Naphthalin ist eine organische Zusammensetzung mit der Formel. Es ist der einfachste polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoff, und ist ein weißer kristallener Festkörper mit einem charakteristischen Gestank, der bei Konzentrationen mindestens 0.08 ppm durch die Masse feststellbar ist. Als ein aromatischer Kohlenwasserstoff besteht die Struktur des Naphthalins aus einem verschmolzenen Paar von Benzol-Ringen. Es ist als die Hauptzutat von traditionellen Mottenkugeln am besten bekannt.

Geschichte

In 1819-1820 haben mindestens zwei Chemiker berichtet, dass ein weißer Festkörper mit einem scharfen Gestank auf die Destillation des Steinkohlenteer zurückzuführen gewesen ist. 1821 hat John Kidd viele Eigenschaften dieser Substanz und die Mittel seiner Produktion beschrieben, und hat den Namen naphthaline vorgeschlagen, weil es aus einer Art Naphtha (ein breiter Begriff abgeleitet worden war, der jede flüchtige, feuergefährliche flüssige Kohlenwasserstoff-Mischung, einschließlich des Steinkohlenteer umfasst). Die chemische Formel des Naphthalins wurde von Michael Faraday 1826 bestimmt. Die Struktur von zwei verschmolzenen Benzol-Ringen wurde von Emil Erlenmeyer 1866 vorgeschlagen, und von Carl Gräbe drei Jahre später bestätigt.

Struktur und Reaktionsfähigkeit

Ein Naphthalin-Molekül kann als die Fusion eines Paares von Benzol-Ringen angesehen werden. (In der organischen Chemie werden Ringe verschmolzen, wenn sie zwei oder mehr Atome teilen.) Als solcher wird Naphthalin als ein benozenoid polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoff (PAH) klassifiziert. Es gibt zwei Sätze von gleichwertigen Wasserstoffatomen: Die Alpha-Positionen sind Positionen 1, 4, 5, und 8 auf der Zeichnung unten, und die Beta-Positionen sind Positionen 2, 3, 6, und 7.

Verschieden vom Benzol sind die Obligationen des Kohlenstoff-Kohlenstoff im Naphthalin nicht von derselben Länge. Die Obligationen C1-C2, C3-C4, C5-C6 und C7-C8 sind ungefähr 1.36 Å (13:36 Uhr) in der Länge, wohingegen die anderen Obligationen des Kohlenstoff-Kohlenstoff ungefähr 1.42 Å (13:42 Uhr) lange sind. Dieser Unterschied, der durch die Röntgenstrahl-Beugung gegründet wurde, ist mit dem Wertigkeitsband-Modell des Abbindens im Naphthalin im Einklang stehend, das drei Klangfülle-Strukturen (wie gezeigt, unten) einschließt; wohingegen die Obligationen C1-C2, C3-C4, C5-C6 und C7-C8 in zwei der drei Strukturen doppelt sind, sind andere in nur einem doppelt.

Wie Benzol kann Naphthalin electrophilic aromatischen Ersatz erleben. Für viele electrophilic aromatische Ersatz-Reaktionen reagiert Naphthalin unter milderen Bedingungen, als Benzol tut. Zum Beispiel, wohingegen sowohl Benzol als auch Naphthalin mit dem Chlor in Gegenwart von einem Eisenchlorid oder Aluminiumchlorid-Katalysator reagieren, können Naphthalin und Chlor auf die Form 1-chloronaphthalene sogar ohne einen Katalysator reagieren. Ebenfalls, wohingegen sowohl Benzol als auch Naphthalin alkylated das Verwenden von Friedel-Handwerk-Reaktionen sein können, kann Naphthalin auch alkylated durch die Reaktion mit alkenes oder alcohols mit phosphoriger oder Schwefelsäure als der Katalysator sein.

