Naftalen

Naftalen

Imena
IUPAC ime biciklo[4.4.0]deka-1,3,5,7,9-penten
Identifikatorji
Številka CAS	91-20-3
ECHA InfoCard	100.001.863
EC število	202-049-5
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID8020913
Lastnosti
Kemijska formula	C10H8
Molska masa	128,16 g/mol
Videz	trdno
Gostota	1,15 (20oC)
Tališče	79-82 oC
Vrelišče	218 oC
Topnost v vodi	0,3 g/l (20oC)
log P	3.30
Parni tlak	0.066 hPa (20oC)
Nevarnosti
NFPA 704 (diamant ognja)	2 2 0
Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
Sklici infopolja

Naftalen je aromatski ogljikovodik z molekulsko formulo C₁₀H₈. Znan je tudi pod trgovskim imenom naftalin. Pri standardnih razmerah je v obliki belih kristalov. Ker pri sobni temperaturi počasi sublimira in ima odvračajoč učinek na nekatere živali, so ga včasih uporabljali v kroglicah proti moljem. Danes se uporablja predvsem kot surovina za sintezo barvil in zdravil, neposredno pa zaradi negativnih učinkov na zdravje ne več. V večjih koncentracijah (predvsem ob zaužitju) povzroča poškodbe in odmiranje rdečih krvničk, posredno pa tudi rakave spremembe.

Naftalen je najpreprostejši policiklični aromatski ogljikovodik. Najbolj je znan kot glavna sestavina tradicionalnega naftalina.

Zgodovina

V začetku leta 1820 sta dva kemika , v dveh ločenih poročilih opisala belo trdno snov z ostrim vonjem, ki izhaja iz destilacije premogovega katrana . Leta 1821 je John Kidd navedel ti dve razkritji in nato opisal številne lastnosti te snovi, in sredstva za njegovo proizvodnjo. Predlagal je ime naftalin, ker je izhajal iz vrste nafte (širok pojem, ki zajema katero koli hlapno vnetljivo tekočino, ogljikovodikovo zmes, skupaj premogovega katrana). Kemijska formula Naftalin je bila določena z Michael Faradayem leta 1826. Struktura dveh povezanih obročev benzena, ki ga je predlagal Emil leta 1866 in potrjen s Carl Grabe tri leta kasneje. Struktura in reaktivnost Molekulo naftalina lahko razumemo kot združitev para obročev benzena. (V organski kemiji se obroč prevleče, če imata dva ali več atomov). Kot tak je naftalin opredeljen kot benzenoidni policiklični aromatski ogljikovodik (PAH). Obstajata dve vrsti enakih atomov vodika : alfa pozicije 1, 4, 5 in 8 in beta pozicije 2, 3, 6, 7. Za razliko od benzena, ogljik-ogljik obveznice naftalina niso enake dolžine. Obveznice C1-C2, C3, C4, C5-C6 in C7-C8 merijo okoli 1,36 Å (136 pm) v dolžino, medtem ko so druge ogljik vezi dolge približno 1,42 Å (142 pm). Ta razlika, ki je bila ustanovljena z rentgensko difrakcijo, je v skladu z vzorcem iz obveznic valenčnih vezi v naftalinu, ki vključuje 3 resonančne strukture , medtem ko so obveznice, C1-C2, C3, C4, C5-C6 in C7-C8, dvakrat v dveh od treh struktur, ostali pa so dvakrat v samo eni.

Resonančne strukture naftalina

Kot benzen, naftalin lahko opravi elektrofilno aromatsko zamenjavo. Za mnoge elektrofilne učinke zamenjave aromatskih, naftalin reagira pod milejšimi pogoji, kot počne to benzen. Na primer, ker sta benzen in naftalin v reakciji s klorom v prisotnosti železovega klorida ali usmerjevalec aluminijevega klorida , lahko naftalina in klorklor reagira z 1-kloronaftalinom tudi brez katalizatorja. Prav tako, ker se lahko tako benzen in naftalina alkilirata z Friedel-Crafts reakcijo lahko naftalin tudi alkilira z reakcijo z alkenov ali alkoholov, z žvepleno ali fosforno kislino kot katalizatorjem.

