Reakcija oksidacije naftalena. IV.4
Najjednostavniji od kondenziranih benzojevih ugljikovodika je naftalen:
Pozicije 1,4,5 i 8 označene su "α", pozicije 2, 3,6,7 označene su "β".
Načini dobivanja.
Glavnina naftalina dobiva se iz katrana ugljena.
U laboratorijskim uvjetima naftalen se može dobiti propuštanjem para benzena i acetilena preko drvenog ugljena:
Dehidrociklizacija preko platine homologa benzena s bočnim lancem od četiri ili više ugljikovih atoma:
Reakcijom dienske sinteze 1,3-butadiena s P-benzokinon:
Naftalen je kristalna tvar s T mn. 80 0 C, karakteriziran visokom hlapljivošću.
Naftalen lakše ulazi u reakcije elektrofilne supstitucije od benzena. U ovom slučaju, prvi supstituent gotovo uvijek postaje u α-položaju:
Ulazak elektrofilnog agensa u β-položaj je rjeđi. U pravilu se to događa u određenim uvjetima. Konkretno, sulfoniranje naftalena na 60 0 C odvija se kao kinetički kontrolirani proces s predominantnim stvaranjem 1-naftalensulfonske kiseline. Sulfoniranje naftalena na 160 0 C odvija se kao termodinamički kontrolirani proces i dovodi do stvaranja 2-naftalensulfonske kiseline:
Kada se drugi supstituent uvede u molekulu naftalena, orijentacija je određena prirodom supstituenta koji je već prisutan u njoj. Supstituenti donori elektrona smješteni u molekuli naftalena usmjeravaju napad na isti prsten na 2. i 4. poziciji:
Supstituenti koji privlače elektrone koji se nalaze u molekuli naftalena usmjeravaju napad na drugi prsten na 5. i 8. poziciji:
Oksidacija
Oksidacija naftalena atmosferskim kisikom upotrebom vanadijevog pentoksida kao katalizatora dovodi do stvaranja ftalnog anhidrida:
Oporavak
Naftalen se može reducirati djelovanjem različitih redukcijskih sredstava uz dodatak 1, 2 ili 5 mola vodika:
2.2. Antracen, fenantren
Izgradnjom drugog prstena od naftalena mogu se dobiti dva izomerna ugljikovodika - antracen i fenantren:
Pozicije 1, 4, 5 i 8 označene su "α", pozicije 2, 3, 6 i 7 označene su "β", pozicije 9 i 10 označene su "γ" ili "meso" - srednji položaj.
Načini dobivanja.
Većina antracena dobiva se iz katrana ugljena.
U laboratorijskim uvjetima antracen se dobiva Friedel-Craftsovom reakcijom iz benzena ili s tetrabromoetanom:
ili reakcijom s ftalnim anhidridom:
Kao rezultat reakcije dobiva se antrakinon koji se lako reducira u antracen. Na primjer, natrijev borohidrid:
Također se koristi Fittigova reakcija prema kojoj se molekula antracena dobiva iz dvije molekule orto- bromobenzil bromid:
Svojstva:
Antracen je kristalna tvar s T pl. 213 0 C. Sva tri benzenska prstena antracena leže u istoj ravnini.
Antracen lako dodaje vodik, brom i anhidrid maleinske kiseline na položaje 9 i 10:
Produkt dodavanja broma lako gubi bromovodik da bi nastao 9-bromantracen.
Pod djelovanjem oksidirajućih sredstava antracen se lako oksidira u antrakinon:
Fenatren je, kao i antracen, sastavni dio katrana ugljena.
Baš kao i antracen, fenantren dodaje vodik i brom na položaje 9,10:
Pod djelovanjem oksidirajućih sredstava fenantren se lako oksidira u fenantrenkinon, koji se dalje oksidira u 2,2`-bifensku kiselinu:
11 > .. >> Dalje
Oksidacija
3I
Benindustri za proizvodnju a-naftola, ftalnog anhidrida i drugih međuproizvoda, plastifikatora, sredstava za štavljenje, antioksidansa, sredstava za vlaženje i emulgatora za Buna gumu; 4073 g otkupila druga poduzeća; 15.600 tona za proizvodnju plinske čađe i 2.400 g za svjetiljku; 4600 t za insekticide, 2300 t za antioksidanse, 1700 t za maziva i 400 g za ostale namjene (pesticidi, izolacijski materijali, dizelsko gorivo)""
Oksidacija
Naftalen se oksidira i reducira mnogo jasnije od benzena. Obje ove reakcije su od velike industrijske važnosti, posebno oksidacija naftalena s cijepanjem jednog prstena i stvaranjem ftalnog anhidrida.
