|
萘是一种有机化合物，化学式 C 10H 8. 它是最简单的多环芳烃，是一种白色结晶固体，具有特征气味，可在低至 0.08 ppm 的浓度下检测到。作为一种芳香烃， 萘的结构由一对稠合的苯环组成。它以传统樟脑丸的主要成分而闻名。 历史： 在 1820 年代初期，两份独立的报告描述了一种白色固体，具有来自煤焦油蒸馏的刺激性气味。1821 年，约翰·基德引用了这两个披露，然后描述了这种物质的许多特性及其生产方式。他提出了萘这个名字，因为它来源于一种石脑油（一个广义的术语，包括任何挥发性、易燃的液态烃混合物，包括煤焦油）。萘的化学式由迈克尔·法拉第于 1826 年确定。两个稠合苯环的结构由Emil Erlenmeyer于 1866 年提出，并在三年后被Carl Gräbe证实。 萘的物理性质： 萘分子可以看作是一对苯环的融合。（在有机化学中，如果环共享两个或多个原子，则环是稠合的。）因此，萘被归类为苯型多环芳烃(PAH)。两个环不共享的八个碳原子各带有一个氢原子。出于衍生化合物的标准IUPAC命名法的目的，这八个原子在分子周围按从1到8的顺序编号，从与共享原子相邻的碳原子开始。共享的碳原子标记为4a（4到5之间）和8a（8到1之间）。
双环[6.2.0]癸戊烯 萘分子可以看作是一对苯环的融合。（在有机化学中，如果环共享两个或多个原子，则环是稠合的。）因此，萘被归类为苯型多环芳烃(PAH)。两个环不共享的八个碳原子各带有一个氢原子。出于衍生化合物的标准IUPAC命名法的目的，这八个原子在分子周围按从1到8的顺序编号，从与共享原子相邻的碳原子开始。共享的碳原子标记为4a（4到5之间）和8a（8到1之间）。 分子几何： 该分子是平面的，就像苯一样。与苯不同，萘中的碳-碳键长度不同。键 C1-C2、C3-C4、C5-C6 和 C7-C8 的长度约为 1.37 Å（137 pm），而其他碳-碳键的长度约为 1.42 Å（142 pm）。这种由X 射线衍射确定的差异与萘中的价键模型一致，特别是与交叉共轭定理一致。该定理将萘描述为与二烯键合但没有广泛共轭的芳香苯单元（至少在基态），这与其三个中的两个一致共振结构。
由于这种共振，分子在共享碳对的平面上、在平分键C2-C3和C6-C7的平面上以及在碳原子的平面上具有双边对称性。因此，有两组等效的氢原子：α位，编号为1、4、5和8，β位，编号为2、3、6和7。然后单取代萘可能有两种异构体，对应在alpha或beta位置进行替换。双环[6.2.0]癸戊烯是一种结构异构体，具有稠合的4-8环系统，而azulene是另一种具有稠合的5-7环系统的异构体。萘的点群对称性为D 2h。 电导率 纯结晶萘在室温下是中等绝缘体，电阻率约为0 12Ω m。熔化时电阻率下降超过一千倍，约为 4 × 10 8 Ω m。在液体和固体中，电阻率都取决于温度，ρ= ρ 0 exp( E /( k T ))，其中ρ 0 (Ω m) 和E (eV) 是常数参数，k是玻尔兹曼常数 ( 8.617×10 -5 eV/K)，T为绝对温度(K)。参数固体中的E为0.73。然而，固体在100K以下显示出半导体特性。 化学性质 与亲电试剂的反应 在亲电芳族取代反应中，萘比苯更容易反应。例如，萘的氯化和溴化在没有催化剂的情况下进行，分别得到1-氯萘和1-溴萘。同样，虽然苯和萘都可以使用傅克反应进行烷基化，但萘也可以通过使用硫酸或磷酸催化剂与烯烃或醇反应很容易地烷基化。 就区域化学而言，亲电子试剂攻击α位置。α取代β取代的选择性可以根据中间体的共振结构合理化：对于α取代中间体，可以绘制七个共振结构，其中四个保留芳环。