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苯酚

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苯酚(Phenol,C6H5OH)[1] 是一种具有特殊气味的无色针状晶体,[2] 有毒,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。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理,[3] 皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃,常温下微溶于水,易溶于有机溶剂;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。苯酚有腐蚀性,接触后会使局部蛋白质变性,其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤。[4] 小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色。
中文名
苯酚
英文名
Phenol
别 称
石炭酸、工业酚、羟基苯
化学式
C6H5OH
分子量
94.11124
CAS登录号
108-95-2
EINECS登录号
203-632-7
熔 点
40.6
沸 点
181.9
水溶性
微溶于冷水,在65℃与水混溶。可混溶于乙醇、醚、氯仿、甘油
密 度
1.071
外 观
无色或白色晶体,有特殊气味。在空气中及光线下变为粉红色
闪 点
79(CC);85(OC)
应 用
化工合成、油田工业、电镀、溶剂
安全性描述
S26,S28,S45,S24/S25,S36/S37/S39
危险性符号
F(易燃),T(有毒),C(腐蚀性)
危险性描述
R34,R68,R23/24/25,R48/20/21/22
危险品运输编号
UN 2821 6.1/PG 2
化学性质
弱酸性,高毒类,突变原
稳定性
稳定
禁配物
强氧化剂、强酸、强碱
储存方法
阴凉通风,低温避光,注意泄漏物

发现历史 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)。使苯酚首次声名远扬的应归功于英国著名的医生里斯特。里斯特发现病人手术后死因多数是伤口化脓感染。偶然之下用苯酚稀溶液来喷洒手术的器械以及医生的双手,结果病人的感染情况显著减少。这一发现使苯酚成为一种强有力的外科消毒剂。里斯特也因此被誉为“外科消毒之父”。
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分子结构 编辑

苯酚分子由一个羟基直接连在苯环上构成。由于苯环的稳定性,这样的结构几乎不会转化为酮式结构[5]
苯酚共振结构如右上图。酚羟基的氧原子采用sp杂化,提供1对孤电子与苯环的6个碳原子共同形成离域 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。
苯酚盐负离子则有如右下图共振结构:
摩尔折射率:28.13
  摩尔体积(m3/mol):87.8
  等张比容(90.2K):222.2
  表面张力(dyne/cm):40.9
  极化率:11.15[5]郑州万花楼招聘

物理性质 郑州万花楼招聘编辑

相对蒸气密度(空气=1):3.24
折射率1.5418
饱和蒸气压(kPa):0.13(40.1℃)
燃烧热(kJ/mol):3050.6
临界温度(℃):419.2
临界压力(MPa):6.13
辛醇/水分配系数的对数值:1.46
爆炸上限%(V/V):8.6
引燃温度(℃):715
爆炸下限%(V/V):1.7
溶解性:可混溶于醚、氯仿、甘油、二硫化碳凡士林、挥发油、强碱水溶液。常温时易溶于乙醇、甘油、郑州万花楼招聘氯仿、乙醚等有机溶剂,室温时稍溶于水,与大约8%水混合可液化,65℃以上能与水混溶,几乎不溶于石油醚[1]

化学性质 编辑

可吸收空气中水分并液化。有特殊臭味,极稀的溶液有甜味。腐蚀性极强。化学反应能力强。与醛、酮反应生成酚醛树脂双酚A,与醋酐水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。苯酚在通常温度下是固体,与钠不能顺利发生反应,如果采用加热熔化苯酚,再加入金属钠的方法进行实验,苯酚易被还原,在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。有人在教学中采取下面的方法实验,操作简单,取得了满意的实验效果。在一支试管中加入2-3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体。这一实验的原理是苯酚溶解在乙醚中,使苯酚与钠的反应得以顺利进行。

酸碱反应 编辑

苯酚属于酚类物质,有弱酸性,能与碱反应:
PhOH+NaOH→PhONa+H2O
苯酚pKa=1.28×10-10,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:
PhOˉ+CO2+H2O→PhOH+HCO3ˉ
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 编辑

苯酚遇三氯化铁溶液显紫色,原因是苯酚根离子与Fe形成了有颜色的配合物
6PhOH+FeCl3→H3[Fe(OPh)6](紫色)+3HCl

取代反应 编辑

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

氧化还原 编辑

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 编辑

苯酚与甲醛在酸或碱的催化下发生缩合,生成酚醛树脂

制备方法 编辑

苯酚最早是从煤焦油回收,目前绝大部分是采用合成方法。到20世纪60年代中期,开始采用异丙苯法生产苯酚、丙酮的技术路线,已发展占世界苯酚产量的一半,目前采用该工艺生产的苯酚已占世界苯酚产量的90%以上。其他生产工艺有甲苯氯化法、氯苯法、磺化法。我国的生产方法有异丙苯法和磺化法两种。由于磺化法消耗大量硫酸和烧碱,我国也将只保留少数磺化法装置,逐步以异丙苯法生产为主。

磺化法 编辑

以苯为原料,用硫酸进行磺化生成苯磺酸,用亚硫酸中和,再用烧碱进行碱熔,经磺化和减压蒸馏等步骤而制得。原料消耗定额:纯苯1004kg/t、硫酸(98%)1284kg/t、亚硫酸钠1622kg/t、烧碱(折100%)1200kg/t。