Oksidacija bez cijepanja prstena. Naftalen se može oksidirati izravno u a-naftol i 1,4-naftokinon, koji se, međutim, dobivaju u malim prinosima.
a-Naftol se može dobiti kao njegov acetil derivat (2,9 g iz 20 a naftalena) zagrijavanjem ugljikovodika s olovnim tetraacetatom u ledenoj octenoj kiselini68. Kada se naftalen oksidira, β-naftol obično ne nastaje. Međutim, pronađeni su njegovi tragovi nakon šest mjeseci izlaganja ugljikovodika sunčevoj svjetlosti u prisutnosti nitrobenzena u atmosferi dušika59. Uz to, dobiven je u vrlo niskom iskorištenju oksidacijom naftalena pod visokim tlakom kisika preko željeznog oksida (kao katalizatora) u prisutnosti fluorovodika60.
1,4-Naftokinon je obično prisutan u produktima oksidacije naftalena; u pravilu se miješa s drugim proizvodima. U proizvodnji ftalnog anhidrida 1,4-nafto-kinon se dobiva kao nečistoća, posebno pri niskim temperaturama i nedovoljnom suvišku zraka. Dakle, ako se pare naftalena propuštaju preko katalizatora (vanadijev pentoksid + kalijev sulfat) na 430 0C i omjer zrak:naftalen=40:1, tada je iskorištenje 1,4-naftokinona u kontaktnom vremenu od 0,4 tech62 15 %. Iskorištenje 1,4-naftokinona doseže 25% pri prolasku naftalenske pare preko vanadijevog pentoksida (10%) na plovućcu na
* Prema statističkoj zbirci NIITEKHIM (I960), u Njemačkoj je 1957. godine proizveden naftalen: sirovi 110 000 tona, vruće prešanje - 87 700 tona, čisti - 11 500 tona - Napomena. izd.
32
Poglavlje /¦ Naftalin
418 0C (vanjska temperatura) "s kontaktnim vremenom od 0,13 sekundi i 6,5 puta većom količinom zraka u odnosu na onu potrebnu za potpunu oksidaciju naftalena63. 1,4-Naftokinon se može dobiti oksidacijom naftalena s kromnim anhidridom u zagrijanoj ledenoj octenoj kiselini (prinos sirovog produkta 43%)61, vodikov peroksid u octenoj kiselini (prinos 20%)64 ili elektrolitički koristeći 1% sumpornu kiselinu kao elektrolit i mješavinu naftalena i ugljika u platinskoj rešetki kao anodu (prinos 30,4%) 65 Za industrijsku metodu I. G. Farben koja koristi dikromat i kiselinu, vidi str. 451. Posebna metoda za oksidaciju β-metilnaftalena u 2-metil-1,4-naftokinon (vitamin K3, str. 467-468)66 je patentirao., prema kojemu se i?-metilnaftalen otopljen u ugljikovom tetrakloridu oksidira vodenom otopinom KjCr2O-.
Oksidacija s cijepanjem prstena. Kod dublje oksidacije naftalina dolazi do pucanja jednog prstena. Preostali benzenski prsten je relativno otporan na oksidirajuća sredstva, tako da se ftalni anhidrid ili ftalna kiselina mogu dobiti u visokom iskorištenju pod odgovarajućim uvjetima. Proizvodnja ovih spojeva iz naftalena je od velike tehničke važnosti i o njoj se detaljno raspravlja u nastavku. Također su dobiveni spojevi koji odgovaraju međukoracima oksidacije. U o-karboksialocinskoj kiselini
zadržava se svih deset ugljikovih atoma naftalenske jezgre. Dobiveno je na sljedeći način67:
Naftalen (10 g) se pomiješa s peroctenom kiselinom (89 g 26% kiseline). Kako reakcija napreduje, ugljikovodik prelazi u otopinu. Nakon 17 dana o-karboksilna kiselina se odfiltrira. Prinos 5 g, t.t. 203 °C.
