酚
化学化合物
在有機化學中,酚類化合物(英語:phenol)是一類通式為ArOH,結構為芳烴環上的氫被羥基(—OH)取代的一類芳香族化合物。酚類化合物中最簡單的酚為苯酚(C
6H
5OH,亦稱石炭酸)。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/87/Phenol_chemical_structure.png/220px-Phenol_chemical_structure.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/Phenol_resonance.svg/220px-Phenol_resonance.svg.png)
雖然結構與醇類似,但酚的性質相對獨特而與醇不屬同類化合物,這主要因為酚羥基連接於不飽和碳原子上。由於酚類的芳香環緊密的與羥基氧原子結合,而相對使羥基的氧原子與氫原子之間的化學鍵不是那麼牢固,因此酚比起醇類化合物具有更強的酸性。酚上的羥基酸性通常間於脂肪醇與羧酸之間(它們的pKa通常在10-12之間)。
當酚類化合物的羥基失去一個質子(H+),就會形成相應的負離子形態的酚負離子或稱為芳基氧負離子,而相應形成的鹽稱為酚鹽或芳基氧鹽。
酚化合物還允許一個芳香環上連接兩個或數個羥基,其中最簡單的是苯二酚,它的結構是兩個羥基連接在一個苯環上。一些酚類化合物具有殺菌效果,可製成消毒劑。另外一些具有雌激素作用或內分泌干擾素的活性。
分類
編輯特性
編輯酸性
編輯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
編輯配合物
編輯- 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。
酚的反應
編輯酚可通過許多途徑發生化學反應:
- 發生酯化反應以及相應酚醚的合成。
- 由於羥基被活化基團,酚可以發生芳香親電取代反應,如合成杯芳烴。[1]
- 在Bucherer咔唑合成中,萘酚與肼在亞硫酸氫鈉條件下發生反應。
- 氧化裂解反應,如1,2-二羥基苯在氧氣,氯氣和吡啶的條件下裂解為2,4-己二烯二酸單甲酯。[2]
- Teuber反應,即氧化去芳構化形成醌的反應中,氧化劑為Fremy鹽和[3]過一硫酸氫鉀複合鹽。[4] 下圖的反應中,3,4,5-三甲基苯酚與單線態氧反應可生成對-過氧喹諾酮,單線態氧由過一硫酸氫鉀複合鹽/碳酸鈉在乙腈/水溶液中反應生成。該過氧化物與硫代硫酸鈉發生還原反應得到喹諾林。
- 在Elbs過硫酸鹽氧化反應中,苯酚被氧化為苯二酚。
- 苯酚負離子(酚失去質子形成)可成為金屬正離子的配體。
酚類化合物的製備
編輯下列為酚類化合物在實驗室中的製備方法:
- 通過酯發生弗賴斯重排反應反應製備;
- 通過苯胲發生班貝爾格爾重排反應反應製備;
- 通過酚酯或酚醚的水解反應製備;
- 通過醌的還原反應製備;
- 在布赫雷爾反應中,通過硫氫化鈉試劑,將芳香胺的氨基置換為羥基製備;
- 通過重氮鹽的水解反應製備;
- 通過甲醛的寡聚反應後,在鹼的催化下與環氧氯丙烷反應製備;
- 酚一般可由芳烴磺化後經鹼熔融製得;
- 酚也可由鹵代芳烴與鹼在高溫高壓催化下反應製得;
- 在二烯酮苯酚重排反應中,通過二烯酮發生重排反應製備。[5][6]
- 通過氧化芳香矽烷製備,即Fleming–Tamao氧化反應;[7]
- 通過苯與丙烯在H
3PO
4中加成,得到的異丙苯與O
2和H
2SO
4加成得到酚(Hock法)。
酚類化合物
編輯名稱 | 說明 |
---|---|
苯酚 | 母體化合物,常用於消毒劑以及化學合成 |
雙酚A | 可從酮和苯酚/甲基酚化合物合成雙酚A及其他的雙酚化合物 |
BHT | (二丁基羥基甲苯):一種脂溶性的抗氧化劑和食品添加劑 |
辣椒素 | 紅辣椒當中的具有辛辣味的化合物 |
甲酚 | 被發現存在於煤焦油和礦物雜酚油 |
雌二醇 | 雌性激素:一種激素 |
丁香油酚 | 丁香精油中的主要成分 |
沒食子酸 | 被發現存在於癭 |
愈創木酚 | (2-甲基苯酚),具有煙燻氣味,被發現存在於烘烤咖啡,威士忌和煙霧中 |
壬基酚 | 存在於清潔劑和壬苯聚醇-9 |
鄰苯基酚 | 一種抗真菌劑用於柑橘屬 |
苦味酸 | (三硝基苯酚)一種炸藥 |
酚酞 | pH指示劑 |
多酚 | 比如:黃酮類類與丹寧酸類 |
異丙酚 | 一種麻醉劑 |
