萘
萘 性質(zhì)
熔點 | 80-82 °C (lit.) |
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沸點 | 218 °C (lit.) |
密度 | 0.99 |
蒸氣密度 | 4.4 (vs air) |
蒸氣壓 | 0.03 mm Hg ( 25 °C) |
折射率 | 1.5821 |
閃點 | 174 °F |
儲存條件 | Store below +30°C. |
溶解度 | 可溶于甲醇:50mg/mL,澄清,無色 |
形態(tài) | 淡米色至棕色至鮭魚紅色粉末 |
顏色 | 白色到近乎白色 |
比重 | 1.145 |
氣味 (Odor) | 10.00% 的苯甲酸芐酯溶液。辛辣味 |
香型 | pungent |
爆炸極限值(explosive limit) | 0.9-5.9%(V) |
水溶解性 | 30 mg/L (25 ºC) |
Merck | 14,6370 |
BRN | 1421310 |
Henry's Law Constant | 5.64 at 25 °C (thermodynamic method-GC/UV spectrophotometry, Altschuh et al., 1999) |
暴露限值 | TLV-TWA 10 ppm (~50 mg/m3) (ACGIH, MSHA, and OSHA); STEL 15 ppm (~75 mg/m3) (ACGIH); IDLH 500 ppm. |
介電常數(shù) | 2.5(85℃) |
InChIKey | UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N |
LogP | 3.7 at 25℃ |
CAS 數(shù)據(jù)庫 | 91-20-3(CAS DataBase Reference) |
(IARC)致癌物分類 | 2B (Vol. 82) 2002 |
NIST化學(xué)物質(zhì)信息 | Naphthalene(91-20-3) |
EPA化學(xué)物質(zhì)信息 | Naphthalene (91-20-3) |
萘比苯容易發(fā)生取代反應(yīng)——鹵代、硝化、磺化和傅氏反應(yīng)。α-碳原子上的電子密度較高,生成α-取代產(chǎn)物的速率較快; β-取代產(chǎn)物穩(wěn)定性較大。取代反應(yīng)中α-和β-取代產(chǎn)物的比例決定于試劑的性質(zhì)、催化劑、溶劑、溫度等因素。如鹵代和硝化反應(yīng)是不可逆的,一般主要生成α-取代產(chǎn)物,其中溴代反應(yīng)不需要催化劑就能發(fā)生。
磺化反應(yīng)是可逆的,溫度較低時,主產(chǎn)物為α-萘磺酸,溫度較高時,主產(chǎn)物為β-萘磺酸,當(dāng)溫度升高時,α-萘磺酸可以轉(zhuǎn)變?yōu)楦€(wěn)定的β-萘磺酸:
以上信息由Chemicalbook的曉楠編輯整理。萘的分子結(jié)構(gòu)是由兩個苯環(huán)共用兩個相鄰碳原子稠合而成?,F(xiàn)代物理方法證明二苯環(huán)處于同一平面,每個碳原子都是sp2雜化,所有碳原子的p軌道互相平行,重疊形成封閉的共軛體系。與苯環(huán)不同的是,萘分子結(jié)構(gòu)的p軌道的重疊不完全相同,電子密度沒有完全平均化,各碳原子間鍵長不相等。
萘環(huán)上取代基的位置可用α,β表示,也可用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。例如:
根據(jù)分子軌道法計算, 萘分子中電子密度以α位為最高,β位次之。
萘為白色片狀晶體,熔點80.6℃,沸點218℃,相對密度0.9625(100/4℃),有特殊氣味,能揮發(fā),易升華,蒸氣有殺蟲效應(yīng),可用作防蛀劑。
萘的化學(xué)性質(zhì)較苯活潑,可發(fā)生取代、加成、氧化等反應(yīng),且α位較β位易發(fā)生反應(yīng)。