Ftalonska kiselina koja sadrži 9 atoma ugljika
.CH=CH-COOH
XXXIV
.CO-COOH
COOH
XXXV
nastao kao rezultat sljedećeg stupnja oksidacije68.
Oksidacija
33
Naftalen (12 kg) se zagrijava s KMnCU (75 kg) u vodi (750 L) pod refluksom ili pod pritiskom sve dok boja ne nestane. Iskorištenje ftalonske kiseline je dobro.
Proizvodnja ftalne kiseline i ftalnog anhidrida.
Naftalen je oduvijek bio glavni polazni materijal za proizvodnju ftalne kiseline i ftalnog anhidrida, iako je u posljednje vrijeme, posebno u vezi s uporabom tereftalata u proizvodnji polimera, važnost tri izomerna ksilena kao sirovine za proizvodnju ftalne kiseline. , izoftalne i tereftalne kiseline je povećan. Trend zamjene naftalena ksilenom će se pojačati kako cijena čistih ksilena bude padala, a cijena naftalena rasla. Međutim, 90% komercijalnog ftalnog anhidrida još uvijek se proizvodi iz naftalena.
Isprva se ftalna kiselina dobivala oksidacijom naftalina kromnom ili dušičnom kiselinom, no krajem 19. stoljeća sve veća potražnja za ftalnim anhidridom za proizvodnju bojila poslužila je kao poticaj za razvoj jeftinije metode njegove proizvodnje. Godine 1896. BASF je patentirao metodu kojom se naftalen oksidira sa 100% sumpornom kiselinom (15 sati) u prisutnosti HgSO4 (0,5 sati) na 250-300 °C; proces je popraćen oslobađanjem sumpornog dioksida i ugljičnog dioksida69. Industrijski razvoj ove jeftinije metode pridonio je brzom razvoju proizvodnje sintetskih indigoida (preko ftalima i antranilne kiseline). Tijekom Prvog svjetskog rata prekinuta je njemačka opskrba Amerike i Velike Britanije. Pokušaji američkih kemičara da ovladaju metodom tekuće faze za dobivanje ftalnog anhidrida opisanom u literaturi bili su neuspješni: prosječno iskorištenje bilo je samo 70-25%. Godine 1917. američko ministarstvo poljoprivrede najavilo je razvoj katalitičke metode parne faze u laboratoriju. Kasnije je ovu metodu za organizaciju proizvodnje velike tonaže usvojilo nekoliko tvrtki koje su dobile odgovarajuće patente71. Mnogo kasnije, valjanost ovih patenata osporio je Wohl (I. G. Farbenindustry), koji je u isto vrijeme razvio gotovo identičan proces. Time je potvrđen prioritet njegovih patenata72,""jer je u Njemačkoj metoda izvedena praktički nekoliko dana ranije nego u SAD. Godine 1922. Conover i Gibbs70 (SAD) objavili su u tisku da su razvili metodu kojom su naftalenske pare i četverostruki višak zraka propušteni preko katalizatora na 350-500°C; kao katalizator se koristi molibden oksid ili vanadij pentoksid. Osim toga, veliki broj drugih katalizatora je testiran s manje uspjeha.
Glavna područja primjene naftalina prikazana su na dijagramu (slika 16).
Jedno od najvažnijih područja industrijske uporabe naftalena je oksidacija do ftalnog anhidrida. Oksidacija naftalena provodi se metodom parne faze na katalizatoru vanadij-kalij sulfat u stacionarnom ili fluidiziranom sloju:
4-502 - a: > + 2C02 + 2H20
Prinos ftalnog anhidrida na ovom katalizatoru je
86-89%, produktivnost proizvoda 40 kg/h po 1 m3 katalizatora. Nusprodukti procesa su 1,4-naph - toquinone, anhidrid maleinske kiseline, CO2.