覆盆子酮 | 一種含有濃重覆盆子味的化合物 |
血清素 / 多巴胺 / 腎上腺素 / 去甲腎上腺素 | 天然神經傳導物質 |
百里酚 | (2-異丙基-5-甲基苯酚),一種防腐劑,嗽口水中的配料 |
酪氨酸 | 一種胺基酸 |
二甲苯酚 | -用於防腐劑 |
藥用化合物
編輯大麻素類 | 「大麻」中的活性成分 |
己烯雌酚 | 一種合成的雌激素,具有對稱二苯代乙烯結構 |
L-多巴 | 多巴胺的前藥 |
水楊酸甲酯 | 冬青樹精油當中的主要成分 |
異丙酚 | 一種速效靜脈注射用麻醉藥 |
水楊酸 | 一種植物激素,可用於鎮痛藥,退燒藥和抗炎藥,同樣還是阿斯匹靈的前體 |
工業生產
編輯酚類化合物是工業中重要的原料或添加劑,可用於:
- 實驗室工作
- 化學工業
- 化學工程
- 木材加工
- 塑料加工
用途
編輯生物作用
編輯污染
編輯- 酚污染會給生態系統帶來很大危害。
環境酚污染
編輯- 環境酚污染主要來自焦化廠、煤氣發生站、煉油、木材防腐、絕緣材料的製造、製藥、造紙以及酚類化工廠的廢水、廢氣
- 酚類化合物揮發到空間可使大氣受污染,含酚的廢水流入農田會使土壤受污染,流入地下則會造成地下水污染。
土壤酚污染
編輯- 被酚污染的土壤會使農作物減產或枯死。
水體酚污染
編輯- 水體酚污染會使水生生物受到抑制,繁殖下降、生長變慢,嚴重時導致死亡。
對人體的危害
編輯另請參閱綠色和平關於消費品中有害化學成分的報告 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)。
限度
編輯參考文獻
編輯- ^ p-tert-butylcalix[8]arene, Organic Syntheses, CV 8, 80 Article (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- ^ 2,4-Hexadienedioic acid, monomethyl ester, (Z,Z)- Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.490 (1993); Vol. 66, p.180 (1988) Article (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- ^ 2,5-Cyclohexadiene-1,4-dione, 2,3,5-trimethyl Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.1010 (1988); Vol. 52, p.83 (1972) Abstract (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館).
- ^ 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 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- ^ 與醌相關,參見辛克-蘇爾反應
- ^ Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. page Jerry March ISBN 0-471-85472-7
- ^ Sonia Bracegirdle, Edward A. Anderson, Chem. Comm. doi:10.1039/b924135c
參見
編輯外部連結
編輯資料庫
編輯- Phenol-Explorer (phenol-explorer.eu (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)), a database dedicated to phenolics found in food by Augustin Scalbert, INRA Clermont-Ferrand, Unité de Nutrition Humaine (Human food unit)
- Phenols (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) 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