精萘是指粗萘(工業(yè)萘或壓榨萘)進(jìn)一步提純得到的含萘98.45%以上的萘產(chǎn)品。精萘的生產(chǎn)方法主要有熔融-結(jié)晶法(見萘熔融-結(jié)晶精制)、加氫法(見萘加氫精制)、酸洗蒸餾法、溶劑結(jié)晶法、升華法和甲醛法等。酸洗蒸餾法工藝簡單,操作較方便,但萘損失較多,設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,廢酸處理困難,生產(chǎn)環(huán)境較差,已逐漸淘汰。升華法產(chǎn)品純度較低,也不常用。
酸洗蒸餾法:用96~98%的濃硫酸洗滌粗萘,將硫雜茚和不飽和化合物磺化、聚合成樹脂狀物質(zhì) (俗稱酸焦油),堿性化合物與硫酸結(jié)合轉(zhuǎn)入硫酸層,酸類則在隨后的堿洗時除去,制得精萘。工藝流程為:粗萘 (工業(yè)萘或壓榨萘)被加熱熔化,并繼續(xù)升溫到90~95℃, 在酸洗槽中分?jǐn)?shù)次加入總量為4% (對工業(yè)萘) 的濃硫酸,攪拌后靜置分離,從底部排出硫酸鹽基,上部排出的液體萘依次用熱水和10~12%的氫氧化鈉溶液洗滌。從堿洗分離器流出的液體萘再進(jìn)入真空精餾塔,塔頂真空度保持8.0~10.7kPa。從塔頂采出的精萘,經(jīng)精萘接受槽送入萘轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機制成片狀,其結(jié)晶點在79.3℃以上。酸洗過程中萘的損失約4~5% (對壓榨萘)和4~9% (對工業(yè)萘)。為提高酸洗效果和減少萘的損失, 蘇聯(lián)采用硫酸甲醛法洗滌凈化。
甲醛法:粗萘中的不飽和化合物和硫茚等雜質(zhì)在酸性介質(zhì)中與甲醛縮聚成樹脂狀物質(zhì),經(jīng)分離除去。熔融的粗萘先經(jīng)濃硫酸脫水和縮聚, 再用甲醛硫酸溶液進(jìn)一步縮聚, 分離除去樹脂層, 然后經(jīng)加堿中和、水洗、精餾、切片,即得結(jié)晶點大于79.3℃的精萘。萘精制率約為90%。也可不經(jīng)濃硫酸脫水和縮聚工序,直接用甲醛硫酸溶液精制。萘是重要的化工原料,煤焦油中含萘10%左右,可以從煤焦油的中油餾分或石油產(chǎn)品裂化所得的高沸點餾分用結(jié)晶法分離獲得。其產(chǎn)量多少可作為衡量有機化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。約有80%的萘用來制取鄰苯二甲酸酐,鄰苯二甲酸酐是重要的有機化工原料,并進(jìn)一步合成增塑劑及一些染料。其余用作染料中間體及生產(chǎn)鞣革、表面活性劑。少量用于代替樟腦制衛(wèi)生丸,利用其特殊氣味供家庭衣物驅(qū)蟲防蛀用。但萘蒸氣或粉塵吸入人體會引起頭痛、惡心,量大時會引起視角膜混濁和視神經(jīng)炎、心肌炎等。
萘的化學(xué)性質(zhì)比苯活潑,與金屬鈉在沸騰的無水乙醇中還原為1,4-二氫萘; 在沸騰的戊醇中則全部還原為1,2,3,4-四氫萘; 被鉻酸氧化為1,4-萘醌。用五氧化二釩高溫催化氧化可得鄰苯二甲酸酐,它是重要的有機化工中間體。萘比苯易發(fā)生取代反應(yīng),且 α位比β位更活潑,硝化可得高產(chǎn)率的 α- 硝基萘及少量的β-硝基萘; 在三氯化鐵等催化劑作用下與鹵素反應(yīng),主要產(chǎn)物也是α-鹵代萘?;腔磻?yīng)有兩種產(chǎn)物,在較低溫度 (60℃)下反應(yīng)主要得α-萘磺酸; 在較高溫度下(160℃)反應(yīng)主要得β-萘磺酸。因為磺化是可遞反應(yīng),溫度升高使已生成的 α-萘磺酸轉(zhuǎn)變?yōu)棣?萘磺酸。在無水三氯化鋁催化下可進(jìn)行酰基化反應(yīng),生成α及β-酰基萘的混合物。萘無論是固體或液體,都具可燃性。粗萘在高溫下有自燃的可能。蒸氣或細(xì)粉在空氣中混有一定比例就具有爆炸性。純萘一般沒有腐蝕性,但含有雜質(zhì),特別是含苯酐時就有腐蝕性。