Modifikacija katalizatora omogućila je povećanje njegove produktivnosti na 50-55 kg/(h m3) i prinos ftalnog anhidrida na 90-94%. Proces oksidacije odvija se pri masenom omjeru naftalen:zrak = 1:35 i temperaturi od 360-370°C. Potrošnja naftalina je 1,05-1,1 tona po 1 toni ftalnog anhidrida.
Badger je razvio postupak za oksidaciju naftalena pri višoj koncentraciji (maseni omjer naftalen:zrak - 1:12) u fluidiziranom sloju katalizatora.
Oksidacija naftalena u parnoj fazi zrakom na 250-450 ° C u prisutnosti katalizatora V205, V205-A1203, Zr02, Si02-W03, B203, fosfata alkalnih metala također proizvodi 1,4-naftokinon. V205-K2S04 modificiran s Fe, Sn, Si, Ti, Al oksidima može se koristiti kao katalizator.
|
C6H^P(C2H5)n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Riža. 16 (nastavak)
Na temperaturi od 430-480 °C dolazi do oksidacije naftalena s visokom konverzijom, što omogućuje isključivanje faza odvajanja i recikliranja sirovina.
Moguće je dobiti 1,4-naftokinon oksidacijom 1-naftola s kisikom uz iskorištenje od 90% u prisutnosti katalitičkog kompleksa Co-salcomine u dimetilformamidu.
1,4-Naftokinon se koristi za sintezu antrakinona i njegovih derivata, bojila, antibakterija i fungicida.
Alkilacijom naftalena višim linearnim a-olefinima koji sadrže 12-20 ugljikovih atoma nastaju viši alkilnaftaleni. Kao katalizatori koriste se makroporozni zeoliti tipa Y s centrima izmjene H+ i NH4, isti zeoliti modificirani renijem i čvrsti kiseli katalizatori na bazi Zr02 modificiranog s (NH4)6H4W1205. Dobiveni monoalkilnaftaleni koriste se kao ulja za podmazivanje i visokotemperaturne rashladne tekućine s visokom toplinskom vodljivošću.
Kao sredstvo za alkiliranje, umjesto olefina, alkohola, mogu se koristiti alkil halogenidi. Mobil Oil Corp. patentiran za alkilaciju naftalenskog katalizatora MCM-49 sastava X203 nU02, gdje p< 35, X - трехвалентный элемент (А1, В, Fe, Ga или их смесь), Y - четырехвалентный элемент (Si, Ti, Ge или их смесь) .
Godine 1975. razvijena je visokotemperaturna rashladna tekućina Termolan na bazi viših alkilnaftalena, koju je proizvela proizvodna udruga Orgsintez (Novomoskovsk). To je tekući proizvod s talištem od -30-45°C, vrelištem od 450-500°C i stabilnim rasponom radne temperature od -35 do 350°C. Rashladnu tekućinu karakterizira niska toksičnost (maksimalna granica koncentracije = 30 mg/m3), nizak tlak zasićene pare (0,05-0,1 MPa pri najvišoj temperaturi uporabe), relativno niska viskoznost (60 mm2/s pri 20 °C), niska korozijska aktivnost i visoka otpornost na zračenje.
Alkilnaftaleni dobiveni iz naftalena i 1-eikozena ili 1-dokozena koriste se kao radni fluidi u vakuumskim paromlaznim pumpama i daju ultravisoki vakuum (2,8-4,8) ■ 10"7 Pa . Umjesto pojedinačnih a-olefina, C18-C20 frakcija krekiranog parafinskog destilata može se koristiti za alkilaciju naftalena. Alkiliranje naftalena provodi se u prisutnosti katalizatora BF3-H3P04-S03 na 100°C tijekom 1 sata, prinos alkilnaftalena je 50-55%. Primljena vakuumska tekućina, 280
nazvan Alkaren-1, omogućuje stvaranje vakuuma od oko 10-7 Pa u difuzijskim pumpama.
