Нафтален

хімічна сполука

Нафталéн, також нафталíн — найпростіший представник вуглеводнів з конденсованими ароматичними кільцями.

Нафтален
Назва за IUPACбіцикло[4.4.0]дека-1,3,5,7,9-пентен
Інші назвинафталін, камфорна смола, біла смола, albocarbon, antimite, moth flakes
Ідентифікатори
Номер CAS [1] 91-20-3[1]
PubChem [1] 931[1]
Номер EINECS 202-049-5[1]
KEGG C00829
ChEBI 16482
RTECS QJ0525000[1]
SMILES c1ccc2ccccc2c1
InChI 1/C10H8/c1-2-6-10-8-4-3-7-9(10)5-1/h1-8H[1]
Номер Бельштейна 1421310
Номер Гмеліна 3347
Властивості
Молекулярна формулаC10H8
Молярна маса128,17 г/моль
Зовнішній виглядБілі кристали або пластівці,
характерний різкий запах[1]
Густина1,15 г/см³[1]
Тпл80.26[1]
Ткип218[1]
Розчинність (вода)31 мг/л[1]
Небезпеки
ЛД50533 мг/кг (миші, орально)[1]
ГГС піктограми

ГГС формулювання небезпекH228, H302, H351, H410
ГГС запобіжних заходівP201, P202, P264, P270, P273, P281, P301+P312, P308+P313

, P330, P391, P405, P501

R-фразиR22, R40, R50/53[2]
S-фразиS2, S36/37/39, S45, Шаблон:S46, S60, S61[2]
Головні небезпекилегкозаймистий, чутливий до удару, можливий канцероген. Пил може утворювати вибухонебезпечні суміші з повітрям[2]
NFPA 704
2
2
0
Температура спалаху80 °C[2]
Температура самозаймання540 °C[2]
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Історіяред.

Був відкритий у кам'яновугільній смолі А. Гарденом в 1819 р. Елементний склад його встановив О. А. Воскресенський у 1838 році, структурну формулу запропонував Е. Ерленмейєр у 1866 році, а К. Гребе підтвердив її хімічним шляхом у 1868 році[3].

Фізичні властивостіред.

Сублімація нафталену

Біла кристалічна речовина, дуже летка та легко сублімується[1].

Будоваред.

Молекула нафталіну складається з двух конденсованих бензольних кілець. Атоми вуглецю у молекулі нафталену нумеруются наступним чином:

Атоми вуглецю, які не зв'язані з атомами водню, не нумеруються, тому що до них не може приєднатися замісник.

Будова нафталену виражається резонансними структурами:

З резонансних структур видно, що не всі зв'язки є рівними. Наприклад, у двох з трьох резонансних структур зв'язок С2-С3 є одинарним, а в одній — подвійним. А зв'язок С1-С2 у двох структурах подвійний, а в одній — одинарний, тому він є більш ненасиченим за С2-С3.

Це підтверджується довжинами зв'язків: відомо, що довжина зв'язку С1-С2 дорівнює 135,6 пм, а зв'язку C2-C3 — 142,5 пм, а чим коротший зв'язок, тим більша його ненасиченість.

Усе це свідчить про те, що нафтален є менш ароматичним, ніж бензен, деякі зв'язки є більш ненасиченими. Через це нафтален легше вступає у реакції приєднання[3].

Отриманняред.

Нафтален отримують з кам'яновугільної смоли, його вміст у фракції 210–230 °C досягає 40 %.

Продукти риформінгу нафти містять багато метилнафталену. З нього нафтален можна отримати при гідродеметилюванні: приєднанні водню, коли один атом приєднується до метильної групи, утворюючи метан, а інший — до нафталенового ядра з утворенням нафталену. Реакцію проводять при температурі 750 °C у присутності каталізаторів — кобальту або молібдену.

Нафтален також утворюється при конденсації бензену та ацетилену:

Ще один спосіб отримання — дієновий синтез. При взаємодії 1,4-бензохінону з бутадієном утворюється тетрагідронафтохінон. Спочатку його дегідрують (утворюється 1,4-нафтохінон), а далі відновлюють воднем у присутності платини.

Хімічні властивостіред.