參考資料:袁運開,顧明遠(yuǎn) 主編.科學(xué)技術(shù)社會辭典·化學(xué).杭州:浙江教育出版社.利用熔融的粗萘在冷卻結(jié)晶時發(fā)生組分在液固兩相間重新分布的原理,經(jīng)過多次熔融結(jié)晶來提純萘的工藝過程。是對萘油餾分加工得到的粗萘進(jìn)行精制的工藝之一。粗萘中的雜質(zhì)一般會降低萘的熔點,所以當(dāng)液態(tài)粗萘緩慢冷卻時萘首先結(jié)晶析出,而雜質(zhì)則聚集在液相中。若析出的萘再次熔融和結(jié)晶,則再次析出的萘結(jié)晶純度又進(jìn)一步提高。嚴(yán)格控制熔融和結(jié)晶過程的溫度和速度,最終可得到高純度的精萘產(chǎn)品。萘熔融-結(jié)晶精制可以連續(xù)進(jìn)行,也可半連續(xù)或間歇進(jìn)行。
工業(yè)萘中的主要雜質(zhì)是硫茚,硫茚的沸點與萘的沸點只差2℃,很難用蒸餾方法除去,而它們的結(jié)晶點相差達(dá)48℃,所以更宜用熔融-結(jié)晶法把它們分離而使萘得到精制。
發(fā)展簡史:1952年普凡(W.G.Pfann)首先提出熔融-結(jié)晶精制技術(shù)(區(qū)域熔融),主要用于半導(dǎo)體和金屬材料的提純,也可用于提純有機化合物。法國普羅阿布德公司,用此法進(jìn)行了提純萘的試驗,并于1962年在英國實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)。以后又出現(xiàn)了澳大利亞聯(lián)合碳化物公司的布羅迪法、瑞士的蘇爾壽法等提純萘的熔融-結(jié)晶精制工藝。1985年,中國建成了布羅迪法精萘裝置,后又陸續(xù)建了一些普羅阿布德型裝置。
工藝流程:有布羅迪法、蘇爾壽法和普羅阿布德法三種。
萘是工業(yè)上最重要的稠環(huán)烴,主要用于生產(chǎn)苯酐、各種萘酚、萘胺等,是生產(chǎn)合成樹脂、增塑劑、染料的中間體、表面活性劑、合成纖維、涂料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料、橡膠助劑和殺蟲劑的原料。萘的用途分配,各國有所不同。用于生產(chǎn)苯酐的大致占70%,用于染料中間體和橡膠助劑的約占15%,殺蟲劑的約占6%,鞣革劑的約占4%。美國用于生產(chǎn)殺蟲劑的比例較大,主要是用于生產(chǎn)西維因。以萘為原料,經(jīng)過磺化、硝化、還原、胺化、水解等單元操作,可制得多種中間體。精萘的應(yīng)用還在拓寬,新產(chǎn)品“超級塑性材料”即萘磺酸鹽甲醛縮合物,可用作水泥添加劑,增加混凝土的塑性變形而不降低其強度。
若由石油烴制得,其原料來源于催化重質(zhì)重整油、催化裂解精循環(huán)油、裂解制乙烯的副產(chǎn)焦油等。
安全信息
危險品標(biāo)志 | Xn,N,F,T |
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危險類別碼 | 22-40-50/53-67-65-38-11-39/23/24/25-23/24/25-52/53-20 |
安全說明 | 36/37-46-60-61-62-45-16-7-33-25-9 |
危險品運輸編號 | UN 1334 4.1/PG 3 |
職業(yè)暴露等級 | A |
職業(yè)暴露限值 | TWA: 10 ppm (50 mg/m3), STEL: 15 ppm (75 mg/m3) |
WGK Germany | 3 |
RTECS號 | QJ0525000 |
自燃溫度 | 978 °F |
TSCA | Yes |
危險等級 | 4.1 |
包裝類別 | III |
海關(guān)編碼 | 29029010 |
毒害物質(zhì)數(shù)據(jù) | 91-20-3(Hazardous Substances Data) |
毒性 | Acute oral LD50 for guinea pigs 1,200 mg/kg, mice 533 mg/kg, rats 1,250 mg/kg (quoted, RTECS, 1985). |
立即威脅生命和健康濃度 | 250 ppm |
提供商 | 語言 |
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