Nadomestni derivati

Dve možni izmeri za mono-substituiran naftalin, ki ustreza nadomestitvi na alfa in beta položaj. Ponavadi je elektrofil zamenjavo lahko racionalizirati glede na resonančne intermedijske strukture : za nadomestne alfa so lahko 7 resonančne strukture sestavljene, od katerih štiri ohranijo aromatski obroč. Za beta zamenjavo, vmesni ima le šest resonančnih struktur, in le dve izmed njih sta diši. Sulfonacijo pa daje mešanica za "alfa" izdelek 1-naftalinsulfonska kislina in "beta" izdelek 2-naftalinsulfonske kisline, z razmerjem odvisnim od reakcijskih pogojev. 1-izomer tvori pretežno pri 25 ° C, in 2-izomer pri 160 ° C.

Naftalin lahko hidrogenira pod visokim tlakom v prisotnosti kovinskih katalizatorjev za dajanje 1,2,3,4-tetrahidronaftalin ali Tetralin (C₁₀H₁₂). Dodatne donose hidrogeniranja dekahidronaftalinu ali decalin (C10H18). Oksidacija z kromata ali permanganata, ali katalitsko oksidacijo z O₂ in katalizator vanadijevega, daje ftalno kislino.

Proizvodnja

Najbolj naftalin izhaja iz premogovega katrana. Od leta 1960 do leta 1990, so bile velike količine naftalina tudi iz težkih frakcij nafte, ki nastane med rafiniranjem nafte, danes pa nafto naftalin predstavlja le manjši del proizvodnje. Naftalin je najbolj bogata sestavina premogovega katrana. Čeprav je sestava katrana odvisna od premoga, iz katere se proizvaja, je tipično premogov katran približno 10% naftalina mase. V industrijski praksi destilaciji katrana, dajejo olje, ki vsebuje približno 50% naftalina, skupaj z vrsto drugih aromatskih spojin . To olje potem speremo z vodno raztopino natrijevega hidroksida za odstranitev kislih komponent (predvsem različnih fenolov ) in z žvepleno kislino za odstranitev osnovnih komponent, opravimo frakcijo destilacije za izolacijo naftalina. Surovega naftalina, ki izhaja iz tega procesa je približno 95% naftalinove mase. Velika nečistoča je žveplo, ki vsebujejo aromatske spojine benzothiophene (<2%), indane (0,2%), indenska (<2%) in metilnaftalena (<2%). Naftni naftalin je običajno čistejši kot tisti ,ki izhaja iz premogovega katrana. Kadar je potrebno, se lahko surovi naftalin dodatno prečistiti z rekristalizacijo iz vseh različnih topil, ki izhajajo iz naftalina 99% po teži, ki se imenuje 80 ° C (tališče ). Proizvaja se ga približno 1 milijon ton letno.

Naravni pojav

Sledove naftalina proizvajajo magnolije in posebne vrste jelena, kot tudi Formosan podzemni termiti, mravlje, strupene gobe in ogorčice črvov. Nekateri sevi glive endophytic Muscodor albus proizvajajo naftalin med številnimi hlapi organskih spojin, medtem ko Muscodor vitigenus proizvaja skoraj izključno naftalin. Naftalin je bil najden v meteoritih. Odkrili so jih tudi v medzvezdni smeri zvezde Cernis 52 v ozvezdju Perzej.

Plinasti naftalin

Nedavna raziskava na Univerzi v Gruziji, ki jo je vodil dr Michael Duncan, je pokazala, da so protonirani kationi iz naftalina vir delu spektra neznanega medzvezdnega benda (UIBs). Plinasti naftalin najdemo v vesolju in se razlikuje od kristalnega po obliki, običajno ga uporabljajo v naftalinu s tem, da ima dodaten atom vodika, z empirično formulo: C10H +V UIBs so opazili astronomi, in do pred kratkim ni bilo trdnih dokazov identifikacije spojine, odgovorne za to. V raziskavi je bil nedavno objavljen kot "naftalin v vesolju".