Нафталіну найбільш притаманні реакції електрофільного заміщення.

Електрофільне заміщенняред.

Переважно заміщується в α-положення (1,4,5,8 атоми вуглецю), оскільки так при делокалізації позитивного заряду, який утворюється при приєднанні електрофіла до ненасиченого зв'язку, ароматична структура іншого кільця не порушується. Також, у α-положеннях є надлишок електронної густини, тобто вони є нуклеофільними. При β-заміщенні позитивний заряд може переходити до іншого ядра, і його структура перетвориться на хіноїдну.[3]

Галогенуванняред.

Галогенування проходить дуже легко. При бромуванні, наприклад, утворюється α-бромонафтален, а при надлишку брому утворюється суміш 1,4- та 1,5- дибромонафталенів[4]. Реакція галогенування проходить при 50–70°С за механізмом приєднання-відщеплення: спочатку молекула галогену приєднується (у положення 1,4), а потім відбувається дегідрогалогенування.[3]

При застосуванні таких каталізаторів, як FeCl3, галогенування проходить за механізмом електрофільного заміщення:

При цьому у кінцевому продукті 90–95 % α-ізомеру.[3]

Нітруванняред.

Нітрування проводять 100 % нітратною кислотою у присутності сульфатної кислоти при 50–60 °C. Вміст β-нафталену не перевищує 5 %. Друга нітрогрупа заміщує атом водню у іншому кільці, у положеннях 5 (33 %) та 8 (67 %), оскільки нітрогрупа є електроноакцепторною і дезактивує перше кільце[3].

Сульфуванняред.

При сульфуванні за температури 80 °C утворюється α-нафталенсульфонова кислота, яка при нагріванні до 160 °C переходить у β-ізомер[3][4].

Це пов'язано з тим, що α-ізомер утворюється з більшою швидкістю, проте β-ізомер є більш стабільним. При 80 °C напрямок реакції залежить від швидкості, тобто це умови кінетичного контролю. За умов термодинамічного контролю утворюється біль стійка β-нафталенсульфонова кислота[3][4].

Ацилюванняред.

Ацилюється нафтален легше за бензен та толуен. Каталізатором може бути хлорид алюмінію. Який утворюється ізомер — залежить від розчинника: при застосуванні сірковуглецю утворюється α-ізомер, а при застосуванні нітробензену — β-ізомер[3].

Нуклеофільне заміщенняред.

Для реакцій нуклеофільного заміщення також характерне утворення переважно α-похідних. Похідні нафталену вступають у ці реакції краще, ніж сам нафтален. Може взаємодіяти з амідом натрію (NaNH2), що не властиво незаміщеному бензену[3].

Приєднанняред.

Внаслідок меншої ароматичності та більшої ненасиченості порівняно з бензеном, нафтален легше, ніж бензен, входить до реакцій приєднання. Водень приєднує у присутності нікелю. При 200 °C утворюється 1,2,3,4-тетрагідронафталін[en] (тетралін), а при 300 °C всі зв'язки насичуються[3].

Може також приєднувати дієнофіли[3].

Окисненняред.

Окиснюється нафтален легше, ніж бензен. Під дією хромової суміші при 25 °C утворюється 1,4-нафтохінон. При окисненні 2-метилнафталену окиснюється лише ядро, а CH3-група залишається, на відміну від толуену[3].

У присутності оксиду ванадію(V) утворюється фталевий ангідрид[3]:

Застосуванняред.

Свого часу нафтален застосовували як інсектицид,[5] зокрема, для боротьби з міллю: одяг для тривалого зберігання пересипали нафталеном. Звідси походить фразеологізм «витягти з нафталіну».[6]

У XXI сторіччі нафтален знаходить основне застосування в хімічному синтезі як сировина для отримання фталевого ангідриду, декаліну[en], тетраліну, нафтолів, нафтиламінів тощо,[5] в синтезі азобарвників, поверхнево-активних речовин, репелентів, пластифікаторів.[7]

Токсичністьред.

Нафтален подразнює очі, вдихання нафталену призводить до гемолізу. У важких випадках зв'являється гемоглобінурія (поява гемоглобіну у сечі) та метгемоглобінемія (поява великої кількості метгемоглобіну у крові).[1]

За класифікацією IARC, належить до канцерогенів групи 2B.[1][2]

Приміткиред.

