2.1　主要單體及其性質(zhì)

2.1.1　酚

制備硼酚醛樹脂的酚主要有苯酚、甲酚、芳烷基酚、雙酚A、雙酚F或混合酚等。下面重點(diǎn)介紹幾種常用的酚。

2.1.1.1　苯酚

（1）物理性質(zhì)　苯酚（英文名Phenol），是一種具有特殊氣味的白色針狀晶體，1834年德國化學(xué)家龍格（F.Runge）在煤焦油中發(fā)現(xiàn)，故又稱石炭酸（carbolic acid）。分子式C₆H₆O，相對(duì)分子質(zhì)量94.11，熔點(diǎn)41℃，沸點(diǎn)181.9℃，相對(duì)密度1.07，折射率1.5418，飽和蒸氣壓0.13kPa（40.1℃）。可混溶于醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、揮發(fā)油、強(qiáng)堿水溶液。常溫時(shí)易溶于乙醇、甘油、氯仿、乙醚等有機(jī)溶劑，微溶于水，與大約8％水混合可液化，65℃以上能與水混溶，幾乎不溶于石油醚。

（2）化學(xué)性質(zhì)　由于酚羥基氧上帶孤對(duì)電子的p軌道與芳環(huán)上π鍵共軛，使酚的酸性和親電性增強(qiáng)，堿性和親核性減弱。因此苯酚主要發(fā)生芳環(huán)親電取代和酚羥基反應(yīng)。酚羥基反應(yīng)主要有堿中和反應(yīng)，酯化、醚化和與三氯化鐵的顯色反應(yīng)等。芳環(huán)親電取代反應(yīng)主要有鹵化、硝化、磺化、烷基化、羧基化、羰基縮合等反應(yīng)。其中與飽和溴水反應(yīng)，生成2，4，6-三溴苯酚白色沉淀，用于苯酚的定性與定量檢測(cè)，但與稀溴水不發(fā)生反應(yīng)。本節(jié)重點(diǎn)介紹苯酚與醛、酮等羰基化合物的縮合反應(yīng)。苯酚的親電反應(yīng)官能度為3，與甲醛在酸和堿的作用下，可發(fā)生鄰對(duì)位親電取代反應(yīng)，按酚和醛的用量比例不同，可得到不同結(jié)構(gòu)的高分子化合物。

酸催化時(shí)，甲醛先與質(zhì)子結(jié)合。

比甲醛具有更強(qiáng)的親電性，容易對(duì)苯環(huán)發(fā)生親電取代反應(yīng)。

堿催化時(shí)，苯酚成為苯氧負(fù)離子，它比苯酚具有更強(qiáng)的親核性。

當(dāng)醛過量時(shí)，生成含羥基較多的2，4-二羥甲基苯酚和2，6二羥甲基苯酚。

當(dāng)酚過量時(shí)，可生成不含羥甲基的4，4'-二羥基二苯甲烷和2，2'-二羥基二苯甲烷。

這些中間產(chǎn)物相互縮合，并與甲醛、苯酚繼續(xù)作用，就可得到線型或體型的縮聚物，即酚醛樹脂。

（3）制備方法　工業(yè)上可由煤焦油粗酚精制而得，人工合成主要有磺化法、異丙苯法、氯苯水解法和拉西法等。

（4）應(yīng)用領(lǐng)域　苯酚是重要的有機(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、苦味酸、五氯酚、2，4-二氯苯氧乙酸、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，苯酚還可用作溶劑、實(shí)驗(yàn)試劑和消毒劑，苯酚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(duì)DNA進(jìn)行染色。

（5）健康危害　苯酚對(duì)皮膚、黏膜有強(qiáng)烈的腐蝕作用，可抑制中樞神經(jīng)或損害肝、腎功能。

急性中毒：吸入高濃度蒸氣可致頭痛、頭暈、乏力、視物模糊、肺水腫等。誤服引起消化道灼傷，出現(xiàn)燒灼痛，呼出氣帶酚味，嘔吐物或大便帶血液，有胃腸穿孔的可能，可出現(xiàn)休克、肺水腫、肝或腎損害，出現(xiàn)急性腎衰竭，可死于呼吸衰竭。眼接觸可致灼傷。可經(jīng)灼傷皮膚吸收，經(jīng)一定潛伏期后引起急性腎衰竭。

