石碳酸(Phenol,C6H5OH)也叫苯酚, 是一種具有特殊氣味的無色針狀晶體,有毒,是生產(chǎn)某些樹脂、殺菌劑、防腐劑以及藥物(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處理,皮膚殺菌、止癢及中耳炎。熔點(diǎn)43℃,常溫下微溶于水,易溶于有機(jī)溶劑;當(dāng)溫度高于65℃時,能跟水以任意比例互溶。石碳酸有腐蝕性,接觸后會使局部蛋白質(zhì)變性,其溶液沾到皮膚上可用酒精洗滌。小部分石碳酸暴露在空氣中被氧氣氧化為醌而呈粉紅色。遇三價(jià)鐵離子變紫,通常用此方法來檢驗(yàn)石碳酸。
2017年10月27日,世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單初步整理參考,石碳酸在3類致癌物清單中。石碳酸分子由一個羥基直接連在苯環(huán)上構(gòu)成。由于苯環(huán)的穩(wěn)定性,這樣的結(jié)構(gòu)幾乎不會轉(zhuǎn)化為酮式結(jié)構(gòu)
石碳酸與醛、酮反應(yīng)生成酚醛樹脂、雙酚A,與醋酐;水楊酸反應(yīng)生成醋酸苯酯、水楊酸酯。還可進(jìn)行鹵代、加氫、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反應(yīng)。可吸收空氣中水分并液化。有特殊臭味,極稀的溶液有甜味。腐蝕性極強(qiáng)?;瘜W(xué)反應(yīng)能力強(qiáng)。石碳酸在通常溫度下是固體,與鈉不能順利發(fā)生反應(yīng),如果采用加熱熔化石碳酸,再加入金屬鈉的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),石碳酸易被還原,在加熱時石碳酸顏色發(fā)生變化而影響實(shí)驗(yàn)效果。
有人在教學(xué)中采取下面的方法實(shí)驗(yàn),操作簡單,取得了滿意的實(shí)驗(yàn)效果。在一支試管中加入2-3毫升無水乙mi,取黃豆粒大小的一塊金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油,放入乙mi中,可以看到鈉不與乙mi發(fā)生反應(yīng)。然后再向試管中加入少量石碳酸,振蕩,這時可觀察到鈉在試管中迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體。這一實(shí)驗(yàn)的原理是石碳酸溶解在乙mi中,使石碳酸與鈉的反應(yīng)得以順利進(jìn)行。
1、酸堿反應(yīng)
石碳酸屬于酚類物質(zhì),有弱酸性,能與堿反應(yīng):
PhOH+NaOH→PhONa+H2O
石碳酸Ka=1.28×10-10,酸性介于碳酸兩級電離之間,因此石碳酸不能與NaHCO3等弱堿反應(yīng):
PhOˉ+CO2+H2O→PhOH+HCO3ˉ
此反應(yīng)現(xiàn)象:二氧化碳通入后,溶液中出現(xiàn)白色混濁。
原因:石碳酸因溶解度小而析出。
2、氧化還原
石碳酸在空氣中久置會變?yōu)榉奂t色,是因?yàn)樯闪吮锦?/p>
石碳酸的氧化產(chǎn)物一般是對苯醌。這個反應(yīng)也可以用Br2作氧化劑。
3、縮合反應(yīng)
石碳酸與甲醛在酸或堿的催化下發(fā)生縮合,生成酚醛樹脂。
4、取代反應(yīng)
親電取代:
石碳酸由于結(jié)構(gòu)中有苯環(huán),可以在環(huán)上發(fā)生類似苯的親電取代反應(yīng),如硝化、鹵代等:
對比苯的相應(yīng)反應(yīng)可以發(fā)現(xiàn),石碳酸環(huán)上的取代比苯容易得多。這是因?yàn)榱u基有給電子效應(yīng),使苯環(huán)電子云密度增加。
值得注意的是,石碳酸的親電取代總是發(fā)生在羥基的鄰位和對位。這是羥基等給電子基團(tuán)的共性。