对于β取代，中间体只有六个共振结构，其中只有两个是芳族的。磺化得到“α”产物萘-1-磺酸作为动力学产物，而萘-2-磺酸作为热力学产物。1-异构体主要在25°C形成，2-异构体在160°C形成。磺化容易产生1-和2-磺酸： H 进一步磺化得到二磺酸、三磺酸和四磺酸。 锂化 与苯基锂的合成类似，1-溴萘通过锂-卤素交换转化为1-锂萘： C 10 H 7 Br + BuLi → C 10 H 7 Li + BuBr 与苯基锂的行为相反，所得的锂萘经历了第二次锂化。这些1,8-二硫代衍生物是许多环萘衍生物的前体。 还原和氧化 萘与碱金属形成深蓝绿色自由基阴离子盐，如萘钠、Na +C H− 萘在金属催化剂存在下高压加氢生成1,2,3,4-四氢萘( C10H12)，也称为四氢萘。进一步氢化产生十氢化萘或十氢化萘（C10H18）。 用O氧化 C 10 H 8 + 4.5 O 2 → C 6 H 4 (CO) 2 O + 2 CO 2 + 2 H 2 O 该反应是萘主要用途的基础。也可以使用常规化学计量的铬酸盐或高锰酸盐试剂进行氧化。 生产 大多数萘来源于煤焦油。从1960年代到1990年代，在石油精炼过程中，重质石油馏分也生产了大量的萘，但今天石油衍生的萘仅占萘生产的一小部分。
萘 萘是煤焦油中含量最多的单一成分。尽管煤焦油的成分随生产煤的不同而不同，但典型的煤焦油含有约10% 重量的萘。在工业实践中，煤焦油的蒸馏会产生一种含有约 50% 萘以及其他十二种芳香族化合物的油。该油用氢氧化钠水溶液洗涤以除去酸性成分（主要是各种酚类），并用硫酸洗涤以除去碱性成分后，进行分馏分离萘。由该方法得到的粗萘的重量约为 95%。主要杂质是含硫芳族化合物苯并噻吩（<2%）、茚满（0.2%）、茚（<2%）和甲基萘（<2%）。石油衍生的萘通常比煤焦油衍生的萘更纯。如果需要，粗萘可以通过从多种溶剂中的任何一种重结晶进一步纯化，得到 99% 重量的萘，称为80°C（熔点）。每年大约生产130万吨。 在北美，煤焦油生产商有Koppers Inc.、Ruetgers Canada Inc. 和Recochem Inc.，主要石油生产商是 Monument Chemical Inc.。在西欧，知名生产商有 Koppers、Ruetgers 和Deza。在东欧，萘由俄罗斯的各种综合冶金联合体（Severstal、Evraz、Mechel、MMK）、专门的萘和苯酚制造商 INKOR、乌克兰的 Yenakievsky 冶金厂和哈萨克斯坦的ArcelorMittal Temirtau生产。 其他来源和事件 除煤焦油外，木兰和一些鹿种以及台湾地下白蚁也产生微量萘，白蚁可能会产生微量萘，以驱除“蚂蚁、有毒真菌和线虫”。内生真菌Muscodor albus的一些菌株在一系列挥发性有机化合物中产生萘，而Muscodor vitigenus几乎完全产生萘。 星际介质中的萘 萘的质子化阳离子（C10H+9）是未知红外辐射(UIR)光谱的一部分来源。质子化萘与中性萘（例如樟脑丸中使用的萘）的不同之处在于它有一个额外的氢原子。来自“萘阳离子”( C10H+9)已被天文学家观测到。这项研究已被宣传为“太空中的樟脑丸”。 用途 萘主要用作其他化学品的前体。萘的最大用途是工业生产邻苯二甲酸酐，尽管更多的邻苯二甲酸酐是由邻二甲苯制成的。许多偶氮染料是由萘制成的，杀虫剂 1-萘基-N-甲基氨基甲酸酯（甲萘威）也是如此。其他有用的农用化学品包括萘氧基乙酸。 萘加氢得到四氢化萘，用作氢供体溶剂。
