳酸钠在乙腈/水溶液中反应生成。该过氧化物与硫代硫酸钠发生还原反应得到喹诺林。

• 在Elbs过硫酸盐氧化反应中，苯酚被氧化为苯二酚。


• 苯酚负离子（酚失去质子形成）可成为金属正离子的配体。

酚类化合物的制备

下列为酚类化合物在实验室中的制备方法：

• 通过酯发生弗赖斯重排反应反应制备；


• 通过N-苯基羟胺发生班贝尔格尔重排反应反应制备；


• 通过酚酯或酚醚的水解反应制备；


• 通过醌的还原反应制备；


• 在布赫尔反应中，通过硫氢化钠试剂，将芳香胺的氨基置换为羟基制备；


• 通过重氮盐的水解反应制备；


• 通过甲醛的寡聚反应后，在碱的催化下与环氧氯丙烷反应制备；


• 酚一般可由芳烃磺化后经碱熔融制得；


• 酚也可由卤代芳烃与碱在高温高压催化下反应制得；


• 在二烯酮苯酚重排反应中，通过二烯酮发生重排反应制备。^[5][6]
  

• 通过氧化芳香硅烷制备，即Fleming–Tamao氧化反应；^[7]
  


• 通过苯与丙烯在H₃PO₄中加成，得到的异丙苯与O₂和H₂SO₄加成得到酚（Hock法）。

酚类化合物

药用化合物

工业生产

酚类化合物是工业中重要的原料或添加剂，可用于：

• 实验室工作


• 化学工业


• 化学工程


• 木材加工


• 塑料加工

用途

• 酚是重要的化工原料，可制造染料、药物、酚醛树脂、胶粘剂等。


• 苯酚及其类似物可制做杀菌防腐剂。


• 
  邻苯二酚、对苯二酚可作显影剂。

生物作用

• 自然界存在有2000多种酚类化合物，他们是植物生命活动的产物，在植物生长发育、免疫、抗真菌、光合作用、呼吸代谢等生命活动中起重要作用

污染

• 酚污染会给生态系统带来很大危害。

环境酚污染

• 环境酚污染主要来自焦化厂、煤气发生站、炼油、木材防腐、绝缘材料的制造、制药、造纸以及酚类化工厂的废水、废气


• 酚类化合物挥发到空间可使大气受污染，含酚的废水流入农田会使土壤受污染，流入地下则会造成地下水污染。

土壤酚污染

• 被酚污染的土壤会使农作物减产或枯死。

水体酚污染

• 水体酚污染会使水生生物受到抑制，繁殖下降、生长变慢，严重时导致死亡。

对人体的危害

• 酚侵入人体，会与细胞原浆中蛋白质结合形成不溶性蛋白，使细胞失去活性。


• 酚对神经系统、泌尿系统、消化系统均有毒害作用。


• 有些上述的物质与引起内分泌-紊乱相关。

另请参阅绿色和平关于消费品中有害化学成分的报告。

限度

• 中国规定最高允许浓度：
  
  
  
  • 
    饮用水中挥发酚：0.002mg/L
  
  
  • 
    地面水中挥发酚：0.010mg/L
  
  
  • 
    渔业水体挥发酚：0.005,mg/L
  
  
  • 居住区大气一次测定值最高限：0.02mg/m³
    
  
  
  • 废水排放限度：0.5mg/L
  
  
  
  

参考文献

参见

• 官能团


• 羟基


• 醇


• 酒中的酚类化合物


• 多酚抗氧化剂


• 白藜芦醇

外部連結

• Natural sources of phenols on www.britannica.com

資料庫

• 
  Phenol-Explorer (phenol-explorer.eu), a database dedicated to phenolics found in food by Augustin Scalbert, INRA Clermont-Ferrand, Unité de Nutrition Humaine (Human food unit)


• 
  Phenols 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

代谢产物}}

查 论 编 常见醇及类似物 醇母体 甲醇 乙醇 乙二醇 正丙醇 异丙醇 丙三醇 正丁醇 羟基氧 被取代 羟基氧被 全部取代 硫醇 甲硫醇 乙硫醇 乙二硫醇 正丙硫醇 異丙硫醇 正丁硫醇 叔丁硫醇 硒醇 甲硒醇 乙硒醇 正丙硒醇 异丙硒醇 正丁硒醇 碲醇 甲碲醇 乙碲醇 正丙碲醇 正丁碲醇 钋醇 羟基氧被 部分取代 2-巯基乙醇 二巯基丙醇 二硫苏糖醇 烃基 被取代 芳香基 酚 萘酚 醚基 二甘醇 三甘醇 聚乙二醇 氰基 氰醇