对羟基苯乙酮
[CAS 99-93-4]

基本信息

• 产品分类: 生物化工 >> 氨基酸及其衍生物 >> 异亮氨酸类衍生物
• 产品名称: 对羟基苯乙酮
• 英文名: 4'-Hydroxyacetophenone
• 别名: 1-(4-Hydroxyphenyl)ethanone; 4-Acetylphenol; p-Hydroxyacetophenone
• 分子式: C₈H₈O₂
• 分子量: 136.15
• CAS 登录号: 99-93-4
• EC 号码: 202-802-8
• 分子行输入简码SMILES: CC(=O)C1=CC=C(C=C1)O

物理化学性质

• 密度: 1.1±0.1 g/cm³ 计算值^*
• 熔点: 109 - 111 °C (实验值)
• 沸点: 313.0 °C 760 mmHg (计算值)^*, 361.3 - 362.7 °C (实验值)
• 闪点: 121.2±12.4 °C (计算值)^*, 166 °C (实验值)
• 溶解度: 水: 10 g/L (22 °C), m乙醇: 0.1 g/mL (实验值)
• 折射率: 1.552 (计算值)^*

^* 使用计算机软件 Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software.

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H302-H315-H319-H335-H412
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P270-P271-P273-P280-P301+P317-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P330-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
对水生环境长期有害	Aquatic Chronic	3	H412
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
眼刺激	Eye Irrit.	2A	H319

chemBlink 化学品故事

4-羟基苯乙酮（CAS 99-93-4）是一种芳香族羟基酮，既是常用的有机合成中间体，也存在于自然界中。它又称对羟基苯乙酮。其分子式为 C₈H₈O₂，分子量为 136.15。它的苯环两端分别连接一个酚羟基和一个乙酰基。

这两个官能团具有完全不同的反应能力。

酚羟基可以发生烷基化、酰化和其他转化，也可以暂时用保护基遮蔽起来。

乙酰基则含有一个羰基，可以发生缩合、还原、氧化以及肟的形成等许多羰基反应。

这个看起来相当简单的小分子，与一种几乎家喻户晓的药物存在非常直接的化学联系：

对乙酰氨基酚。

4-羟基苯乙酮的结构可以简单表示为：

HO-C₆H₄-COCH₃

对乙酰氨基酚则可以表示为：

HO-C₆H₄-NHCOCH₃

把这两个结构放在一起比较，会发现它们非常相似。

芳香环相同。

酚羟基仍然在原来的位置。

含有两个碳的乙酰部分也仍然存在。

最明显的区别，是后一种结构在芳香环与羰基之间多了一个氮原子。

怎样把这个氮放进去？

答案是一种经典的有机化学反应：贝克曼重排。

第一步，让 4-羟基苯乙酮与羟胺反应，把酮转变成肟：

HO-C₆H₄-COCH₃

→

HO-C₆H₄-C(=NOH)CH₃

这一步把氮引入了分子。

随后，在适当的酸性或者催化条件下，肟发生贝克曼重排。

在这个过程中，与原来羰基碳相连的基团发生迁移，同时碳和氮之间的连接方式重新组织。

选择适当结构的 4-羟基苯乙酮肟进行这种重排，就可以得到对乙酰氨基酚。

这个反应最有意思的地方，是它并没有简单地把原来的乙酰基切下来，再重新安装一个新的基团。

它真正做的是重新安排原有原子之间的连接关系。

原来芳香环与羰基碳之间存在碳碳连接。

重排以后，芳香环通过氮与乙酰部分相连。

也就是说，一个碳碳连接关系被重新组织成了含氮的酰胺结构。

这条路线曾经受到工业化学家的认真研究，因为它提供了制造对乙酰氨基酚的另一种思路。

传统方法通常从对氨基苯酚出发，再进行乙酰化得到对乙酰氨基酚。

另一种路线则可以从苯酚开始，先制备 4-羟基苯乙酮，然后形成肟，最后通过贝克曼重排直接得到对乙酰氨基酚。

20 世纪后期出现了专门针对这条路线的工业专利。

其中公开的方法让 4-羟基苯乙酮与羟胺盐和碱反应，形成相应的酮肟，再利用重排催化剂把这个肟转变成对乙酰氨基酚。

后来的工艺研究还进一步考察不同溶剂和固体酸催化剂，希望减少传统强酸条件带来的腐蚀、盐类废物以及后处理问题。

这说明一个在教科书中经常作为“经典重排反应”出现的化学变化，也曾经被认真考虑用于大规模药物制造。

近年来，这条路线又进入化学教学。

公开的大学化学实验利用 4-羟基苯乙酮经过肟形成和重排制备对乙酰氨基酚，让学生同时学习羰基反应和分子重排。

因此，同一个反应可以有三种不同身份。

对于基础有机化学，它是一个经典反应。

对于工业化学，它是一条曾经被研究和优化的药物生产路线。

对于学生，它又可以成为亲手观察分子结构怎样重新排列的实验。

4-羟基苯乙酮还有完全不同的另一面。

它并不只是人工合成的化学中间体。

这种化合物也存在于自然界，在植物和真菌等生物体系中都有记录。

资料还显示，它曾在咖啡、云莓、蔓越莓、芒果等食品或植物来源中被检测到。

美国食品药品监督管理部门的食品物质资料把 4-羟基苯乙酮列为香味剂或辅助剂，并记录了相应的食品香料编号。

因此，这个小分子具有很有意思的双重身份。

在自然界中，它可以是植物和其他生物产生或含有的众多小型芳香化合物之一。

进入有机合成实验室以后，它又变成了一块可以继续改造的分子材料。

羟基可以改变。

羰基可以改变。

甚至原来乙酰基与芳香环之间的连接方式，也可以通过引入氮和分子重排重新组织。

4-羟基苯乙酮转变成对乙酰氨基酚的过程，还揭示了有机合成中一个很重要的思想：

制造一个新分子，并不总是意味着不断增加更多原子。

有时候，大部分需要的原子其实已经存在。

真正需要改变的是它们之间的连接方式。

4-羟基苯乙酮已经具有芳香环。

已经具有酚羟基。

也已经具有最终药物需要的两个碳组成的乙酰部分。

它缺少的是一个氮，以及正确的原子排列。

形成肟，把氮带进来。

发生重排，把氮放到正确的位置。

于是，一个普通芳香酮与一种常见止痛退热药之间，只隔着一次巧妙的分子重新排列。

References

1. PubChem. 4'-Hydroxyacetophenone, CID 7469. CAS 99-93-4.

2. US 4,954,652. Production of acetaminophen. 由 4-羟基苯乙酮形成肟，再经贝克曼重排制备对乙酰氨基酚。

3. US 5,155,273. Production of acetaminophen. 以 4-羟基苯乙酮为原料的组合生产工艺。

4. "Solvent effects in the liquid phase Beckmann rearrangement of 4-hydroxyacetophenone oxime over H-Beta catalyst." 对乙酰氨基酚相关工艺研究。

5. "Two-Step Synthesis of Paracetamol (Acetaminophen), a Practical Illustration of Carbonyl Reactivity for Year-One Biosciences Students." Journal of Chemical Education.

6. U.S. Food and Drug Administration. Substances Added to Food: 4-Hydroxyacetophenone, CAS 99-93-4.