苯酚
苯酚(英文名稱:Phenol),有機化合物。化學式為C6H5OH,又稱石炭酸、摩爾質(zhì)量為94的酚.11g/摩爾,密度為1.06g/cm3。苯酚為無色針狀結晶或白色結晶熔塊,有特殊的氣味和燃燒氣味極稀溶液有甜味,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳。幾乎不溶于石油醚。常溫下,苯酚溶于水,但溶解度不大;加熱后,苯酚在水中的溶解度增加當溫度高于65℃時,苯酚可以與水以任何比例混合。苯酚是弱酸性的,它與FeCl3 3反應,所以能發(fā)生鹵化反應、硝化反應、磺化反應在空氣中易被氧化,使其顏色加深。磺化是制備苯酚的工業(yè)方法、氯苯水解法、異丙苯法、甲苯氧化法和苯氧化法。苯酚對皮膚、粘膜有很強的腐蝕作用,還能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)或損傷肝臟、腎功能。
苯酚是一種重要的有機合成原料,可用于生產(chǎn)或制造炸藥、肥料、焦炭、燈黑、涂料、合成樹脂等;可在實驗室中用作溶劑、試劑;其稀水溶液可直接用作防腐劑和消毒劑,還可麻痹人體的感覺神經(jīng)末梢,產(chǎn)生局部麻醉和止癢作用。
歷史沿革 編輯本段
德國化學家隆格制造出苯酚(F.Runge)它于1834年首次從煤焦油中被發(fā)現(xiàn)。苯酚來自煤焦油。苯酚發(fā)現(xiàn)后30年都沒有效果英國著名醫(yī)生約瑟夫是第一個在外科手術中使用苯酚的人·利斯特(joseph lister)李斯特選擇石炭酸作為消毒劑進行臨床試驗,大大減少了術后因傷口感染而死亡的病例,開創(chuàng)了外科臨床消毒滅菌的先河,在英國醫(yī)院推廣了新的消毒方法。由于在外科消毒史上的杰出貢獻,李斯特被譽為外科消毒之父。1853年,法國蒙彼利埃大學的化學家C·熱拉爾(Charles gerhardt)首次用水楊酸鈉和乙酰氯合成了阿司匹林。1859年,德國馬爾堡大學的化學家H·科爾貝(Herman Colbe)開發(fā)了一種合成水楊酸的方法,只需在高壓下將苯酚與二氧化碳接觸。這個反應在有機化學書上叫做科爾貝反應。
第一次世界大戰(zhàn)前,所有的苯酚都來自煤焦油,被稱為天然苯酚。合成苯酚首先由苯胺鹽酸鹽和亞硝酸銀反應制得。第一次世界大戰(zhàn)期間,三硝基苯酚被發(fā)現(xiàn)(苦味酸)它是一種極具軍事價值的炸藥,需求量急劇增加,因此加快了苯酚合成方法的發(fā)展。這里,磺化以苯為原料-堿熔法已經(jīng)發(fā)展成為一種經(jīng)濟的工業(yè)合成方法。1923年,美國孟山都公司建造了世界 ■第一家按照這種方法合成苯酚的工廠。在磺化-繼堿熔法之后,發(fā)展了許多合成苯酚的方法。1924年,美國DowChemical公司建造了氯苯堿水解的工業(yè)生產(chǎn)裝置。1940年,德國萊西-虎克法(氯苯酸性水解)實現(xiàn)工業(yè)化。到二戰(zhàn)結束時,合成苯酚已經(jīng)發(fā)展到苯酚總產(chǎn)量的90%1961年,DowChemicalCanada公司建立了甲苯氧化工廠。到1965年,合成苯酚占苯酚總產(chǎn)量的965%
自然來源 編輯本段
天然苯酚是通過干餾煤和木材得到的,苯酚的天然晶體存在于咖啡中、康乃馨油和蛋果等。天然酚包括焦化化學酚和木材炭化酚。得到的苯酚往往是一種難以分離的混合物,其中含有多種酚類即使經(jīng)過分離精制,得到的苯酚也沒有合成法制備的苯酚純度高,不能用于合成化工原料。因此,天然苯酚不如合成苯酚應用廣泛。
理化性質(zhì) 編輯本段
物理性質(zhì)
苯酚是無色針狀晶體或白色晶體熔塊,摩爾質(zhì)量為94.11g/摩爾,密度為1.06g/Cm3,熔點為43℃,沸點為182℃,有特殊氣味和燒焦味極稀的溶液有甜味,放在空氣或陽光下逐漸由粉紅色變?yōu)榧t色,在潮濕的空氣中吸收水分后由結晶變?yōu)橐后w。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳。幾乎不溶于石油醚。常溫下,苯酚溶于水,但溶解度不大;加熱后,苯酚在水中的溶解度增加當溫度高于65℃時,苯酚可以與水以任何比例混合。
