萘

萘由两个苯环构成的最简单的稠环芳香烃，俗称“卫生球”。是煤焦油加工的主要产品之一。萘在工业上以粗萘(工业萘和压榨萘)和精萘等产品形式出现。萘的分子式为C10H8，分子量为128.17。熔点为80.28℃，固态密度为1.145g/cm3，液态密度(85℃)为0.9752g/cm3，比热容(100℃)为1809J/(kg·K)，折射率(85℃)为1.5898。萘为无色单斜晶体，易挥发、升华，有特殊气味，易燃，能与空气形成爆炸性混合物;其石油醚溶液在汞灯下呈红紫色荧光，几乎不溶于水，能溶于醚、醇、苯等类溶剂。萘蒸气和粉尘吸入人体内或通过皮肤吸收都能使人中毒，空气中极限允许浓度为20mg/m3。萘是染料、塑料、油漆、医药和农药等工业的基本原料之一，曾直接作为衣物、皮毛防蛀的卫生球使用。
萘比苯容易发生取代反应——卤代、硝化、磺化和傅氏反应。α-碳原子上的电子密度较高，生成α-取代产物的速率较快; β-取代产物稳定性较大。取代反应中α-和β-取代产物的比例决定于试剂的性质、催化剂、溶剂、温度等因素。如卤代和硝化反应是不可逆的，一般主要生成α-取代产物，其中溴代反应不需要催化剂就能发生。

磺化反应是可逆的，温度较低时，主产物为α-萘磺酸，温度较高时，主产物为β-萘磺酸，当温度升高时，α-萘磺酸可以转变为更稳定的β-萘磺酸：

以上信息由Chemicalbook的晓楠编辑整理。萘的分子结构是由两个苯环共用两个相邻碳原子稠合而成。现代物理方法证明二苯环处于同一平面，每个碳原子都是sp2杂化，所有碳原子的p轨道互相平行，重叠形成封闭的共轭体系。与苯环不同的是，萘分子结构的p轨道的重叠不完全相同，电子密度没有完全平均化，各碳原子间键长不相等。
萘环上取代基的位置可用α，β表示，也可用阿拉伯数字表示。例如：

根据分子轨道法计算， 萘分子中电子密度以α位为最高，β位次之。
萘为白色片状晶体，熔点80.6℃，沸点218℃，相对密度0.9625(100/4℃)，有特殊气味，能挥发，易升华，蒸气有杀虫效应，可用作防蛀剂。
萘的化学性质较苯活泼，可发生取代、加成、氧化等反应，且α位较β位易发生反应。