慢性中毒：可引起頭痛、頭暈、咳嗽、食欲減退、惡心、嘔吐，嚴(yán)重者引起蛋白尿，可致皮炎。

2.1.1.2　甲酚

甲酚有鄰、間、對(duì)位三種異構(gòu)體，都存在于煤焦油中，由于它們的沸點(diǎn)相近，不易分離，所以工業(yè)上應(yīng)用的多為三種異構(gòu)體未分離的粗甲酚。

1.鄰甲酚

（1）物理性質(zhì)　鄰甲酚，又稱2-甲基苯酚（英文名o-cresol或2-cresol），分子式C₇H₈O，相對(duì)分子質(zhì)量108.14。為無色或略帶淡紅色晶體，有苯酚氣味，有毒，有腐蝕性。熔點(diǎn)30.9℃，沸點(diǎn)190.8℃，相對(duì)密度1.0273，折射率1.5361。屬高熱可燃、有機(jī)腐蝕物品。微溶于水，25℃時(shí)在水中溶解度可達(dá)2.5％，100℃時(shí)可達(dá)5.3％。溶于氫氧化鈉溶液，幾乎全部溶于常用有機(jī)溶劑。

（2）化學(xué)性質(zhì)　有弱酸性，與氫氧化鈉作用生成可溶性的鈉鹽，但不與碳酸鈉作用。由于鄰甲酚的甲基為供電子基團(tuán)，使羥基的酸性減弱，因此鄰甲酚的酸性弱于苯酚。鄰甲酚鈉鹽與硫酸二甲酯一類的烷基化劑反應(yīng)，生成酚醚。鄰甲酚由于甲基的引入，親電性減弱，親電反應(yīng)官能度變?yōu)?，與甲醛類反應(yīng)可生成線型酚醛樹脂，反應(yīng)速率僅為苯酚的0.26倍。催化加氫生成甲基環(huán)己醇。在溫和條件下，鄰甲酚和苯酚一樣可進(jìn)行硝化、鹵化、烷基化和磺化反應(yīng)。鄰甲酚容易氧化，與光和空氣接觸顏色即變深，生成醌類及其他復(fù)雜的化合物。遇明火、高熱或氧化劑能引起燃燒。

（3）制備方法　鄰甲酚的生產(chǎn)方法主要采用苯酚甲醇烷基化法，其他還有煤焦油分離回收法、鄰甲苯胺重氮化法、甲苯羥基化法等方法。其中苯酚甲醇烷基化法是當(dāng)今世界上生產(chǎn)鄰甲酚最先進(jìn)、應(yīng)用最多的方法。

（4）應(yīng)用領(lǐng)域　鄰甲酚主要用作合成樹脂，還可用于制作農(nóng)藥二甲四氯除草劑、醫(yī)藥上的消毒劑、香料和化學(xué)試劑及抗氧劑等，其下游產(chǎn)品主要有合成樹脂鄰甲酚酚醛樹脂、鄰甲基水楊酸、對(duì)氯鄰甲苯酚、鄰羥基苯甲醛、2-甲基-5-異丙基酚和抗氧劑等。此外還可用于癸二酸生產(chǎn)的稀釋劑、消毒劑以及增塑劑等。

（5）健康危害　鄰甲酚為細(xì)胞原漿毒，能使蛋白變性和沉淀，對(duì)皮膚及黏膜有明顯的腐蝕作用，故對(duì)各種細(xì)胞有直接損害。經(jīng)口中毒時(shí)，口腔、咽喉及食管黏膜有明顯腐蝕和壞死，周圍組織有出血及漿液性浸潤。蒸氣經(jīng)呼吸道吸收時(shí)，可引起氣道刺激，肺部充血，水腫和支氣管肺炎伴胸膜上出血點(diǎn)。吸收入血后，分布到全身各組織，透入細(xì)胞后，引起全身性中毒癥狀。