Uporaba

Naftalin se uporablja predvsem kot predhodnik drugih kemikalij. Največja posamična uporaba naftalina je industrijska proizvodnja anhidrida ftalne, čeprav je več anhidrid ftalne kisline iz o-ksilena. Druge naftaline-lesnih kemikalij pa so alkilni naftalinovi površinski sulfonati in insekcitid 1-naftil-N-methylcarbamate (karbaril). Naftalin se nadomesti s kombinacijo močnih elektronov darovanih od funkcionalne skupine, kot so alkoholi in amini in močni elektroni odvzetih skupin, zlasti sulfonske kisline, so intermedijski pri pripravi številnih sintetičnih barvil. Hidrogenirane naftaline tetrahidronaftalin (Tetralin) in dekahidronaftaln (decalin) se uporabljajo kot topila z nizko nestanovitnostjo. Naftalin se uporablja tudi pri sintezi 2-naftola, ki je prekurzor različnih barvil, pigmentov, kemikalij za predelavo gume in raznih drugih kemikalij in farmacevtskih izdelkih. Naftalin sulfonska kislina se uporablja pri proizvodnji naftalinovega sulfonata kot mehčalci polimerov, ki se uporabljajo za proizvodnjo betona in mavčnih plošč (zidne plošče). Uporabljajo se tudi kot disperzija v sintetičnih in naravnih kavčukih, in kot strojilna sredstva v industriji usnja, kmetijski pripravki ( za pesticide ),barvila in kot disperzijsko sredstvo v svinčenih baterijskih ploščah. Naftalinovi sulfonat polimeri se proizvajajo z reakcijo naftalina z žveplovo kislino in nato polimerizacijo s formaldehidom, čemur sledi nevtralizacija z natrijevim hidroksidom ali kalcijevim hidroksidom. Ti izdelki so v komercialni prodaji v raztopini (voda ) ali kot suh prah.

• Sulfonacija

Korak (žveplova kislina, naftalin plus):

H₂SO₄ + C₁₀H₈ → C₁₀H_7-SO₃H + H₂O

• Polimerizacija

Korak (naftalinsulfonska kislina plus formaldehid):

C₁₀H_7-SO₃H + CH_2-O → C₁₀H_7-SO₃H-(C₁₀H_7--SO₃H)_n + H₂SO₄

• Nevtralizacija

Korak (naftalin sulfonska kislina kondenzat plus natrijev hidroksid):

C₁₀H_7-SO₃H-(C₁₀H_7-SO₃H)_n + NaOH → C₁₀H_7-SO₃Na-(C₁₀H_7-SO₃Na)_n + H₂O + Na₂SO₄

Vlažilno površinsko sredstvo

Alkil naftalin sulfonati (ANS) se uporabljajo v številnih industrijskih aplikacijah, kot detergent agentov, ki učinkovito razprši koloidne sisteme v vodnih medijih. Glavne poslovne aplikacije v kmetijstvu in kemični industriji, ki ga uporabljajo navigacijske službe zračnega prometa in za močljiv prašek in močljivi granul (suho tekoč) za tekstil in tkanine tu pa se uporablja za namakanje in peno za beljenje in barvanje.

Fumigantom

Naftalin je bil uporabljen kot gospodinjski fumigant. To je bila nekoč glavna sestavina naftalina, čeprav je njihova uporaba v veliki meri nadomestila korist druge možnosti, kot 1,4-diklorobenzena. V zaprti posodi, ki vsebuje naftalinove pelete, se naftalinski hlapi zgradijo na ravni strupenih tako za odrasle in ličinke številnih oblik moljev, ki napadajo tekstil. Druge uporabe fumigantom iz naftalina vključujejo uporabo v zemlji kot fumigant pesticida, v podstrešnih prostorih za odganjanje živali in žuželk, in v muzeju shranjevanje v predale in omare za zaščito vsebine iz napada zajedavcev.

Vgradne aplikacije

Uporablja se v pirotehničnih posebnih učinkih, kot so pridobivanje črnega dima in simuliranih eksplozij. V preteklosti se je naftalin peroralno uporabljal za parazitske črve na živini. Naftalin in njegovi alkilni homologi so glavne sestavine kreozota. Naftalin se uporablja v inženiringu za študij prenosa toplote z maso sublimacije.

Vplivi na zdravje

Izpostavljenost veliki količini naftalina lahko poškoduje ali uniči rdeče krvne celice. Ljudje, zlasti otroci , dobijo to bolezen, ki je znana kot hemolitična anemija, po zaužitju naftalina ali dezodorantov, ki vsebujejo bloke naftalina. Simptomi vključujejo utrujenost , pomanjkanje apetita, nemir in bledo kožo. Izpostavljenost veliki količini naftalina lahko povzroči zmedenost, slabost , bruhanje , drisko, kri v urinu , in zlatenica (rumeno obarvanje kože ). Pri ameriškem Nacionalnem toksikološkem programu so izvedli raziskavo na izpostavljenih moških in ženskih podganah in mišeh, v naftalinovih hlapih med tednom za obdobje dveh let. Podganji samci in samice so prinesli dokaze o rakotvornost, ki temelji na povečani incidenci adenoma in nevroblastoma na nosu, ženske miši, ki so bile izpostavljene pa nekaj dokazov o rakotvornost, ki temelji na povečani pojavnosti alveolarnih in bronhiolarnih adenomov v pljučih in medtem ,ko na moških miših ni pokazalo nobenih dokazov o rakotvornosti.