  1. а б в г д е ж и к л м н п р PubChem. Naphthalene. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (англ.). Процитовано 30 серпня 2020. 
  2. а б в г д е ICSC 0667 - NAPHTHALENE. ilo.org. 
  3. а б в г д е ж и к л м н п р Ластухін, Юрій Олександрович; Воронов, Станіслав Андрійович (2009). Органічна хімія. Львів: Центр Європи. с. 753. ISBN 966-7022-19-6. 
  4. а б в Нейланд, О.Я. (1990). Органическая химия (російська). Москва: Высшая школа. с. 202-206. ISBN 5-06-001471-1. 
  5. а б Нафталин // Химическая энциклопедия : в 5 т. / гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Большая Рос. энцикл., 1992. — Т. 3 : Меди сульфиды — Полимерные красители. — Стб. 371. — Библиогр. в конце ст. — ISBN 5-85270-039-8.(рос.)
  6. Нафталін // Словник української мови : у 20 т. — К. : Наукова думка, 2010—2022.
  7. Collin G.; Höke H.; Greim H. (2003). Naphthalene and Hydronaphthalenes. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a17_001.pub2. 
🔥 Top keywords: Файл:Pornhub-logo.svgГоловна сторінкаPorno for PyrosЦиркон (ракета)Х-22Чемпіонат Європи з футболу 2024Ukr.netСпеціальна:ПошукТу-22МЗбірна України з футболуМудрик Михайло ПетровичЧемпіонат Європи з футболу 2024 (кваліфікаційний раунд)Литвиненко Олександр ВалерійовичYouTubeКАБ-500УкраїнаЛіонель МессіЧемпіонат Європи з футболуДанілов Олексій МячеславовичЮхновський Ігор РафаїловичШевченківський район (Харків)ІсландіяТериконНові знанняІсламська ДержаваФайл:XVideos logo.svgАнтонищак Андрій ФедоровичЧемпіонат Європи з футболу 2020Керована авіаційна бомбаЦиганков Віктор ВіталійовичШевченко Андрій МиколайовичСербіяЗінченко Олександр ВолодимировичНаціональна суспільна телерадіокомпанія УкраїниFacebookІващенко Олег ІвановичПроблема трьох тіл (телесеріал)Зелена миля (фільм)27 березняЄдиний електронний реєстр військовозобов'язаних «Оберіг»Проблема трьох тілТеракт у «Крокус-Сіті Голлі»Гай Юлій ЦезарКузьма СкрябінЯремчук Роман ОлеговичШевченко Тарас ГригоровичАвіаційні бомби (Росія)КиївБудиночок на щастяВірусДжозефіна ДжексонМалюк Василь ВасильовичOLXРайони ХарковаЯрмоленко Андрій МиколайовичДовбик Артем ОлександровичСудаков Георгій ВікторовичСонячне затемнення 8 квітня 2024 рокуЗеленський Володимир ОлександровичМіжнародний день віскіУкраїнська абеткаЛеся УкраїнкаСпеціальна:Нові редагуванняСписок гравців збірної України з футболуInstagramСписок українських жіночих іменЛунін Андрій ОлексійовичПутін Володимир ВолодимировичКостенко Ліна ВасилівнаРосійське вторгнення в Україну (з 2022)3-тя окрема штурмова бригада (Україна)TelegramMIM-104 PatriotПерехід церковних громад до ПЦУМоздок (аеродром)Євлаш Ілля ОлеговичВелика Британія116-та окрема механізована бригада (Україна)Дезоксирибонуклеїнова кислотаГімн УкраїниТериторіальний центр комплектування та соціальної підтримкиХ-47М2 «Кинджал»Ту-2220 днів у МаріуполіВійськові звання УкраїниСполучені Штати АмерикиЯ, Побєда і Берлін (фільм)СексШаблон:Місяці рокуФАБ-3000Радіо «Свобода»ВеликденьВсесвітній день театруХарківЗбірна Ісландії з футболуКоряк ТетянаСписок 250 найрейтинговіших фільмів IMDbЗбройні сили УкраїниАТБ-Маркет