异丙苯法 编辑

丙烯与苯在三氯化铝催化剂作用下生成异丙苯,异丙苯经氧化生成过氧化异丙苯,再用硫酸或树脂分解。同时得到苯酚和丙酮。每吨苯酚约联产丙酮0.6t。原料消耗定额:苯1150kg/t、丙烯600kg/t。

氯苯水解法 编辑

氯苯在高温高压下与苛性钠水溶液进行催化水解,生成苯钠,再用酸中和得到苯酚。

粗酚精制法 编辑

煤焦油粗酚精制而得。

拉西法 编辑

苯在固体钼催化剂存在下,高温下进行氯氧化反应,生成氯苯和水,氯苯进行催化水解,得到苯酚和氯化氢,氯化氢循环使用。[4]

注意事项 编辑

健康危害

苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。急性中毒:吸入高浓度蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等。误服引起消化道灼伤,出现烧灼痛,呼出气带酚味,呕吐物或大便可带血液,有胃肠穿孔的可能,可出现休克、肺水肿、肝或肾损害,出现急性肾功能衰竭,可死于呼吸衰竭。眼接触可致灼伤。可经灼伤皮肤吸收经一定潜伏期后引起急性肾功能衰竭。慢性中毒:可引起头痛、头晕、咳嗽、食欲减退、恶心、呕吐,严重者引起蛋白尿。可致皮炎。
环境危害:对环境有严重危害,对水体和大气可造成污染。
燃爆危险:该品可燃,高毒,具强腐蚀性,可致人体灼伤。

急救措施

1 皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用甘油聚乙烯乙二醇或聚乙烯乙二醇和酒精混合液 (7:3)抹洗,然后用水彻底清洗。或用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
2 眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
3 食入:立即给饮植物油15~30mL。催吐。就医。

消防措施

1 危险特性:遇明火、高热可燃。
2 有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。
3 灭火方法:消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服,在上风向灭火。
4 灭火剂:水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。

泄漏应急处理

1 应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。
2 小量泄漏:用干石灰、苏打灰覆盖。
3 大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。

操作处置与储存

1 操作注意事项:密闭操作,提供充分的局部排风。尽可能采取隔离操作。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿透气型防毒服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
5.2 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不超过30℃,相对湿度不超过70%。包装密封。应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

空气中允许极限

美国TWA:19mg/m3,ACGIH 美国IDLH:100ppm 英国TWA :19mg/m3, HSE 德国MAC :19mg/m3,DFG 前苏联MAC :0.01mg/m3( 居民区测定:用氢氧化钠收集在起泡器内,用硫酸解吸后进行气相色谱分析

水中允许极限

前苏联 MAC:0.001mg/l(饮用水) 中国 MAC:0.002mg/l
测定:用二氯甲烷萃取,用带火焰离或电子探测器的的 气相色谱仪分析或气相色谱加质谱仪分析

安全信息 编辑

安全性描述

S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
万一接触眼睛,立即使用大量清水冲洗并送医诊治。
S28:After contact with skin, wash immediately with plenty of ... (to be specified by the manufacturer).
接触皮肤之后,立即使用大量皂液洗涤。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical adviceimmediately (show the lable where possible).
出现意外或者感到不适,立刻到医生那里寻求帮助(最好带去产品容器标签)。
S24/S25:Avoidcontactwithskinandeyes.
防止皮肤和眼睛接触。
S36/S37/S39:Wearsuitableprotectiveclothing,glovesandeye/faceprotection.[1]
穿戴合适的防护服、手套并使用防护眼镜或者面罩。[2]

危险性描述

R34:Causes burns.
引起灼伤。
R68:Possible risk of irretrievable effects.
可能有不可挽回的危险。
R23/24/25:Toxic by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、与皮肤接触和吞食是有毒的。
R48/20/21/22:Harmful : danger of serious damage to health by prolonged exposure through inh.,in contact with skin and if swallowed.[1]
有害的:经吸入、皮肤和吞食长期接触有严重损害健康的危险。[3]

相关实验 编辑

验证苯酚的酸性

1. 在试管中取2mL苯酚溶液,滴加石蕊试剂,观察现象。
2. 在三支试管中分别取少量苯酚固体,并分别向其中加入2—3毫升氢氧化钠溶液、2—3mL碳酸钠溶液、2—3mL碳酸氢钠溶液,充分振荡,观察并比较现象(注意加盐溶液的试管中是否有气泡。)
3. 在试管中取2mL氢氧化钠溶液,滴加2—3滴酚酞试液,再加入少量苯酚固体,观察颜色变化。

交流现象

1. 苯酚不能使石蕊变红。
2. 苯酚固体易溶于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液,无气泡产生;难溶于碳酸氢钠溶液。
3. 苯酚使红色溶液(滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液)逐渐变浅。

实验结论

苯酚具有弱酸性,酸性介于碳酸和碳酸氢根离子之间。由于苯酚的酸性太弱,以至于不能使石蕊试剂变红。(石蕊试液的变色范围是:pH值5~8)