2.間甲酚

（1）物理性質(zhì)　間甲酚，又稱3-甲基苯酚（英文名m-cresol或3-cresol），分子式C₇H₈O，相對(duì)分子質(zhì)量108.14。間甲酚為無色或淡黃色液體，有苯酚氣味，熔點(diǎn)10.9℃，沸點(diǎn)202.8℃，相對(duì)密度1.03，折射率1.544。有腐蝕性，微溶于水，可溶于乙醇、乙醚、氫氧化鈉溶液。

（2）化學(xué)性質(zhì)　間甲酚和鄰甲酚一樣，由于甲基的引入，使其酸性變?nèi)酢５浞辑h(huán)的親電性顯著增強(qiáng)，和甲醛的反應(yīng)速率是苯酚的2.8倍多。其親電反應(yīng)官能度為3，可進(jìn)行硝化、鹵化、烷基化、磺化及三氯化鐵的顯色反應(yīng)。易氧化，可燃。

（3）制備方法　早期間甲酚主要由煤焦油中提取，由于資源有限，甲酚含量較低（約0.25％），滿足不了發(fā)展的需要。目前國外主要采用合成法，主要有異丙基甲苯氧化法、鄰二甲苯氧化法、甲基烯丙基氯閉環(huán)法、間甲苯胺重氮化水解法等。其中異丙基甲苯氧化法是目前生產(chǎn)間甲酚的主要方法。

（4）應(yīng)用領(lǐng)域　間甲酚是農(nóng)藥、醫(yī)藥、抗氧劑、香料和合成維生素E的重要原料。在農(nóng)藥工業(yè)中主要用于合成殺蟲劑殺螟松、速殺威、倍硫磷以及擬除蟲菊酯類農(nóng)藥中間體間苯氧基苯甲醛等。間甲酚經(jīng)甲基化制備2，3，6-三甲基苯酚，它是合成維生素E的重要原料，另外也是生產(chǎn)聚苯醚工程塑料的單體和國內(nèi)較為緊俏的化工中間體。由間甲酚合成6-叔丁基-3-甲基苯酚，它可以與丁烯醛、二氯化硫等分別合成受阻酚類抗氧劑，如抗氧劑CA、抗氧劑300、抗氧劑260等。在香料領(lǐng)域用于合成麝香草酚、卜薄荷醇等。還可以用于生產(chǎn)傳真復(fù)印紙的著色材料、彩色膠片顯影劑、合成樹脂、膠黏劑等，以及合成多種重要的新型精細(xì)化學(xué)品等。

（5）健康危害　本品對(duì)皮膚、黏膜有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用。急性中毒會(huì)引起肌肉無力、胃腸道癥狀、中樞神經(jīng)抑制、虛脫、體溫下降和昏迷，并可引起肺水腫和肝、腎、胰等臟器損害，最終發(fā)生呼吸衰竭。慢性中毒可引起消化道功能障礙，肝、腎損害和皮疹。對(duì)水體可造成污染。

3.對(duì)甲酚

（1）物理性質(zhì)　對(duì)甲酚，又名4-甲酚（英文名p-cresol或4cresol），分子式C₇H₈O，相對(duì)分子質(zhì)量108.14。白色晶體，有苯酚氣味，與光或空氣接觸顏色變深。熔點(diǎn)36℃，沸點(diǎn)202.5℃，相對(duì)密度1.034，折射率1.5395。微溶于水，能與乙醇、乙醚、苯、氯仿、乙二醇、甘油、堿液等混溶。

（2）化學(xué)性質(zhì)　酸性弱于苯酚。親電反應(yīng)官能度為2，可進(jìn)行硝化、鹵化、烷基化、磺化及三氯化鐵的顯色反應(yīng)，但芳環(huán)的親電性顯著減弱，和甲醛的反應(yīng)速率僅是苯酚的0.35倍。

（3）制備方法　對(duì)甲酚早期也是從煤焦油中提取，目前主要通過工業(yè)合成，制備方法有甲苯磺化堿溶法、對(duì)甲苯胺重氮水解法、對(duì)甲基苯甲醛法等，其中甲苯磺化堿溶法是目前生產(chǎn)對(duì)甲酚的主要方法。