Eingesetzte Ableitungen

Zwei isomers sind für das monoeingesetzte Naphthalin, entsprechend dem Ersatz an einem Alpha oder Beta-Position möglich. Gewöhnlich greifen electrophiles an der Alpha-Position an. Die Selektivität für das Alpha über den Beta-Ersatz kann in Bezug auf die Klangfülle-Strukturen des Zwischengliedes rational erklärt werden: Für das Alpha-Ersatz-Zwischenglied können sieben Klangfülle-Strukturen gezogen werden, von denen vier einen aromatischen Ring bewahren. Für den Beta-Ersatz hat das Zwischenglied nur sechs Klangfülle-Strukturen, und nur zwei von diesen sind aromatisch. Sulfonation gibt jedoch eine Mischung des "Alpha"-Produktes 1-naphthalenesulfonic Säure und das "Beta"-Produkt 2-naphthalenesulfonic Säure mit dem Verhältnis-Abhängigen auf Reaktionsbedingungen. Die 1-isomer Formen vorherrschend an 25 °C und dem 2-isomer an 160 °C.

Naphthalin kann hydrogenated unter dem Hochdruck in den Anwesenheitsmetallkatalysatoren sein, um 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene oder tetralin zu geben. Weiter gibt hydrogenation decahydronaphthalene oder decalin nach. Oxydation mit dem Chromat oder Permanganat, oder katalytische Oxydation mit und ein Vanadium-Katalysator, gibt phthalic Säure.

Produktion

Der grösste Teil des Naphthalins wird aus Steinkohlenteer abgeleitet. Von den 1960er Jahren bis zu den 1990er Jahren wurden bedeutende Beträge des Naphthalins auch von schweren Erdölbruchteilen während der Erdölraffinierung erzeugt, aber heute vertritt erdölabgeleitetes Naphthalin nur einen geringen Bestandteil der Naphthalin-Produktion.

Naphthalin ist der reichlichste einzelne Bestandteil des Steinkohlenteer. Obwohl sich die Zusammensetzung des Steinkohlenteer mit der Kohle ändert, von der es erzeugt wird, ist typischer Steinkohlenteer ungefähr 10 % Naphthalin durch das Gewicht. In der Industriepraxis gibt die Destillation des Steinkohlenteer ein Öl nach, das ungefähr 50 % Naphthalin zusammen mit einer Vielfalt anderer aromatischer Zusammensetzungen enthält. Dieses Öl, mit wässrigem Natriumshydroxyd gewaschen, um acidic Bestandteile (hauptsächlich verschiedenes Phenol), und mit Schwefelsäure zu entfernen, um grundlegende Bestandteile zu entfernen, erlebt Bruchdestillation, um Naphthalin zu isolieren. Das grobe Naphthalin, das sich aus diesem Prozess ergibt, ist ungefähr 95 % Naphthalin durch das Gewicht. Die Hauptunreinheiten sind die Schwefel enthaltende aromatische Zusammensetzung benzothiophene (

In Nordamerika sind Steinkohlenteer-Erzeuger Koppers Inc. und Recochem Inc., und erdölabgeleiteter Erzeuger wird Aromatics, L.P Vorgebracht.

Natürliches Ereignis

Spur-Beträge des Naphthalins werden durch Magnolien und spezifische Typen der Rehe, sowie Formosan unterirdische Termite erzeugt, die vielleicht von der Termite als ein Insektenschutzmittel gegen "Ameisen, giftige Fungi und Fadenwurm-Würmer erzeugt ist." Einige Beanspruchungen des endophytic Fungus Muscodor albus erzeugen Naphthalin unter einer Reihe von flüchtigen organischen Zusammensetzungen, während Muscodor vitigenus Naphthalin fast exklusiv erzeugt.

Naphthalin ist in Meteorsteinen gefunden worden. Es ist auch im interstellaren Medium in der Richtung auf den Stern Cernis 52 in der Konstellation Perseus entdeckt worden.

Gasartiges Naphthalin

Die neue Forschung an der Universität Georgias, das von Dr Michael Duncan geführt ist, hat gezeigt, dass protonated cations des Naphthalins die Quelle des Teils des Spektrums der Unbekannten Interstellaren Bänder (UIBs) sind. Das gasartige im Raum gefundene Naphthalin ist von der kristallenen Form verschieden, die normalerweise in Mottenkugeln verwendet ist, in denen es ein zusätzliches Wasserstoffatom mit der empirischen Formel hat:. Die UIBs sind von Astronomen, und bis neulich beobachtet worden, es hat keine festen Beweise gegeben, die die für sie verantwortlichen Zusammensetzungen identifizieren. Die Forschung ist kürzlich als "Mottenkugeln im Raum veröffentlicht worden."