Na temelju 180-240 °C frakcije krekiranja destilata koji sadrži C8-C20 α-olefine i naftalen, također je dobivena vakuumska radna tekućina Alkaren-24. Kako bi se izbjegla oligomerizacija, α-olefini su prethodno hidroklorirani u prisutnosti 1% (mae.) hpCl2 na silika gelu. Alkiliranje naftalena alkil kloridima provedeno je u prisutnosti AlCl3 pri 20–100°C. Vakuumska ulja također su dobivena alkilacijom difenila sa C8-C12 alkil kloridima (Alkaren D24) i C12-C14 a-olefinima (Alkaren D35). Tehnologija proizvodnje vakuumskih ulja Alkaren ispitana je u pilot postrojenju Proizvodnog udruženja Himprom (Kemerovo). Važna prednost vakuumskih ulja na bazi naftalena ili difenila i industrijskih mješavina α-olefina u usporedbi sa stranim analogima dobivenim korištenjem pojedinačnih ugljikovodika je njihova znatno niža cijena.
Alkilacijom naftalena s alkoholima, na primjer, 2-butanolom, i istodobnim sulfoniranjem koncentriranog H2804 ili slabog oleuma, dobivaju se alkilnaftalensulfonati, koji se koriste kao površinski aktivne tvari. Alkilnaftalensulfonati se također koriste kao antikorozivni aditivi i aditivi za dispergiranje deterdženata za ulja za podmazivanje.
Nitriranjem naftalena smjesom koncentriranog NZh)3 i H2w04 pri 50—60°C dobiva se 1-nitronaftalen. Nečistoće 2-nitronaftalena su 4-5% (svibanj.) I dinitronaftalena - oko 3% (svibanj.). Daljnjim nitriranjem 1-nitronaftalena nastaje smjesa 1,5- i 1,8-dinitronaftalena.
Hidrogeniranje 1-nitronaftalena u prisutnosti Na ili Cu daje 1-naftilamin, čijim sulfoniranjem nastaje naftionska kiselina:
|
|
Pregradnja 1-naftilamin hidrosulfata provodi se u mediju o-diklorbenzena a pri 175-180 °C.
Sulfoniranje naftalena s koncentriranom H2S04 na temperaturi od oko 80 ° C dovodi do stvaranja 1-naftalen - sulfonske kiseline, a na temperaturama iznad 150 ° C - do 2-naftalen sulfonske kiseline.
Chemie AG Bitterfeld-Wolfen patentirao je metodu za proizvodnju naftionske kiseline reakcijom 1 mol
1-naftilamin i 1-1,2 mol 95-100% H2SO4 uz stvaranje naftilamin hidrosulfata i njegovo naknadno sinterovanje s
1-1,3 mola fino kristalne amidosulfonske kiseline na 160-200 °C. Naftionska kiselina se izolira zagrijavanjem reakcijske smjese s 1N. HCl do vrenja i pročišćen preko natrijevog naftionata pomoću aktivnog ugljena. Pročišćena naftionska kiselina prikladna je za izradu prehrambenih boja.
Interakcija 1-naftilamina s anilinom u tekućoj fazi na 230-250 °C u prisutnosti 12 ili /g-toluensulfonske kiseline ili u fazi pare na 800 °C preko gela A1203 daje N-fenil-1-naftilamin ( neozon A), koji se koristi u proizvodnji arilmetanskih boja.
Kod nitriranja 1-naftalensulfonske kiseline dobiva se smjesa 5- i 8-nitronaftalen-1-sulfonske kiseline, čija redukcija strugotinama od lijevanog željeza daje odgovarajuće amino derivate:
|
|
Na sličan način se Cleveove kiseline dobivaju iz 2-naftalensulfonske kiseline – mješavine 5- i 8-aminonaftalen-2-sulfonske kiseline. Naftilaminosulfonske kiseline koriste se u proizvodnji boja, kao i kao reagensi za filmsku i foto industriju.
U dvostupanjskom sulfoniranju naftalena, prvo s 20% oleuma na temperaturi ne višoj od 35°C, zatim s 65% oleuma 282
Pri 55 ° C dobiva se naftalen-1,5-disulfonska kiselina (Armstrongova kiselina) s dodatkom naftalen-1,6-disulfonske kiseline.