化學性質(zhì)
弱酸性:苯酚呈弱酸性,水溶液的pH值約為6.它的酸性比酒精和水更強(酒精不能與氫氧化鈉反應),但比碳酸弱。它能與氫氧化鈉反應生成水溶性的苯酚鈉。苯酚可以與其他物質(zhì)形成分子間氫鍵。向苯酚鈉溶液中引入二氧化碳將使苯酚再生。
與三氯化鐵的顯色反應:苯酚能與FeCl3 3發(fā)生顯色反應,生成紫色絡合物。
鹵代反應:將溴水加入苯酚的水溶液中,立即形成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀。酚羥基鄰位和對位的所有氫原子都可以被溴取代,生成溴化物。由于此反應靈敏、迅速、該方法簡單,可用于苯酚的定性和定量分析。如果使用CS2、一溴苯酚可以通過控制非極性溶劑如CCl4中溴的量來獲得。
硝化反應:苯酚與稀硝酸在室溫下發(fā)生親電取代反應,主要產(chǎn)物為鄰硝基苯酚和對硝基苯酚。
磺化反應:苯酚與濃硫酸在室溫下反應生成鄰羥基苯磺酸;100℃時,主要生成對羥基苯磺酸;100℃以上,生成4-羥基-1,3-苯二磺酸。
氧化反應:苯酚在空氣中容易被氧化,使其顏色加深。苯酚可以被重鉻酸鉀成對氧化-苯醌。
還原反應:苯酚和鋅可以通過共加熱還原成苯。在催化劑的存在下,氫化可以還原成環(huán)己醇。
其他重要反應:苯酚最重要的反應之一是與甲醛縮聚生成酚醛樹脂。根據(jù)生產(chǎn)過程中使用的催化劑類型不同,樹脂可分為兩類:如果使用堿性催化劑,如氫氧化鈉或氫氧化銨作為催化劑,通常會生成熱固性酚醛樹脂;如果使用酸性催化劑,如鹽酸或草酸作為催化劑,在過量酚類的情況下會生成線性熱塑性酚醛樹脂。苯酚的另一個重要反應是用丙酮生成雙酚a。偶氮離子與苯酚偶聯(lián)形成偶氮鍵,是一類重要偶氮染料的基礎。酚的羥基容易形成醚或酯。例如與乙酸酐反應形成乙酸的苯酚酯。苯酚也能與磷酸反應生成磷酸三酚酯。與水楊酸反應生成苯酚的水楊酸酯。這些都是工業(yè)苯酚酯。例如與重氮甲烷反應生成苯甲醚。
酮和烯醇的互變異構現(xiàn)象:酮和烯醇是彼此的異構體,它們可以通過共軛堿相互轉化這種現(xiàn)象被稱為互變異構現(xiàn)象。比如對硝基苯酚和環(huán)己二酮是互變異構體,屬于酮類-烯醇互變異構現(xiàn)象。
制備方法 編輯本段
磺化法:苯用硫酸磺化生成苯磺酸,再與亞硫酸鈉反應生成苯磺酸鈉,然后堿化、經(jīng)過酸化和精制,可以得到苯酚。
氯苯水解法:氯苯在氫氧化鈉溶液中水解生成苯酚鈉,用鹽酸處理后精制得到苯酚。
異丙苯法:苯和丙烯以三氯化鋁為催化劑反應生成異丙苯,異丙苯被空氣氧化生成過氧化氫異丙苯,過氧化氫異丙苯用濃硫酸濃縮分解得到粗酚和丙酮。
甲苯氧化法:甲苯在鈷鹽的作用下從空氣中氧化成苯甲酸,然后在銅催化劑的作用下進一步氧化成苯酚。
苯氧化法:苯在銅鐵催化劑和空氣存在下,用鹽酸氯化成氯苯。在活性硅酸的作用下水解生成苯酚。
應用領域 編輯本段
化工原料:苯酚是一種重要的有機合成原料,可用于生產(chǎn)或制造炸藥、肥料、焦炭、燈黑、涂料、除涂劑、橡膠、石棉品、木材防腐劑、合成樹脂(酚醛樹脂,用作絕緣材料,制造電氣元件等)紡織物、藥品、藥物制劑、香水、酚醛塑料和其他塑料,以及聚合物中間體。苯酚可以在實驗室里用作溶劑、試劑。
醫(yī)藥:苯酚能凝結蛋白質(zhì),有殺菌作用苯酚稀溶液是醫(yī)學上最早使用的噴霧消毒劑。如商品“來蘇兒”Lysol)消毒劑是苯酚和甲酚的皂液,藥皂中還混有少量苯酚。在醫(yī)學上用作消毒劑、殺蟲劑、止癢劑等。苯酚的稀水溶液可直接用作防腐劑和消毒劑,還可麻痹人體的感覺神經(jīng)末梢,產(chǎn)生局部麻醉和止癢作用。
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