（4）應(yīng)用領(lǐng)域　是制造防老劑264（2，6-二叔丁基對(duì)甲酚）和橡膠防老劑的原料。在塑料工業(yè)中可制造酚醛樹脂和增塑劑。在醫(yī)藥上用作消毒劑。此外，還可作染料和農(nóng)藥的原料。

（5）健康危害　對(duì)甲酚和鄰甲酚、間甲酚一樣，會(huì)對(duì)皮膚、黏膜有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用。急性中毒會(huì)引起肌肉無力、胃腸道癥狀、中樞神經(jīng)抑制、虛脫、體溫下降和昏迷，并可引起肺水腫和肝、腎、胰等臟器損害，最終發(fā)生呼吸衰竭。慢性中毒可引起消化道功能障礙，肝、腎損害和皮疹。對(duì)水體可造成污染。

2.1.1.3　雙酚A

（1）物理性質(zhì)　雙酚A（英文名bisphenol A），是一種白色針狀晶體或片狀粉末。分子式C₁₅H₁₆O₂，相對(duì)分子質(zhì)量228.29，相對(duì)密度1.195，熔點(diǎn)159℃，沸點(diǎn)220℃。微溶于水、脂肪烴、二氯甲烷、甲苯，溶于丙酮、乙醇、甲醇、乙醚、醋酸及稀堿液等。

（2）化學(xué)性質(zhì)　雙酚A是苯酚的衍生物，具有酚的基本性質(zhì)。含有酚羥基，易發(fā)生氧化反應(yīng)，且—OH鄰位有H原子，可與溴、硝酸、甲醛等發(fā)生親電取代反應(yīng)。苯環(huán)的不飽和性可與氫發(fā)生加成反應(yīng)。

（3）制備方法　傳統(tǒng)雙酚A生產(chǎn)方法主要采用硫酸或氯化氫作為催化劑，苯酚與丙酮進(jìn)行縮合。但生產(chǎn)的雙酚A質(zhì)量較差，對(duì)設(shè)備腐蝕性大，環(huán)境污染嚴(yán)重。為了克服上述兩種方法的弊端，各國在20世紀(jì)70年代初就開始進(jìn)行離子交換樹脂作催化劑合成雙酚A的研究。目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，該工藝大大改變了傳統(tǒng)工藝的不足，反應(yīng)物質(zhì)極易分離，后處理簡單，離子交換樹脂對(duì)設(shè)備腐蝕性較弱，系統(tǒng)運(yùn)作的可靠性大大提高，而投資費(fèi)用并未增加。所以樹脂法生產(chǎn)雙酚A技術(shù)已成為雙酚A生產(chǎn)的主流和發(fā)展方向。

（4）應(yīng)用領(lǐng)域　雙酚A主要用于生產(chǎn)聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂、聚砜樹脂、聚苯醚樹脂、不飽和聚酯樹脂等多種高分子材料。也可用于生產(chǎn)增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、橡膠防老劑、農(nóng)藥、涂料等精細(xì)化工產(chǎn)品。

（5）健康危害　19世紀(jì)30年代中期，人們發(fā)現(xiàn)雙酚A可以發(fā)揮雌激素作用。有科學(xué)家認(rèn)為，長時(shí)間吸進(jìn)雙酚A粉末有害于肝功能及腎功能，特別嚴(yán)重的是它會(huì)降低血液中血紅素的含量。而動(dòng)物研究表明，雙酚A可能導(dǎo)致很多疾病，包括生殖系統(tǒng)發(fā)育異常、女性提早性成熟、精子數(shù)量減少以及前列腺癌和乳腺癌等與激素相關(guān)的癌癥。雙酚A進(jìn)入女性子宮內(nèi)，可能導(dǎo)致后代的疾病變異，包括肥胖癥、癌癥和糖尿病。2008年，一些政府開始對(duì)它在消費(fèi)領(lǐng)域的安全性提出正式的質(zhì)疑，并陸續(xù)采取措施讓相關(guān)產(chǎn)品下架。2010年1月，美國和英國科學(xué)家宣布，塑料制品中的化學(xué)物雙酚A可誘發(fā)心臟病。同年9月，加拿大成為首個(gè)將雙酚A列為有毒物質(zhì)的國家。