Alkalno taljenje naftalen-2-sulfonske kiseline na 300-315 ° C daje 2-naftol s prinosom do 82%. Moguće je dobiti 2-naftol hidroksilacijom naftalena s 28% otopinom H202, prvo na 50 ° C, zatim na 80 ° C u prisutnosti katalizatora - bakrenog tetrakis (dekakloro) ftalocianina. Konverzija naftalina je 22,3%, selektivnost stvaranja 2-naftola je 90%.
Alkilacija naftalena s 2-propanolom u prisutnosti mordenita na 250 °C daje 2-izopropilnaftalen, čijom oksidacijom do hidroperoksida i razgradnjom kiseline također se mogu dobiti 2-naftol i aceton. Maksimalni prinos 2-naftola - 61% postignut je korištenjem HC104 kao katalizatora u otopini octene kiseline.
Alkilacijom naftalena s 2-propanolom na H-U i LaH-U zeolitima uglavnom se dobiva 1-izopropilnaftalen, iz kojeg se može dobiti 1-naftol. U industriji se 1-naftol proizvodi alkalnim taljenjem naftalen-1-sulfonske kiseline s KaOH na 300 °C uz iskorištenje od oko 93% ili hidrolizom 1-naftilamina pod djelovanjem 20% H2SO4 na 185-240° C.
Alkiliranje naftalena s propilenom ili 2-propanolom u prisutnosti H-tipa taloženog na mordenitu s molarnim omjerom SiO2/Al2O3 preko 15, pri konverziji naftalena od 95,2%, popraćeno je stvaranjem 2,6-diizopropilnaftalena s selektivnost od 61,9%. Kada se naftalen alkilira na istom mordenit zeolitu s 0,5% (mae.) P1 u prisutnosti vodenih dodataka, konverzija se povećava na 97,5%, a selektivnost stvaranja 2,6-diizopropilnaftalena na 67,3%. Impregnacija H-mordenita cerijevim nitratom (na 30% (mae.) Ce) dovodi do povećanja selektivnosti za isti izomer do 70%.
Računalna potraga za optimalnim katalizatorom sinteze
2,6-diizopropilnaftalen također je potvrdio odabir mordenita
Tijekom katalitičke interakcije naftalena s di- i tri-metilnaftalenima u prisutnosti zeolita, reakcije transmetilacije i izomerizacije odvijaju se istovremeno s obogaćivanjem reakcijske smjese 2,6-dimetilnaftalenom.
Alkilacija naftalena metanolom pomoću zeolita H-gvM-b rezultira stvaranjem 2-metilnaftalena. Mehanizam P-selektivne metilacije objašnjava se činjenicom da molekule 1-metilnaftalena, koje imaju veći volumen, ne prodiru u kanale zeolita. Daljnjom metilacijom 2-metilnaftalena na zeolitu ZSM-5, posebno kada mu je vanjska površina zatrovana 2,4-dimetilkinolinom, selektivno nastaje 2,6-dimetilnaftalen.
Slične metode mogu se koristiti za dobivanje 2,6-dietilnaftalena. Alkilacija naftalena s etilenom ili etil halidom u prisutnosti zeolita daje pretežno 2,6-dietilnaftalen, koji se pročišćava kristalizacijom ili kromatografijom na Y-tipu zeolita modificiranom s Na, K ili Ba ionima.
Nippon Steel Chemical Co. patentirao je postupak dobivanja 2,6-dietilnaftalena interakcijom naftalena ili 2-etilnaftalena s polietilbenzenima u prisutnosti zeolita U. Dakle, kada je 2-etilnaftalen reagirao s tetraetil-benzenima na 80 °C, konverzija 2- etilnaftalena od 82,7% postignuto je nakon 2 sata, prinos dietilnaftalena bio je 62,3%, njihov sastav, %:
2,6-50,1; 2,7-24,8; 1,6-15; 1,7-5,3; ostali izomeri 4.8. Oksidacijom 2,6-dialkilnaftalena nastaje 2,6-naftalindikarboksilna kiselina.
Hidrogeniranjem naftalena u prisutnosti nikalnih katalizatora na 150°C nastaje tetralin, a na 200°C smjesa cis- i trans-dekalina. Prinos dekalina je oko 95% nakon hidrogenacije tetralina na platina-aluminofosfatnom katalizatoru nanesenom na A1203 pri temperaturi procesa od 220°C i tlaku od 5,17 MPa. Učinkovit katalizator za hidrogenaciju naftalena u dekaline - 0,1% (mae.) Ru na miješanim oksidima Mn203-Ni0.