Gebrauch

Als ein chemisches Zwischenglied

Naphthalin wird hauptsächlich als ein Vorgänger zu anderen Chemikalien verwendet. Der einzelne größte Gebrauch des Naphthalins ist die Industrieproduktion von phthalic Anhydrid, obwohl mehr phthalic Anhydrid von o-xylene gemacht wird. Andere Naphthalin-abgeleitete Chemikalien schließen alkyl Naphthalin sulfonate surfactants und das Insektizid 1 naphthyl N methylcarbamate (carbaryl) ein. Naphthalin, das mit Kombinationen stark elektronschenkender funktioneller Gruppen, wie alcohols und Amine und stark elektronzurückziehende Gruppen, besonders sulfonic Säuren eingesetzt ist, ist Zwischenglieder in der Vorbereitung von vielen synthetischen Färbemitteln. Das hydrogenated Naphthalin tetrahydronaphthalene (tetralin) und decahydronaphthalene (decalin) werden als Lösungsmittel der niedrigen Flüchtigkeit verwendet. Naphthalin wird auch in der Synthese von 2-naphthol, einem Vorgänger für verschiedene Färbemittel, Pigmente, in einer Prozession gehende Gummichemikalien und andere verschiedene Chemikalien und Arzneimittel verwendet.

Naphthalin sulfonic Säuren wird in der Fertigung des Naphthalins sulfonate Polymer-Weichmacher (Dispergiermittel) verwendet, die verwendet werden, um Beton und Gipsplatte (Sperrholz oder drywall) zu erzeugen. Sie werden auch als Dispergiermittel in synthetischen und natürlichen Gummischuhen, und als Gerbstoffe (syntans) in Lederindustrien, landwirtschaftliche Formulierungen (Dispergiermittel für Schädlingsbekämpfungsmittel), Färbemittel und als ein Dispergiermittel in leitungssauren Batterietellern verwendet.

Naphthalin sulfonate Polymer wird durch das Reagieren des Naphthalins mit Schwefelsäure und dann polymerizing mit formaldehyde erzeugt, der von der Neutralisierung mit Natriumshydroxyd- oder Kalzium-Hydroxyd gefolgt ist. Diese Produkte werden in der Lösung (Wasser) oder trockene Puder-Form gewerblich verkauft.

• Sulfonation Schritt (Schwefelsäure plus das Naphthalin):

: +  +

• Polymerization Schritt (naphthalenesulfonic Säure plus formaldehyde):

• Neutralisierungsschritt (Naphthalin sulfonic saures Kondensat plus Natriumshydroxyd):

: + NaOH  + +

Befeuchtung agent/surfactant

Naphthalin von Alkyl sulfonates (ANS) wird in vielen Industrieanwendungen als nichtreinigende Befeuchtungsagenten verwendet, die effektiv gallertartige Systeme in wässrigen Medien verstreuen. Die kommerziellen Hauptanwendungen sind in der landwirtschaftlichen chemischen Industrie, die ANS für benetzbares Puder und benetzbare granulierte (trockene-flowable) Formulierungen und die Textil- und Stoff-Industrie verwendet, die die Befeuchtung und defoaming Eigenschaften von ANS verwertet, um Operationen zu bleichen und zu färben.

Als eine Atemgift

Der vertrauteste Gebrauch des Naphthalins ist als eine Haushaltsatemgift, solcher als in Mottenkugeln, obwohl 1,4-dichlorobenzene (oder p-dichlorobenzene) jetzt weiter verwendet wird. In einem gesiegelten Behälter, der Naphthalin-Kügelchen enthält, bauen Naphthalin-Dämpfe bis zu Niveaus, die sowohl für die erwachsenen als auch für Larvenformen von vielen Motten dieser Angriff Textilwaren toxisch sind. Anderer Atemgift-Gebrauch des Naphthalins schließt Gebrauch in Boden als ein Atemgift-Schädlingsbekämpfungsmittel in attische Räume ein, um Tiere und Kerbtiere, und in Museum-Lagerungsschubladen und Küchenschränken zurückzutreiben, um den Inhalt vor dem Angriff durch die Kerbtier-Pest zu schützen.