精萘是指粗萘(工业萘或压榨萘)进一步提纯得到的含萘98.45%以上的萘产品。精萘的生产方法主要有熔融-结晶法(见萘熔融-结晶精制)、加氢法(见萘加氢精制)、酸洗蒸馏法、溶剂结晶法、升华法和甲醛法等。酸洗蒸馏法工艺简单，操作较方便，但萘损失较多，设备腐蚀严重，废酸处理困难，生产环境较差，已逐渐淘汰。升华法产品纯度较低，也不常用。
酸洗蒸馏法:用96～98%的浓硫酸洗涤粗萘，将硫杂茚和不饱和化合物磺化、聚合成树脂状物质 (俗称酸焦油)，碱性化合物与硫酸结合转入硫酸层，酸类则在随后的碱洗时除去，制得精萘。工艺流程为：粗萘 (工业萘或压榨萘)被加热熔化，并继续升温到90～95℃， 在酸洗槽中分数次加入总量为4% (对工业萘) 的浓硫酸，搅拌后静置分离，从底部排出硫酸盐基，上部排出的液体萘依次用热水和10～12%的氢氧化钠溶液洗涤。从碱洗分离器流出的液体萘再进入真空精馏塔，塔顶真空度保持8.0～10.7kPa。从塔顶采出的精萘，经精萘接受槽送入萘转鼓结晶机制成片状，其结晶点在79.3℃以上。酸洗过程中萘的损失约4～5% (对压榨萘)和4～9% (对工业萘)。为提高酸洗效果和减少萘的损失， 苏联采用硫酸甲醛法洗涤净化。
甲醛法：粗萘中的不饱和化合物和硫茚等杂质在酸性介质中与甲醛缩聚成树脂状物质，经分离除去。熔融的粗萘先经浓硫酸脱水和缩聚， 再用甲醛硫酸溶液进一步缩聚， 分离除去树脂层， 然后经加碱中和、水洗、精馏、切片，即得结晶点大于79.3℃的精萘。萘精制率约为90%。也可不经浓硫酸脱水和缩聚工序，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，可以从煤焦油的中油馏分或石油产品裂化所得的高沸点馏分用结晶法分离获得。其产量多少可作为衡量有机化工发展水平的标志之一。约有80%的萘用来制取邻苯二甲酸酐，邻苯二甲酸酐是重要的有机化工原料，并进一步合成增塑剂及一些染料。其余用作染料中间体及生产鞣革、表面活性剂。少量用于代替樟脑制卫生丸，利用其特殊气味供家庭衣物驱虫防蛀用。但萘蒸气或粉尘吸入人体会引起头痛、恶心，量大时会引起视角膜混浊和视神经炎、心肌炎等。
萘的化学性质比苯活泼，与金属钠在沸腾的无水乙醇中还原为1，4-二氢萘; 在沸腾的戊醇中则全部还原为1，2，3，4-四氢萘; 被铬酸氧化为1，4-萘醌。用五氧化二钒高温催化氧化可得邻苯二甲酸酐，它是重要的有机化工中间体。萘比苯易发生取代反应，且 α位比β位更活泼，硝化可得高产率的 α- 硝基萘及少量的β-硝基萘; 在三氯化铁等催化剂作用下与卤素反应，主要产物也是α-卤代萘。磺化反应有两种产物，在较低温度 (60℃)下反应主要得α-萘磺酸; 在较高温度下(160℃)反应主要得β-萘磺酸。因为磺化是可递反应，温度升高使已生成的 α-萘磺酸转变为β-萘磺酸。在无水三氯化铝催化下可进行酰基化反应，生成α及β-酰基萘的混合物。萘无论是固体或液体，都具可燃性。粗萘在高温下有自燃的可能。蒸气或细粉在空气中混有一定比例就具有爆炸性。纯萘一般没有腐蚀性，但含有杂质，特别是含苯酐时就有腐蚀性。
参考资料：袁运开,顾明远 主编.科学技术社会辞典·化学.杭州：浙江教育出版社.利用熔融的粗萘在冷却结晶时发生组分在液固两相间重新分布的原理，经过多次熔融结晶来提纯萘的工艺过程。是对萘油馏分加工得到的粗萘进行精制的工艺之一。粗萘中的杂质一般会降低萘的熔点，所以当液态粗萘缓慢冷却时萘首先结晶析出，而杂质则聚集在液相中。若析出的萘再次熔融和结晶，则再次析出的萘结晶纯度又进一步提高。严格控制熔融和结晶过程的温度和速度，最终可得到高纯度的精萘产品。萘熔融-结晶精制可以连续进行，也可半连续或间歇进行。
工业萘中的主要杂质是硫茚，硫茚的沸点与萘的沸点只差2℃，很难用蒸馏方法除去，而它们的结晶点相差达48℃，所以更宜用熔融-结晶法把它们分离而使萘得到精制。
发展简史：1952年普凡(W.G.Pfann)首先提出熔融-结晶精制技术(区域熔融)，主要用于半导体和金属材料的提纯，也可用于提纯有机化合物。法国普罗阿布德公司，用此法进行了提纯萘的试验，并于1962年在英国实现了工业生产。以后又出现了澳大利亚联合碳化物公司的布罗迪法、瑞士的苏尔寿法等提纯萘的熔融-结晶精制工艺。1985年，中国建成了布罗迪法精萘装置，后又陆续建了一些普罗阿布德型装置。
工艺流程：有布罗迪法、苏尔寿法和普罗阿布德法三种。
无色有光泽的单斜晶体。有强烈的焦油味。在常温下易升华。 不溶于水，可溶于乙醚、乙醇、氯仿、二硫化碳、苯等。萘是农药生产中的一种原料，可以制造成甲萘酚、乙萘酚，也可以氧化成苯二甲酸酐，进一步生成苯二甲酰亚胺，也可以与氯乙酸生成萘乙酸。可作为杀虫剂亚胺硫磷、甲萘威，除草剂灭草松、敌草胺，植物生长调节剂萘乙酸和萘氧乙酸等的中间体。用于皮革防霉，防腐。精萘可用染料，医药等领域，如生产2-萘酚、1-萘酚和甲萘胺等，也是生产樟脑的主要原料。

萘是工业上最重要的稠环烃，主要用于生产苯酐、各种萘酚、萘胺等，是生产合成树脂、增塑剂、染料的中间体、表面活性剂、合成纤维、涂料、农药、医药、香料、橡胶助剂和杀虫剂的原料。萘的用途分配，各国有所不同。用于生产苯酐的大致占70%，用于染料中间体和橡胶助剂的约占15%，杀虫剂的约占6%，鞣革剂的约占4%。美国用于生产杀虫剂的比例较大，主要是用于生产西维因。以萘为原料，经过磺化、硝化、还原、胺化、水解等单元操作，可制得多种中间体。精萘的应用还在拓宽，新产品“超级塑性材料”即萘磺酸盐甲醛缩合物，可用作水泥添加剂，增加混凝土的塑性变形而不降低其强度。

有机分析中作难溶性染料结晶的溶剂。测定分子量。比色法标准。有机微量分析测定碳和氢的标准。液体闪烁计数中晶体有机闪烁剂。校正温度计。有机合成。粗萘经白土精制而得精萘。其制备方法是在高温煤焦油中(萘约占8％～12％)，将焦油蒸馏切除轻油馏分和酚油馏分后，切取210～230℃馏分，即得萘油馏分。将萘油馏分采用冷却结晶法，可得萘含量为75％的粗萘，然后将粗萘进行过滤、干燥和压榨，即得萘含量为96％～98％的压榨块，将压榨萘熔融，加硫酸洗涤净化，再用10％氢氧化钠中和并脱酚，然后进行蒸馏蒸出水分，收集100～130℃馏分，最后经结晶成型得成品。
若由石油烃制得，其原料来源于催化重质重整油、催化裂解精循环油、裂解制乙烯的副产焦油等。易燃固体高毒口服- 大鼠 LD50: 490 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 316 毫克/ 公斤皮肤- 兔子 495 毫克/ 24小时 轻度; 眼- 兔子 100 毫克/ 24小时 轻度与空气混合可爆遇明火、高温、氧化剂易燃; 燃烧产生刺激烟雾库房通风低温干燥; 与氧化剂、酸类分开存放水、泡沫、二氧化碳、干粉TWA 10 PPM (50 毫克/ 立方米); STEL 15 PPM (75 毫克/ 立方米)