フェノールフタレイン

フェノールフタレイン (phenolphthalein) は化学式 C₂₀H₁₄O₄ の有機化合物である。分析化学において酸塩基指示薬として用いられる。白色または淡黄色の固体であり、水には非常に溶けにくい。PP、HIn、もしくはphph と略されることがある。滴定に広く利用される。

フェノールフタレイン
低pH (0−8.2) での構造
IUPAC名 3,3-bis(4-hydroxyphenyl)isobenzofuran-1(3H)-one
識別情報
CAS登録番号	77-09-8
3D model (JSmol)	Interactive image
ChEMBL	ChEMBL63857
ChemSpider	4600
ECHA InfoCard	100.000.914
KEGG	D05456
PubChem CID	4764
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0021125
InChI InChI=1S/C20H14O4/c21-15-9-5-13(6-10-15)20(14-7-11-16(22)12-8-14)18-4-2-1-3-17(18)19(23)24-20/h1-12,21-22H  Key: KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N  InChI=1/C20H14O4/c21-15-9-5-13(6-10-15)20(14-7-11-16(22)12-8-14)18-4-2-1-3-17(18)19(23)24-20/h1-12,21-22H Key: KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYAH
SMILES O=C1OC(c2ccccc12)(c3ccc(O)cc3)c4ccc(O)cc4
特性
化学式	C20H14O4
モル質量	318.32 g mol−1
外観	白色または淡黄色固体
密度	1.277 g cm−3 (32 °C)
融点	258 - 263 °C, 534-536 K ([1])
水への溶解度	不溶
ほかの溶媒への溶解度	ベンゼンに不溶、エタノールとエーテルに非常に溶ける、DMSOにわずかに溶ける LambdaMax = 552 nm (1st) 374 nm (2nd)[1]
危険性
GHS表示:
重要な用語	Danger
危険性報告	H341, H350, H361[1]
予防報告	P201, P281, P308+P313[1]
NFPA 704（ファイア・ダイアモンド）	2 3 0
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

粉末のほか、エタノール-水の溶液が試薬として市販されている。フェノールフタレインをエタノールに溶かし、水で希釈したものは酸塩基指示薬としてアルカリ性の検出に用いられ、赤紫色（濃い桃色）を呈する。濃度が濃ければ、紫色にもなることがある。強塩基の場合は、非常にゆっくりと色が消えていき、無色となる。色の変化は、構造が変わることで起こり、pH < 8.3 の酸性側で無色、pH > 10.0 の塩基性側で赤紫色を示す。なお、pH > 13.4では、さらに構造が変化し、無色となる。以下の4つは各pHにおけるフェノールフタレインの構造式である。

各pHにおけるフェノールフタレインの構造式

化学種	In+	H2In	In2−	In(OH)3−
構造式
モデル
pH	<-1 H2SO4中[2]	0−8.3	8.3−13.4	>13.4
酸性度	強酸性	酸性または中性	塩基性	強塩基性
色	オレンジ	無色	ピンクからフクシャ	無色
画像

合成

フェノールフタレインは無水フタル酸と2つのフェノールの3つの分子を酸性条件で縮合させることにより合成される。この反応は1871年、アドルフ・フォン・バイヤーによって発見された^[3][4][5]。

フェノールフタレインの合成

用途

フェノールフタレインのアルカリ水溶液

フェノールフタレイン pHによる色の変化 7.8以下[6] ↔ 10.0〜13.4 ↔ 13.4以上

フェノールフタレインは一世紀以上にわたって下剤に利用されてきたが、げっ歯類の実験結果より、発癌性の疑いが認められたため、現在では一般用医薬品から除外されている^[7][8][9]。

フェノールフタレインはカスル・マイヤー試験（英語版）として知られる血液の検出にも用いられる。乾燥した検体を綿棒か濾紙に集める。初めにアルコール、次にフェノールフタレイン、最後に過酸化水素水を検体に数滴ずつたらす。検体にヘモグロビンが含まれていれば、色がピンクに変わる。この反応が陽性を示せば、検体には血液が含まれると考えられる。この実験は検体を壊さないため、検体を使用してさらに実験を行う際に適している。しかしこの実験はヒト以外の生物の血液でも同じように反応するため、さらに実験を行う際にはその血液がヒト由来であるかどうか調べる必要がある。

またおもちゃにも使用されており、つや消しのインクや、バービーの髪を染める際に使用される。バービーの髪には空気中で二酸化炭素と反応（潮解）する水酸化ナトリウムが加えられている。この反応では水素イオンが発生し、呈色が始まるpHの数値が下がる。

${\displaystyle {\ce {OH^-(aq)\ + CO2(g) -> CO3^{2-}(aq)\ + H^+ (aq)}}}$

髪の"魔法の"縞をはっきりさせるためには、水酸化ナトリウム水溶液を噴霧することが必要である。隠れた縞は上記のプロセスに従って呈色する。その色はまた上記のプロセスに従って空気中の二酸化炭素を吸収し、元に戻る。チモールフタレイン（英語版）はこれと同じ目的で、同じような過程を通して青色を呈色する^[10]。

フェノールフタレインは、酸塩基の指示薬として化学の実験で広く使用されている。溶液が酸性の場合は色は変わらないが、塩基性の場合は赤紫色となる。またメチルレッド、ブロモチモールブルー、チモールブルーと共に万能指示薬の材料となる。

また、フェノールフタレインが酸と塩基の違いを色で示すことを利用し、コンクリートの中に炭酸塩が含まれているかどうか調べる検査にも応用されている。コンクリートは通常ポルトランドセメントが水と反応してできる水酸化カルシウムのために強塩基性を示す。新しいコンクリートの細孔中でのpHは14を超えるが、コンクリートの中で水和物が二酸化炭素と反応して炭酸塩となる。この反応は表層部でしか起こらないが、pHの値は8.5〜9まで下がる。この反応には1%のフェノールフタレイン溶液を使用し、新しいコンクリートは鮮やかなピンクに変色する。しかし、上記の反応を起こした後では、色の変化は起こらない。

また、カドミウムや金の検出にも使用される。

生理学

一世紀以上の長きにわたって下剤として使用されてきたが、齧歯類での実験結果より発癌性が疑われたため、多くの国で使用が中止されている。動物実験から卵巣腫瘍の原因となっている可能性が疑われたため、過去に下剤としてフェノールフタレインを含む薬物を連用していた集団で卵巣腫瘍のリスクが上昇しているかどうか調査されたが、ヒトでのリスク上昇は観察されていない^[11]。フェノールフタレインはトロンビンやタプシガルギンを抑制することで細胞内のカルシウム量が増加し、細胞へのカルシウムのカルシウム放出依存性チャンネル（英語版）（SOCE）を経由した流入を抑制する^[12]。