Hidrogenacija tetralina u cis- i mpawc-dekalin odvija se u visokom prinosu u dvofaznom sustavu, uključujući katalizator - klor(1,5-heksadien)rodij dimer i vodenu pufersku otopinu s surfaktantom. Katalizator ostaje visoko aktivan nakon 8 ciklusa.
Umjesto 100-200 aromatskih otapala - opasnih zagađivača zraka preporuča se koristiti tetralin i dekalin. Koriste se u bojama i tintama, lijekovima i agrokemikalijama. Tetralin i decalin proizvodi, posebno, američka tvrtka Koch Specialty Chemicals u tvornici u Corpus Christi, pc. Teksas. U Rusiji, tetralin proizvodi OAO "Torzhok Plant of Printing Inks" u Tverskoj oblasti.
Na bazi alkiltetralina dobivaju se srednje alkalni sulfonatni aditivi za motorna ulja.
Kloriranje naftalena u tekućoj fazi u prisutnosti FeCl3 daje 1-kloronaftalen s nečistoćama 2-kloro-, 1,4- i 1,5-di-kloronaftalena. Kloriranjem rastaljenog naftalena također nastaje smjesa tri- i tetrakloronaftalena - halo-vosak. Galovax se koristi kao flegmatizator, zamjena za vosak i smole u impregnaciji tkanina, izolaciji žica i proizvodnji kondenzatora.
Kada se naftalen acetilira anhidridom octene kiseline u dikloretanu ili klorobenzenu, dobiva se iskorištenje od 98 %
1-acetilnaftalen, a pri izvođenju reakcije u mediju nitrobenzena - 2-acetilnaftalen s prinosom od oko 70%. 2-Acetil-naftalen se koristi kao miris i fiksator mirisa u pripremi mirisa za sapune i parfemske kompozicije.
Kada 1-acetilnaftalen stupa u interakciju s natrijevim polisulfidom, dobiva se crveno-smeđa tioindigoidna boja:
|
|
Tioindigoidne boje otpornije su od indigoidnih boja na djelovanje oksidansa i lužina te se koriste za tisak na pamuk, lan, viskozu, za bojno bojanje vune i krzna, kao pigmenti u tisku.
U reakcijama supstitucije u derivatima naftalena, uvođenje elektrofilne čestice odvija se u skladu sa sljedećim pravilima:
1) Elektrodonatorska skupina usmjerava elektrofilni reagens na prsten u kojem se nalazi. Ako je ova skupina na poziciji 1, elektrofilna vrsta zamjenjuje vodik na poziciji 2 ili na poziciji 4, skupina koja donira elektron na poziciji 2 usmjerava elektrofilnu vrstu na poziciju 1.
2) Skupina koja privlači elektrone šalje elektrofilni reagens na drugi nesupstituirani prsten (na položaj 5 ili 8 u halogeniranju i nitriranju).
Ovaj smjer supstitucije može se objasniti na sljedeći način. Orijentant ima najveći utjecaj na prsten s kojim je povezan. Stoga je najuspješniji napad elektrofila E na prsten s elektrodonorskom skupinom G, u kojem se pozitivni naboj može bolje rasporediti.
Dobivanje i oksidacija naftalena
Kada se naftalen oksidira u prisutnosti vanadijevog pentoksida, jedan prsten se uništava i nastaje ftalni anhidrid.
Naftalen se oksidira smjesom K 2 Cr 2 O 7 i H 2 SO 4 u ftalnu kiselinu.
Ako postoji supstituent u jednom od prstenova, tada je prsten s povećanom gustoćom elektrona oksidiran.
Za razliku od benzena, naftalen se može reducirati kemijskim redukcijskim sredstvima.
Benzenov prsten u tetralinu reducira se samo u teškim uvjetima.
