Chimie‎ > ‎

Naftalina




NAFTALINA

Cea mai simpla hidrocarbura din aceasta sere, naftalina,  , cristalizeaza in foite incolore cu p.t. 80,3  si p. f. 218 . Sublima cu mult inainte de punctul de fierbere si se evapora chiar la temperatura obisnuita. In apa este insolubila; se dizolva usor in dizolvantii organici.
Probllema structurii naftalinei are, ca si benzenul, doua aspecte: unul priveste scheletul adica felul cum sunt legati atomii de carbon si de hidrogen, celalalt se refera la natura si pozitia dublelor legaturi.
Scheletul naftalinei este compus din doua inele benzenice, condensate prin doua valente orto ale unuia din ele. Cei opt atomi de hidrogen sunt legati de opt atomi de carbon, iar doi atomi de carbon nu poarta hiddrogen.




Dovada principala a acestei formari este reactia de oxidare partiala, care rupe unul din inele si duce la acidul ftalmic:




Numarul izomerilor la derivai substituiti 
Din formula naftalinei rezulta ca nu toate grupele CH ale acestei hidrocarburi sunt echivalente intre ele, ca ale benzenului: sunt echivalente pe de o parte, cele patru grupe din pozitiile 1,4,5 si 8, numite pozitiile α, si pe de alta parte, cele patru grupe din pozitiile 2,3,6 si 7, numite pozitiile β. In consecinta pot exista doi derivati monosubstituiti izomeri:




Atomii de carbon comuni celor doua cicluri nu poara hidrogen si deci nu pot lua parte la reactii de substitutie. De aceea nu sunt numerotati in formula. In derivatii hidrogenati ai naftalinei, in care si acesti atomi pot fi substituiti, ei se numesc pozitiile 9 si 10.
In ceea ce priveste derivatii substituiti sunt posibili 10 izomeri, cand substituentii sunt identici, si 14, cand sunt diferiti. Pozitiile 1,2 si 2,3 desi ambele orto, nu sunt echivalente. Pozitia 1,8 se numeste peri. Numarul izomerilor, de pozitie, la derivatii naftalinei, este deci mult mai mare decat la derivatii benzenului.
Proprietati chimice
Reactiile naftalinei se aseamana mult cu ale benzenului. Naftalina este insa in general mai reactiva.
Reactii de substitutie. Reactiile cele mai numeroase si cele mai caracteristice ale naftalinei sunt reactiile de substitutie, ca si la benzen. Naftalina poate fi clorurata sau bromurata, nitrata, sulfonata, alchilata etc. si da astfel nastere unui numar mare de derivati importanti din punct de vedere stiintific si tehnic.
De remarcat este faptul ca substitutia se produce mai usor in pozitia α decat in pozitia β. Asa de exemplu, prin nitrare se obtine α-nitronaftalina; prin sulfonare la temperatura joasa (sub 100 ) se formeaza acidul α-naftalinsulfonic, iar prin bromurare α-bromnaftalina. 
Cand molecula contine un substituent de ordinul I, in pozitia 1, acesta orienteaza in general substitutia inspre pozitia 4: 




Acelasi substituent, cand se afla in pozitia 2, orienteaza de cele mai multe ori substitutia inspre pozitia 1, invecinata:




Aceste reguli au insa numeroase exceptii.
Reactii de aditie. Naftalina are proprietati mai putin aromatice, mai nesaturate, decat benzenul, ceea ce se recunoaste in faptul ca da, mai usor decat acesta, reactii de aditie. Caracteristic este faptul ca se pot aditiona la naftalina, relativ usor, doi atomi de hidrogen (ceea ce reuseste si la benzen, in conditii drastice). Astfel, prin tratarea naftalinei, in solutie alcoolica, cu sodi, se obtine 1,4-hidronaftalina:




1,4-dihidronaftalina se transforma, prin incalzire cu etoxid de sodiu, in 1,2-dihidronaftalina, care este deci cel mai stabil dintre cei doi izomeri. 
Prin tratare energica cu sodiu si alcool, se pot aditiona patru atomi de hidrogen la unul din nucleele naftalinei si se obtine tetrahidronaftalina sau tetralina  . Mai usor se obtine tetralina prin hidrogenare catalitica in faza lichida, sub presiune de hidrogen, cu catalizator de nichel. Aceasta este si metoda industriala de preparare. Tetralina este un lichid cu p.f.206  .La fel ,dar mai incet, se obtine si decahidronaftalina sau decalina,  ,sub forma amestecului celor doi stereozomeri.      
       Caracterul chimic al tetralinei este acela al unei hidrocarburi benzenice cu catena laterala saturata. Inelul aromatic se substituie normal; cel saturat se bromureaza, oxideaza etc. in pozitile adiacente nucleului aromatic. 
      Naftalina aditioneaza clor la rece si la lumina, in absenta catalizatorilor de halogenare, 1,4-dihidronaftalina si 1,2,3,4-tetraclor-1,2,3,4-tetrahidronaftalina(in prezenta de catalizatori sau la cald se formeaza produsi de substitutie). Produsii de aditie   elimina usor HCl la slaba incalzire si dau,ca produsi principali, 1-clor-, respectiv 1,4-diclornaftalina.
     Cu ozon   reactioneaza nimai unul din inelele naftalinei, la ambele duble legaturi, formandu-se,        dupa prelucrarea obisnuita aldehida ftalica si glioxal.
   Despre reactia de aditie a sodiului metalic la naftalina (transfer de doi  electroni), care are loc in pozitiile  1,4.
3. Oxidarea naftalinei se face mai usor decat a benzenului  si duce, dupa cum s-a spus la acidul       ftalic. Intermediar se formeaza     α-naftochinona care in anumite conditii, poate fi izolata : 




  In omologii  naftalinei   insa, ca si in al benzenului, se oxideaza catena   laterala, lasand nucleul  aromatic neatins. Ca exemplu mentionam oxiidarea unei hidrocarburi  triciclice, acenaftenul, care duce intai la dicetona, acenaften-chinona, apoi, prin continuarea oxidarii la acidul peri-naftelin-dicarboxilic sau acidul natalic: 




4. Caracterul mai putin aromatic al naftelinei, in comparatie cu al benzenului, se manifesta si in unele reactii ale derivatilor ei. Astfel, naftolii se pot transforma in eteri, prin fierbere cu un alcool, in prezenta de acid clorhidric (catalizator):
             
Aceasta reactie se intalneste si la alcoolii alifatici, nu insa la fenol. Daca insa se hidrogeneaza unul din cele doua nuclee ale naftalinei, celalalt dobandeste un caracter aromatic de acelasi tip cu al derivatilor benzenului. 




Astfel, tetrahidronaftolul, cu formula de mai sus, nu poate eterificat prin combinare directa cu un alcool. Naftilaminele au, de asemenea, proprietati intermediare intre proprietatile aminelor pur aromatice, ca analina, si cele alifatice.

Derivati mai importanti.
Primul termen al seriei, naftalina, este cel mai important. Sursa aproape unica din care se procura sunt gudroanele carbunilor de pamant, in care naftalina este continuta in proportie mare, de 6-8%. Omologii naftalinei, care se intalnesc si ei in abundenta in gudroane, nu au gasit intrebuintari pana azi.
Naftalina este materia prima la fabricarea acidului ftalic, a naftolilor, a naftilaminelor si a multor alti derivati, printre caare se numara coloranti pretiosi. Tetralina si decalina servesc ca dizolvanti.
Comments