演示实验

在刚才制取的苯酚溶液中边振荡边逐滴加入氢氧化钠溶液,至恰好澄清,生成物为苯酚钠。再持续通入二氧化碳气体,溶液又变浑浊(二氧化碳与水生成碳酸,碳酸与苯酚钠反应生成苯酚与碳酸氢钠)。
综上所述,根据强酸制弱酸的原理可知酸性: H2CO3 > > NaHCO3 。亦可知碳酸的酸性比苯酚的酸性强。

应用领域 编辑

工业

苯酚是重要的有机化工原料,用它可制取酚醛树脂己内酰胺双酚A水杨酸苦味酸五氯酚、2,4-D、己二酸酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工产品及中间体,在化工原料、烷基酚合成纤维、塑料、合成橡胶、医药、农药、香料、染料、涂料和炼油等工业中有着重要用途。此外,苯酚还可用作溶剂、实验试剂和消毒剂,苯酚的水溶液可以使植物细胞内染色体上蛋白质与DNA分离,便于对DNA进行染色。

医疗

【用法与用量】
1.器械消毒及排泄物处理1%~5%水溶液。
2.皮肤杀菌与止痒:2%软膏涂患处。
3.中耳炎用1%~2%苯酚甘油滴耳,每日3次。
广泛用于制造酚醛树脂、环氧树脂、锦纶纤维、增塑剂、显影剂、防腐剂、杀虫剂、杀菌剂、染料、医药、香料和炸药等
【制剂与规格】
1.苯酚软膏:2%。
2.苯酚甘油:①1%;②2%。
【给药说明】本品对组织穿透力强,仅在小面积皮肤上使用。高浓度外用可引起组织损伤,甚至坏死。水溶液用于体表,浓度不宜超过2%,外用后不加封包。
【不良反应】本品对组织有腐蚀性和刺激性。曾报道在通风较差的场所,以苯酚消毒清洁摇篮和床垫等,引起新生儿高胆红素血症,对婴儿已证实有致命性。
【禁忌证】尿布皮炎患儿及6个月以下婴儿禁用。避免应用在破损皮肤和伤口。
【特点】一种重要的苯系中间体。又称石炭酸。低熔点(40.91℃)白色 晶体 ,在空气中放置及光照下变红 ,有臭味,沸点181.84℃。对人有毒,要注意防止触及皮肤。工业上主要由异丙苯制得。苯酚产量大,1984年,世界总生产能力约为5兆吨。苯酚用途广泛。第一次世界大战前,苯酚的唯一来源是从煤焦油中提取。绝大部分是通过合成方法得到。有磺化法、氯苯法、异丙苯法等方法。分子结构: 苯环上的C原子以sp2杂化轨道成键,O原子以sp3杂化轨道成键。 苯酚主要用于制造酚醛树脂 ,双酚A及己内酰胺。其中生产酚醛树脂是其最大用途 ,占苯酚产量一半以上 。此外,有相当数量的苯酚用于生产卤代酚类。从一氯苯酚到五氯苯酚,它们可用于生产2,4-二氯苯氧乙酸( 2,4-滴 )和 2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-涕 )等除草剂;五氯苯酚是木材防腐剂;其他卤代酚衍生物可作为杀螨剂、皮革防腐剂和杀菌剂 。由苯酚所制得的烷基苯酚是制备烷基酚-甲醛类聚合物的单体,并可作为抗氧剂、非离子表面活性剂、增塑剂、石油产品添加剂。苯酚也是很多医药(如水杨酸、阿司匹林及磺胺药等)、合成香料、染料(如分散红3B)的原料。此外,苯酚的稀水溶液可直接用作防腐剂和消毒剂。

贮存方法 编辑

1、储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不超过30℃,相对湿度不超过70%。包装密封。
  2、应与氧化剂、酸类、碱类、食用化学品分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。
  3、储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。

发展现状 编辑

今年我国经济放缓,苯酚交易清淡,但总体上,市场对苯酚的需求逐年上升,受此影响,国内苯酚装置出现扩产高潮,企业应警惕产能过剩。
受欧债危机蔓延、国内经济增长减缓等因素影响,国内建筑行业、汽车行业、家电行业等终端市场需求明显萎缩,导致酚醛树脂、减水剂、聚碳酸酯和双酚A下游行业需求锐减,市场购买能力明显下降,苯酚市场成交量稀少。但我国市场对苯酚的需求量逐年上升,且上升幅度较大,2010年表观消费量达到140万吨,比上年增长16.7%;2011年表观消费量达到160万吨,增长12.1%。国产苯酚的产量不能满足市场的需求,国内苯酚装置正在出现扩产高潮,预计2013年新增产能182.75万吨/年,苯酚总产能有望达到290.85万吨,产量预计达到340万吨左右,我国苯酚消费量将达到198.8万吨,产量将超过消费量,应引起我国企业警惕。业内人士表示,由于世界苯酚生产能力增长也很快,且新建、扩建装置几乎都集中在亚洲,我国苯酚市场竞争将更加激烈。
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参考资料
词条标签:
药品 有机物 医学 化学