酚羥基上的取代:
酚羥基上的氫原子可以被含碳基團(tuán)取代,生成醚或酯。
石碳酸目前絕大部分是采用合成方法。是碳酸最早是從煤焦油回收,到20世紀(jì)60年代中期,開始采用異丙苯法生產(chǎn)石碳酸、丙酮的技術(shù)路線,已發(fā)展占世界石碳酸產(chǎn)量的一半,目前采用該工藝生產(chǎn)的石碳酸已占世界石碳酸產(chǎn)量的90%以上。其他生產(chǎn)工藝有甲苯氯化法、氯苯法、磺化法。我國的生產(chǎn)方法有異丙苯法和磺化法兩種。由于磺化法消耗大量硫酸和燒堿,我國也將只保留少數(shù)磺化法裝置,逐步以異丙苯法生產(chǎn)為主。
1、氯苯水解法
氯苯在高溫高壓371攝氏度下與苛性鈉水溶液進(jìn)行催化水解,生成苯鈉,再用酸中和得到石碳酸。
2、苯氧化法
苯在固體鉬催化劑存在下,高溫下進(jìn)行氯氧化反應(yīng),生成氯苯和水,氯苯進(jìn)行催化水解,得到石碳酸和氯化氫,氯化氫循環(huán)使用。
3、粗酚精制法
由煤焦油粗酚精制而得。
4、磺化法
以苯為原料,用硫酸進(jìn)行磺化生成苯磺酸,用亞硫酸中和,再用燒堿進(jìn)行堿熔,經(jīng)磺化和減壓蒸餾等步驟而制得。原料消耗定額:純苯1004kg/t、硫酸(98%)1284kg/t、亞硫酸鈉1622kg/t、燒堿(折100%)1200kg/t。
5、異丙苯法
丙烯與苯在三氯化鋁催化劑作用下生成異丙苯,異丙苯經(jīng)氧化生成過氧化異丙苯,再用硫酸或樹脂分解。同時得到石碳酸和丙酮。每噸石碳酸約聯(lián)產(chǎn)丙酮0.6t。原料消耗定額:苯1150kg/t、丙烯600kg/t,產(chǎn)率百分之七八十。
1、工業(yè)上
石碳酸是重要的有機(jī)化工原料,用它可制取酚醛樹脂、己內(nèi)酰胺、雙酚A、水楊酸、苦味suan、五氯酚、2,4-D、己二酸、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工產(chǎn)品及中間體,在化工原料、烷基酚、合成纖維、塑料、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、染料、涂料和煉油等工業(yè)中有著重要用途。此外,石碳酸還可用作溶劑、實(shí)驗(yàn)試劑和消毒劑,石碳酸的水溶液可以使植物細(xì)胞內(nèi)染色體上蛋白質(zhì)與DNA分離,便于對DNA進(jìn)行染色。
2、醫(yī)療上
【用法與用量】
1.器械消毒及排泄物處理1%~5%水溶液。
2.皮膚殺菌與止癢:2%軟膏涂患處。
3.中耳炎用1%~2%石碳酸甘油滴耳,每日3次。
廣泛用于制造酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、錦綸纖維、增塑劑、顯影劑、防腐劑、殺蟲劑、殺菌劑、染料、醫(yī)藥、香料和zha藥等
1、操作注意事項(xiàng)
密閉操作,提供充分的局部排風(fēng)。盡可能采取隔離操作。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡,穿透氣型防毒服,戴防化學(xué)品手套。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。避免產(chǎn)生粉塵。避免與氧化劑、酸類、堿類接觸。搬運(yùn)時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
2、儲存注意事項(xiàng)
儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。避免光照。庫溫不超過30℃,相對濕度不超過70%。包裝密封。應(yīng)與氧化劑、酸類、堿類、食用化學(xué)品分開存放,切忌混儲。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行極毒物品“五雙”管理制度。