石炭酸
| 石炭酸 |
 |
|
中文名;苯酚 外文名;phenol 别名;石炭酸 分子式;C₆H₆O 相对分子质量;94.11 化学品类别;有机物--苯的衍生物 管制类型;不管制 储存;密封保存 |
苯酚（Phenol）
是一种有机化合物，化学式为C6H5OH，是具有特殊气味的无色针状晶体，
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，
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。小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色。遇三价铁离子变紫，通常用此方法来检验苯酚。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，苯酚在3类致癌物清单中。[1]
目录
发现历史
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”。
分子结构
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。
苯酚共振结构如图。酚羟基的氧原子采用sp2杂化，提供一对孤电子与苯环的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。
分子结构数据
摩尔折射率：28.13
摩尔体积（cm3/mol）：87.8
等张比容（90.2K）：222.2
表面张力（dyne/cm）：40.9
极化率（10-24cm3）：11.15
物理性质
密度：1.071g/cm3
熔点：43℃
沸点：182℃
闪点：72.5℃
折射率：1.553
饱和蒸气压：0.13kPa（40.1℃）
临界温度：419.2℃
临界压力：6.13MPa
引燃温度：715℃
爆炸上限（V/V）：8.5%
爆炸下限（V/V）：1.3%
溶解性：微溶于冷水，可混溶于乙醇、醚、氯仿、甘油
化学性质
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，苯酚易被氧化，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
苯酚属于酚类物质，有弱酸性，能与碱反应：
PhOH+NaOH→PhONa+H2O
苯酚Ka=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。
原因：苯酚因溶解度小而析出。
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Fe形成了有颜色的配合物。
6PhOH+FeCl3→H3[Fe(OPh)6]（紫色）+3HCl
取代反应
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
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。
计算化学数据
疏水参数计算参考值（XlogP）：无
氢键供体数量：1
氢键受体数量：1
可旋转化学键数量：0
互变异构体数量：2
拓扑分子极性表面积：20.2
重原子数量：7
表面电荷：0
复杂度：46.1
同位素原子数量：0
确定原子立构中心数量：0
不确定原子立构中心数量：0
确定化学键立构中心数量：0
不确定化学键立构中心数量：0
共价键单元数量：1
毒理学数据
1、急性毒性
LD50：317mg/kg（大鼠经口）；270mg/kg（小鼠经口）；669mg/kg（大鼠经皮）；630mg/kg（兔经皮）
LC50：316mg/m3（大鼠吸入，4h）
2、刺激性
家兔经皮：500mg（24h），重度刺激。
家兔经眼：1mg，重度刺激。
3、亚急性与慢性毒性：动物长期吸入苯酚蒸气（115.2~230.2mg/m3）可引起呼吸困难、肺损害、体重减轻和瘫痪。
4、致突变性：DNA抑制：人Hela细胞1mmol/L。姐妹染色单体交换：人淋巴细胞5μmol/L。
5、致畸性：雌性小鼠受孕后6~15d经口染毒2800mg/kg引发颅面部（包括鼻部和舌部）畸形，4g/kg引发肌肉骨骼系统发育畸形。
6、其他：大鼠经口最低中毒剂量（TDLo）：1200mg/kg（孕6~15d），引起胚胎毒性。
生态学数据
1、生态毒性
LC50：49~36mg/L（48~96h）(黑头呆鱼)；60~200mg/L（24h）（金鱼，静态）；5.6~11mg/L（24h）（虹鳟鱼，静态）；
EC50：56mg/L（96h）（水蚤）；
IC50：4.6~7.5mg/L（72h）（藻类）
2、生物降解性
好氧生物降解：6~84h
厌氧生物降解：192~672h
3、非生物降解性
水相光解半衰期：46~173h
光解最大光吸收波长范围：173~269nm
水中光氧化半衰期：77~3840h
空气中光氧化半衰期：2.28~22.8h
4、生物富集性：BCF：1.7（金鱼）；20（金色圆腹雅罗鱼）；39（虹鳟鱼）。
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。