纳多洛尔是一种β受体阻滞剂。 萘与丙烯的烷基化得到二异丙基萘的混合物，可用作油墨中使用的非挥发性液体。 萘磺酸和磺酸盐 许多萘磺酸和磺酸盐是有用的。烷基萘磺酸盐是表面活性剂，氨基萘磺酸、被醚和磺酸取代的萘，是制备许多合成染料的中间体。氢化萘四氢萘（tetralin）和十氢萘（decalin）用作低挥发性溶剂。萘磺酸还用于合成1-萘酚和2-萘酚，各种染料、颜料、橡胶加工化学品和其他化学品和药品的前体。 萘磺酸用于制造萘磺酸盐聚合物增塑剂（分散剂），用于生产混凝土和石膏板（墙板或石膏板）。它们还用作合成橡胶和天然橡胶的分散剂，皮革工业中的鞣剂（合成鞣剂）、农业配方（杀虫剂的分散剂）、染料和铅酸电池极板的分散剂。 萘磺酸盐聚合物是通过用甲醛处理萘磺酸，然后用氢氧化钠或氢氧化钙中和来生产的。这些产品作为生产高强度混凝土的高效减水剂在商业上销售。 实验室用途 熔融萘为难溶的芳族化合物提供了极好的增溶介质。在许多情况下，它比其他高沸点溶剂更有效，例如二氯苯、苯甲腈、硝基苯和杜林。C 60与蒽的反应可方便地在回流萘中进行，得到 1:1 Diels-Alder加合物。使用DDQ在萘中 的溶液已经实现了氢卟啉的芳构化。 润湿剂和表面活性剂 烷基萘磺酸盐(ANS)在许多工业应用中用作非洗涤剂润湿剂，可有效分散水介质中的胶体体系。主要的商业应用是农业化学工业，将ANS用于可湿性粉剂和可湿性颗粒（可干流动）配方，以及纺织和织物工业，将ANS的润湿和消泡特性用于漂白和染色操作。 作为熏蒸剂 萘已被用作家庭熏蒸剂。它曾经是樟脑丸中的主要成分，尽管它的使用在很大程度上已被1,4-二氯苯等替代品取代。在装有萘颗粒的密封容器中，萘蒸气积累到对许多攻击纺织品的飞蛾的成虫和幼虫都有毒的水平。萘的其他熏蒸剂用途包括在土壤中用作熏蒸剂杀虫剂，在阁楼空间中用于驱除动物和昆虫，以及在博物馆的储物抽屉和橱柜中以保护内容物免受害虫的侵袭。 萘是对负鼠的驱避剂。 其他用途 它用于烟火特效，例如产生黑烟和模拟爆炸。它用于在制造高孔隙率砂轮时制造人造孔。过去，萘是通过口服给药来杀死牲畜体内的寄生虫。萘及其烷基同系物是杂酚油的主要成分。萘在工程中用于研究使用质量升华的传热。 它已被提议作为冷气卫星推进器的替代推进剂。 健康影响 接触大量萘可能会损害或破坏红细胞，最常见于患有称为6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)缺乏症的遗传性疾病的人，超过4亿人患有这种疾病。人类，尤其是儿童，在摄入含有萘的樟脑丸或除臭剂块后，会患上溶血性贫血。症状包括疲劳、食欲不振、烦躁和皮肤苍白。接触大量萘可能会导致精神错乱、恶心、呕吐、腹泻、血液中的血液。尿液和黄疸（由于肝功能障碍导致的皮肤呈黄色）。 美国国家毒理学计划(NTP)进行了一项实验，让雄性和雌性大鼠和小鼠在工作日暴露于萘蒸气中，为期两年。[38]雄性和雌性大鼠都表现出致癌的证据，鼻腺瘤和神经母细胞瘤的发病率增加。基于肺泡和细支气管腺瘤的发病率增加，雌性小鼠表现出一些致癌的证据，而雄性小鼠没有表现出致癌的证据。 国际癌症研究机构(IARC)将萘归类为可能对人类和动物致癌（2B组）。IARC还指出，急性接触会导致人类、大鼠、兔子和小鼠出现白内障；溶血性贫血（上述）可能发生在儿童和婴儿经口或吸入暴露后或怀孕期间母体暴露后。根据加利福尼亚州的第65号提案，萘被列为“该州已知会致癌”。樟脑丸和某些类型的含有萘的空气清新剂致癌作用的可能机制已被确定。 萘衍生物 萘衍生物的部分清单包括以下化合物：
|
