酚

在有机化学中，酚类化合物（英語：）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（C
6H
5OH，亦稱石炭酸）。

苯酚-最简单的酚类化合物
苯酚的共振结构式

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pKa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。

  • 酚可与强碱生成酚盐，如苯酚钠。反應機理為:

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

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。
Oxone Phenol Dearomatization
  • 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；
  • 通过苯胲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；
  • 在布赫雷尔反应中，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]
二烯酮苯酚重排反应
  • 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H
    3    PO
    4    中加成，得到的异丙苯与O
    2    和H
    2    SO
    4    加成得到酚（Hock法）。

酚类化合物
名称 说明
苯酚母体化合物，常用于消毒剂以及化学合成
双酚A可从酮和苯酚/甲基酚化合物合成双酚A及其他的双酚化合物
BHT（二丁基羟基甲苯）：一种脂溶性的抗氧化剂和食品添加剂
辣椒素红辣椒当中的具有辛辣味的化合物
甲酚被发现存在于煤焦油和矿物杂酚油
雌二醇雌性激素：一种激素
丁香油酚丁香精油中的主要成分
没食子酸被发现存在于癭
愈创木酚（2-甲基苯酚），具有烟熏气味，被发现存在于烘烤咖啡，威士忌和烟雾中
壬基酚存在于清洁剂和壬苯聚醇-9
邻苯基酚一种抗真菌剂用于柑橘属
苦味酸（三硝基苯酚）一种炸药
酚酞pH指示剂
多酚比如：黄酮类类与丹宁酸类
异丙酚一种麻醉剂
覆盆子酮一种含有浓重覆盆子味的化合物
血清素 / 多巴胺 / 肾上腺素 / 去甲肾上腺素天然神经传导物质
百里酚（2-异丙基-5-甲基苯酚），一种防腐剂，嗽口水中的配料
酪氨酸一种氨基酸
二甲苯酚-用于防腐剂

药用化合物
大麻素类“大麻”中的活性成分
己烯雌酚一种合成的雌激素，具有对称二苯代乙烯结构
L-多巴多巴胺的前药
水楊酸甲酯冬青树精油当中的主要成分
异丙酚一种速效静脉注射用麻醉药
水杨酸一种植物激素，可用于镇痛药，退烧药和抗炎药，同样还是阿司匹林的前体

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

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

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 （页面存档备份，存于）。

限度
  • 中国大陸规定最高允许浓度：
    • 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
  1. p-tert-butylcalix[8]arene, Organic Syntheses, CV 8, 80 Article （页面存档备份，存于）
  2. 2,4-Hexadienedioic acid, monomethyl ester, (Z,Z)- Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.490 (1993); Vol. 66, p.180 (1988) Article （页面存档备份，存于）
  3. 2,5-Cyclohexadiene-1,4-dione, 2,3,5-trimethyl Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.1010 (1988); Vol. 52, p.83 (1972) Abstract （页面存档备份，存于）.
  4. 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 （页面存档备份，存于）
  5. 与醌相关，参见辛克－苏尔反应
  6. Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. page Jerry March ISBN 0-471-85472-7
  7. Sonia Bracegirdle, Edward A. Anderson, Chem. Comm. doi:10.1039/b924135c

参见

外部連結

資料庫
  • Phenol-Explorer (phenol-explorer.eu （页面存档备份，存于）), a database dedicated to phenolics found in food by Augustin Scalbert, INRA Clermont-Ferrand, Unité de Nutrition Humaine (Human food unit)
  • Phenols （页面存档备份，存于） 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
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