Nische-Anwendungen

Es wird in pyrotechnischen speziellen Effekten wie die Generation des schwarzen Rauchs und vorgetäuschten Explosionen verwendet. In der Vergangenheit wurde Naphthalin mündlich verwaltet, um parasitische Würmer im Viehbestand zu töten. Naphthalin und sein alkyl homologs sind die Hauptbestandteile des Kreosots. Naphthalin wird in der Technik verwendet, um Wärmeübertragung mit der Massensublimierung zu studieren.

Gesundheitseffekten

Die Aussetzung von großen Beträgen des Naphthalins kann beschädigen oder rote Blutzellen zerstören. Menschen, in besonderen Kindern, haben diese Bedingung, bekannt als hemolytic Anämie, nach dem Aufnehmen von Mottenkugeln oder deodorierenden Blöcken entwickelt, die Naphthalin enthalten. Symptome schließen Erschöpfung ein, fehlen des Appetits, der Zappelei und der Lattenhaut. Die Aussetzung von großen Beträgen des Naphthalins kann Verwirrung, Brechreiz, das Erbrechen, die Diarrhöe, das Blut im Urin und die Gelbsucht (gelbe Färbung der Haut) verursachen.

Als das amerikanische Nationale Toxikologie-Programm Ratten männlichen Geschlechts und Mäuse zu Naphthalin-Dämpfen an Werktagen seit zwei Jahren ausgestellt hat, haben Ratten männlichen Geschlechts Beweise der karzinogenen Tätigkeit ausgestellt, die auf vergrößerten Vorkommen der Drüsengeschwulst und neuroblastoma der Nase gestützt ist, weibliche Mäuse haben einige Beweise der karzinogenen Tätigkeit ausgestellt, die auf vergrößerten Vorkommen von alveolaren und bronchiolar Drüsengeschwülsten der Lunge gestützt ist, und Mäuse männlichen Geschlechts haben keine Beweise der karzinogenen Tätigkeit ausgestellt.

Die Internationale Agentur für die Forschung über Krebs (IARC) klassifiziert Naphthalin als vielleicht karzinogen Menschen und Tieren (Gruppe 2B). Der IARC weist auch darauf hin, dass akute Aussetzung grauen Star in Menschen, Ratten, Kaninchen und Mäusen verursacht; und das hemolytic Anämie, die oben beschrieben ist, kann in Kindern und Säuglings danach mündlich oder Einatmungsaussetzung oder nach der mütterlichen Aussetzung während Schwangerschaft vorkommen. Unter Kaliforniens Vorschlag 65 wird Naphthalin als "bekannt dem Staat verzeichnet, Krebs zu verursachen".

Mehr als 400 Millionen Menschen haben genannten glucose-6-phosphate einer geerbten Bedingung dehydrogenase Mangel. Die Aussetzung vom Naphthalin ist für diese Leute schädlicher und kann hemolytic Anämie an niedrigeren Dosen verursachen.

In China wird der Gebrauch des Naphthalins in Mottenkugeln verboten. Es ist teilweise zu den Gesundheitseffekten sowie dem breiten Gebrauch des natürlichen Kampfers als Ersatz erwartet.

Siehe auch

• Decalin
• Kampfer
• Naphthol
• Klassische Naphthalin-Synthese: die Reaktion von Wagner-Jauregg
• Natrium naphthalenide

Links

• Nationales Schädlingsbekämpfungsmittel-Informationszentrum — Mottenkugel-Fall-Profil
• Naphthalin — EPA Luftgift-Website
• Naphthalin (PIM 363) — größtenteils auf der Giftigkeit des Naphthalins
• CRC Handbuch der Chemie und Physik 87. Ausgabe