Mednarodna agencija za raziskave raka (IARC) uvršča naftalin kot možno rakotvorno snov za ljudi in živali (skupina 2B).IARC tudi poudarja, da je izpostavljenost povzročitelj sive mrene pri ljudeh , podganah, kuncih in miših, in da se hemolitična anemija, ki je opisana zgoraj, lahko pojavi pri otrocih in dojenčkih, po oralni ali inhalacijski izpostavljenosti ali preko mater med nosečnostjo.

Več kot 400 milijonov ljudi je podedovalo stanje, imenovano glukoza-6-fosfat dehidrogenaze. Izpostavljenost naftalinu je bolj škodljiva za te ljudi in lahko povzroči hemolitično anemijo pri nižjih odmerkih.

Na Kitajskem je prepovedana uporaba naftalina. To je deloma posledica učinkov na zdravje, kot tudi široko uporabo naravnih virov, kot je kafra za zamenjavo. Vendar pa naftalin na veliko proizvajajo v žogah in ga trenutno izvažajo s Kitajske .

Glej tudi

• kafra

Zunanje povezave

Wikimedia Commons v medijih v zvezi z: Naftalin Državni informacijski center pesticidov – naftalinov profil Naftalin - EPA Air Toxics spletna stran Naftalin (PIM 363) - predvsem o toksičnosti naftalina

Literatura

1. Amoore J E in Hautala E (1983). "Vonj kot pomoč za kemijsko varnost: vonj Mejne vrednosti v primerjavi z mejnimi vrednostmi in hlapnost za 214 industrijskih kemikalij v redčenju zraka in vode". J Appl Toksikologija 3 (6): 272-290. doi: 10.1002/jat.2550030603.

2. John Kidd (1821). "Razmišljanja o naftalinu, nenavadna snov, ki spominja na konkretno eterično olje , ki je proizvedeno v razpadu premogovega katrana, z izpostavljenostjo rdečega žara". Filozofske Transakcije 111: 209-221. doi: 10.1098/rstl.1821.0017.

3. Emil erlenmajerico (1866). "Studien über die-e g. Aromatischen. Säuren". Annalen der Chemie und pharmacie 137 (3): 327-359. doi: 10.1002/jlac.18661370309.

4. Ab Gerd Collin, Hartmut Hoke, Helmut Greim "Naftalin in Hydronaphthalenes" Edit Ullmann za industrijske kemije Wiley-VCH, Weinheim, 2003. doi: 10.1002/14356007.a17_001.pub2. Datum: March 15, 2003.

5. "Termiti" Mothball "Naj žuželke v zalivu". Sci / Tech (RTV SLO). 8 april 1998.

6. Daisy BH, Strobel GA, Castillo U, et al. (November 2002). " Naftalin, proti mrčesu, ki ga proizvaja Muscodor vitigenus, roman endophytic glive". Mikrobiologija (branje, angl.) 148 (Pt 11): 3737-41. PMID 12427963.

7. "Medzvezdni prostor, Molekule - ugotovljena pomoč pri tvorbi osnovnih življenjskih strukturah". Science Daily. Septembra 2008.

8. "Naftalin v vesolju". Astrobiologija Magazine. Vzpostavljeno 25. december 2008.

9. MedlinePlus Enciklopedija Naftalin zastrupitev

10. "NTP tehnična poročila 410 in 500". NTP tehničnih poročil 410 in 500, ki so na voljo od NTP: Dolgotrajna Abstracts in poročila. Vzpostavljeno 6. marec 2005.

11. "Monografije IARC o oceni tveganja za nastanek raka na ljudi". Monografije o ocenjevanju tveganja za nastanek raka pri ljudeh, nekaterih tradicionalnih zdravil rastlinskega izvora, nekatere mikotoksine, Naftalin in stirena, Vol. 82 (2002) (str. 367). Vzpostavljeno 25. december 2008.

12. Proposition 65, Urad za okolje ocenjevanja nevarnosti za zdravje

13. Iskanje kitajske spletne trgovine.