Antracen i fenantren
Antracen i fenantren su aromatski spojevi. To su ravne cikličke strukture koje sadrže zatvorenu p- elektronski oblak koji se nalazi iznad i ispod ravnine prstenova. Broj p- elektrona prema Hückelovom pravilu je 4n + 2 = 4 × 3 + 2 = 14.
Antracen se može smatrati rezonantnim hibridom struktura I-IV.
Njegova rezonantna energija je 352 kJ/mol.
Fenatren se može predstaviti kao rezonantni hibrid struktura V-IX.
Rezonantna energija fenantrena je 386 kJ/mol.
Antracen i fenantren stupaju u reakcije elektrofilne supstitucije. Njihove aktivne pozicije 9 i 10 nalaze se u srednjem prstenu, budući da se napadom na te pozicije čuva aromatičnost dva bočna benzenska sustava s rezonantnom energijom od 153×2=306 kJ/mol. Pri napadu na bočne prstenove zadržava se aromatičnost jednog naftalenskog fragmenta s rezonantnom energijom od 256 kJ/mol.
Zaključak o aktivnosti položaja 9 i 10 vrijedi i za elektrofilnu supstituciju i za reakcije oksidacije i redukcije.
Oksidacija. Benzenov prsten, zbog svoje posebne stabilnosti, otporan je na većinu oksidacijskih sredstava. Međutim, alkilne skupine vezane na prsten lako se oksidiraju oksidirajućim sredstvima kao što je natrijev dikromat u kiselom mediju, kromov (VI) oksid u octenoj kiselini ili kalijev permanganat. Kao rezultat toga nastaju proizvodi oksidativne razgradnje bočnih lanaca - aromatske karboksilne kiseline:
Tijekom oksidacije s kromovim trioksidom u anhidridu octene kiseline, metilna skupina alkilarena oksidira se u aldehidnu skupinu; daljnja oksidacija u kiselinu je spriječena stvaranjem diacetata, koji je stabilan u ovim uvjetima. Hidroliza katalizirana kiselinom u vodenom alkoholu dovodi do aromatskog aldehida:
Benzil alkoholi se glatko oksidiraju u aldehide kada se svježe istaloženi mangan dioksid koristi kao oksidacijsko sredstvo:
Oksidacija kondenziranih aromatskih ugljikovodika rezultira različitim proizvodima ovisno o korištenom reagensu i uvjetima reakcije. Reagensi na bazi kroma (VI) u kiselom mediju oksidiraju naftalen i alkilnaftalene u naftokinone, dok natrijev dikromat u vodenoj otopini oksidira samo alkilne skupine. Oksidacija naftalena s kalijevim permanganatom u alkalnom mediju popraćena je razgradnjom jednog aromatskog prstena s stvaranjem monociklički dikarboksilne kiseline: 
Antracen se glatko oksidira natrijevim bikromatom u sumpornoj kiselini ili kromovim (VI) oksidom u octenoj kiselini do antrakinona:
Hidrogeniranje. Iako je aromatski prsten benzena hidrogeniran u mnogo težim uvjetima od dvostruke ili trostruke veze alkena i alkina, benzen i njegovi derivati mogu se hidrogenirati u derivate cikloheksan preko Raney nikla (T 120-150 o i tlak 100-150 atm). Učinkovitiji su katalizatori platinske skupine, među kojima su najbolji rodij ili rutenij nataložen na glinici.
Hidrogenacija dialkilbenzena s Rh ili Ru obično proizvodi uglavnom cis- izomer. Hidrogenacija na Raneyevom niklu nije stereoselektivna; uvijek nastaje smjesa cis-, trans-izomeri. Katalitičko hidrogeniranje benzenskog prstena ne može se zaustaviti u prvoj ili drugoj fazi, budući da se cikloheksadieni i ciklohekseni hidrogeniraju brže od aromatskih spojeva.
Oporavak breze. Aromatski prsten arena može se reducirati otopinom natrija u tekućem amonijaku u prisutnosti alkohola kao sredstva za protoniranje. U ovom slučaju, benzen se reducira u nekonjugirani cikloheksadien-1,4: (bilješka 44),
Za ovu reakciju predložen je mehanizam koji uključuje sekvencijalno stvaranje radikalnog aniona, radikala i aniona cikloheksadiena:
