Propiedades químicas del fenantreno,Usos, Producción

Hidrocarburos aromáticos policíclicos no lineales

El fenantreno es el hidrocarburo aromático policíclico no lineal más simple con estructura de anillo de tres bencenos, siendo el isómero del antraceno. En 1872 E. Ostermayer et al han identificado el fenantreno en la fracción de aceite de antraceno en el destilado de alquitrán de hulla, siendo uno de los productos de procesamiento de alquitrán de hulla. En el alquitrán de hulla a alta temperatura, el contenido de fenantreno es secundario solo al naftaleno, siendo de aproximadamente 4~6%, concentrado principalmente en las fracciones de aceite de antraceno. La actividad química del fenantreno es más fuerte que la del naftaleno, pero es más débil que la del antraceno, y las reacciones de oxidación y adición también pueden ocurrir en las posiciones 9 y 10. El fenantreno es un cristal incoloro con brillo, y el fenantreno precipitado a partir de etanol es un cristal monoclínico incoloro. El fenantreno es un cristal en forma de hoja con una densidad relativa de 1.179 (25/4℃) y un índice de refracción de 1,6450, punto de fusión de 101 °C y punto de ebullición de 340 °C. Puede estar sujeto a sublimación, siendo insoluble en agua, ligeramente soluble en etanol, soluble en éter, benceno, ácido acético, cloroformo, tetracloruro de carbono y disulfuro de carbono. La solución presenta fluorescencia azul. Las posiciones 1, 4, 5, 8 son las mismas, conocidas como posición α; las posiciones 2, 3, 6, 7 también son las mismas, conocidas como posición β; las posiciones 9, 10 son las mismas, conocidas como ?-posición. Su propiedad química se encuentra entre naftaleno y antraceno. También puede tener reacción de adición en la posición 9, 10, pero no tan fácil como el antraceno. La oxidación también ocurre en la posición 9, 10 con oxidación que da fenantrenequinona. También pueden producirse reacciones de sustitución. También se puede obtener a través de la separación de la fracción de aceite de antraceno del aceite de alquitrán de hulla. El fenantreno se puede usar en la fabricación de pesticidas y colorantes, pero también se puede usar como estabilizador de los pesticidas de baja toxicidad y explosivos en polvo sin humo de alta eficiencia &.
El fenantreno se puede usar para producir tintes, medicamentos y resinas después del procesamiento de conversión. Los productos de oxidación fenantrenequinona se pueden usar como colorantes, fungicidas e inhibidores de polimerización; el ácido dicarboxílico 9, 10-bifenilo se usa para fabricar poliéster y resina alquídica; el ácido 9, 10-dihidro-9-fenatroico es una hormona estimulante del crecimiento de las plantas; El perhidrofenantreno hecho a través de la hidrogenación del fenantreno se puede usar en la producción de combustible para aviones; su producto sulfonado, el ácido sulfónico de fenantreno se puede usar como aglutinante y curtido. El licor madre que contiene fenantreno durante la producción de antraceno refinado utilizando el método de solvente, después de la recuperación del solvente y la filtración de cristalización adicional, puede dar fenantreno crudo que contiene 40% de fenantreno. El fenantreno crudo, después de eliminar los disolventes residuales en la caldera de fusión y luego rectificarse en la torre de rectificación con 20 placas teóricas, se cortan las fracciones de 335 a 340 °C, seguido de enfriamiento, cristalización y filtrado para obtener el fenantreno industrial con un contenido de fenantreno de más del 70%. .

La información anterior es compilada por Tongtong de Chemicalbook.

Estructura molecular

La estructura molecular del fenantreno y el antraceno son similares entre sí con todos los átomos ubicados en el mismo plano, pero no en la misma línea, siendo un sistema conjugado cerrado con propiedad aromática. Las 1, 2, 3, 4, 10 posiciones y 5, 6, 7, 8, 9 posiciones dentro de las moléculas se corresponden entre sí, respectivamente, pero hubo diferencias en la actividad en las 5 posiciones, entre las cuales 9 y 10 tuvieron mayor actividad con sustitución, oxidación y adición que se producen en 9 y 10 posiciones:

La fenantrenequinona es un pesticida utilizado como aderezo germicida de semillas, pudiendo prevenir la costra de trigo, mancha negra de tizón y batata.El fenantreno industrial se deriva de la destilación de aceite de antraceno derivado del destilado de alquitrán de hulla. Muchos tipos de productos naturales (como esteroles) contienen este sistema de anillos. El fenantreno se utiliza principalmente en la fabricación de tintes, medicamentos, alta eficiencia y baja toxicidad de pesticidas, y se puede usar como centelleantes, estabilizador de polvo sin humo. Muchos de los derivados del fenantreno tienen efectos fisiológicos cancerígenos. Tales como:

La estructura molecular de 2-metil-3, 4-benzofenantreno y 1, 2, 3, 4-dibenzofeno

Propiedades químicas

Aparece como cristales de brillo blanco y escamas fluorescentes. No es soluble en agua, ligeramente soluble en etanol, soluble en éter, ácido acético, benceno, tetracloruro de carbono y disulfuro de carbono.

Usos

Se puede utilizar para la fabricación de fenantrenequinona, resina sintética, pesticidas y conservantes, etc.
El fenantreno, a través de la oxidación, puede dar fenantrenequinona, que se utilizará para reemplazar los pesticidas orgánicos mercuriales ceresina y gallotox. El ácido bifenílico obtenido de su oxidación se puede utilizar para preparar resina alquídica. La oxidación del fenantreno también puede dar anhídrido, ciclohexanona y fenol. Los productos de cloración de fenantreno se pueden utilizar para fabricar aislantes eléctricos e impregnantes no inflamables. El ácido sulfónico de fenantreno sulfonado puede estar hecho de aglutinante, bronceado, etc. Pero, de hecho, la mayoría de estas aplicaciones aún no se han desarrollado. En la industria del papel, el fenantreno se puede usar como agente anticoagulante de pulpa; también se puede usar para explosivos de nitroglicerina y estabilizador de nitrocelulosa y para la fabricación de bombas de humo; el óxido sólido de fenantreno puede estar hecho de excelentes materiales aislantes eléctricos resistentes a las llamas y rellenos. En medicina, el fenantreno se puede usar para sintetizar alcaloides: morfina y cafeína, dimetil morfina, así como medicamentos con efectos fisiológicos especiales en muchos órganos reproductivos. En la industria de tintes, el fenantreno puede estar hecho de quinona de 2 aminofenantreno, benzantrona, tinte de reducción de sulfuro (azul BO, negro BB y marrón), etc. Además, la industria del plástico, los agentes curtientes sintéticos y el fenantreno, a alta temperatura y alta presión, pueden someterse a hidrogenación para obtener hidrofenantreno, siendo el combustible de los aviones de reacción senior.Para la determinación del peso molecular y la síntesis de compuestos orgánicos.

Preparado

El fenantreno es un contenido relativamente alto de alquitrán de hulla, que representa el 5% del alquitrán de hulla, solo superado por el contenido de naftaleno. El aceite de antraceno en el rango de fracciones de 300-360 ℃ de alquitrán de hulla tiene el contenido más alto de fenantreno, seguido de antraceno y carbazol, etc. El método de extracción de fenantreno generalmente es enviar aceite de antraceno para enfriamiento, cristalización y luego filtración al vacío o separación centrífuga para separación de aceite. La cantidad relativamente alta de fenoles solubles en los aceites se puede recuperar utilizando el método de destilación de precisión. El cristal obtenido se llama antraceno crudo, que contiene 25-30% de antraceno, 22-25% de carbazol y 30% de fenantreno. El antraceno crudo puede someterse a extracción de benceno pesado, enfriamiento, filtración con el filtrado al vapor de solvente antes de la recristalización y filtración. Tome el filtrado para la destilación para que podamos obtener fenantreno industrial con sulfonación para obtener fenantreno fino.

Propiedades químicas

cristales blancos

Propiedades químicas

El fenantreno es una sustancia cristalina blanca. Olor aromático débil. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son compuestos que contienen múltiples anillos de benceno y también se denominan hidrocarburos aromáticos polinucleares.

Propiedades físicas

Cristales monoclínicos incoloros con un olor aromático débil

Usos

El fenantreno es un hidrocarburo aromático policíclico, un contaminante ambiental.

Utiliza hidrocarburos aromáticos policíclicos marcados con

como micropolutantes.

Definición

ChEBI: Hidrocarburo aromático policíclico compuesto de tres anillos de benceno fundidos que toma su nombre de los dos términos «fenilo» y «antraceno».»

Métodos de producción

El fenantreno se encuentra en alquitrán de hulla y puede aislarse de varios tipos de petróleo crudo.

Sintesis de referencia(s)

Journal of Heterocyclic Chemistry, 30, p. 291, 1993 DOI: 10.1002/jhet. 5570300151
The Journal of Organic Chemistry, 18, p. 801, 1953 DOI: 10.1021/jo50013a004
Letras de tetraedro, 15, p. 495, 1974

Descripción general

Cristales monoclínicos incoloros con un olor aromático débil. Las soluciones exhiben una fluorescencia azul.

Aire & Reacciones de agua

Insolubles en agua.

Perfil de reactividad

El fenantreno puede reaccionar con materiales oxidantes .

Peligro para la salud

La toxicidad oral aguda del fenantreno es low.It es más tóxico que el antraceno. Se ha notificado un valor de LD50 oral en ratones a 700 mg/kg. Puede causar tumor en la piel en el sitio de aplicación.Sin embargo,las pruebas de carcinogenicidad en animales son insuficientes.

Peligro de incendio

El fenantreno es combustible.

Perfil de Seguridad

Veneno por vía intravenosa. Moderadamente tóxico por ingestión. Datos de mutaciones reportados. Un fotosensibilizador de piel humana. Carcinógeno cuestionable con datos neoplastígenos y tumorígenos experimentales por contacto con la piel. Combustible cuando se expone al calor o a las llamas; puede reaccionar vigorosamente con materiales oxidantes. Para combatir el fuego, use agua, espuma, CO2, producto químico seco. Cuando se calienta para descomponerse, emite humo acre y vapores irritantes

La exposición potencial

El polvo puede formar una mezcla explosiva con el aire. Incompatible con oxidantes (cloratos, nitratos, peróxidos, permanganatos, percloratos, cloro, bromo, flúor, etc.); el contacto puede causar incendios o explosiones. Mantener alejado de materiales alcalinos, bases fuertes, ácidos fuertes, oxoácidos, epóxidos.

Carcinogenicidad

El fenantreno es ineficaz como iniciador. No es clasificable en cuanto a carcinogenicidad en seres humanos—clase 3 por la IARC y clase D por el IRIS, basándose en datos no humanos y datos inadecuados de un único estudio de gavaje en ratas y en estudios de pintura e inyección de la piel en el centro.

Fuente

Detectada en aguas subterráneas debajo de una antigua planta de gasificación de carbón en Seattle, WA, en una concentración de 130 µg/L (ASTR, 1995). Detectado en 8 combustibles diésel en concentraciones que oscilan entre 0,17 y 110 mg/L con un valor medio de 41,43 mg/L (Westerholm y Li, 1994) y en fracciones destiladas solubles en agua de aceite de motor nuevo y usado en concentraciones de 1,9 a 2,1 y 2,1 a 2,2 µg / L,respectivamente (Chen et al., 1994). Lee et al. (1992) informaron de rangos de concentración de 100 a 300 mg/L y de 15 a 25 µg/L en el combustible diésel y la fase acuosa correspondiente (agua destilada),respectivamente. Schauer et al. (1999) notificaron fenantreno en combustible diésel a una concentración de 57 µg/g y en el escape de un camión de servicio mediano propulsado por diésel a una tasa de emisión de 93,1 µg/km.Identificados en Kuwait y Luisiana Meridional en concentraciones de 26 y 70 ppm,respectivamente (Pancirov y Brown, 1975). El combustible diésel obtenido de una estación de servicio en Schlieren,Suiza, contenía fenantreno a una concentración estimada de 327 mg / L (Schluep et al.,2001).Se detectó fenantreno en vapores de asfalto a una concentración media de 57,73 ng / m3 (Wanget al., 2001).Thomas y Delfino (1991) equilibraron el agua subterránea libre de contaminantes recolectada de Gainesville, FL con fracciones individuales de tres productos de petróleo individuales a 24-25 °C durante 24 h. La fase acuosa se analizó para detectar compuestos orgánicos mediante el método de prueba aprobado por la EPA de EE.UU. 625. Sólo se detectó fenantreno en la fracción soluble en agua del combustible diésel a una concentración media de 17 µg/L. Sobre la base de análisis de laboratorio de 7 muestras de alquitrán de hulla, las concentraciones de fenantreno oscilaron entre 3.100 y 35.000 ppm (EPRI,1990). Detectado en película de alquitrán de hulla envejecida a 1 año y alquitrán de hulla a granel a una concentración anidéntica de 10.000 mg / kg (Nelson et al., 1996). Un alquitrán de hulla a alta temperatura contenía fenantreno a una concentración media de 2,66% en peso (McNeil, 1983). También se identifican en alquitranes de hulla a alta temperatura en concentraciones que oscilan entre 7.500 y 40.300 mg/kg(Arrendale y Rogers, 1981). Lee et al. (1992a) equilibró ocho alquitranes de hulla con agua destilada a 25 °C. La concentración máxima de fenantreno observada en la fase acuosa es de 0,4 mg/L.Nueve muestras de creosota disponibles en el mercado contenían fenantreno en concentraciones que oscilaban entre 48.000 y 120.000 mg / kg (Kohler et al., 2000).La concentración típica de fenantreno en un aceite de pirólisis pesado es de 2,5% en peso (Chevron Phillips,mayo de 2003).

Destino ambiental

Biológico. El catecol es el metabolito central en la degradación bacteriana del fenantreno.Los subproductos intermedios incluyen ácido 1-hidroxi-2-naftoico, 1,2-dihidroxinaftaleno y ácido salicílico (Chapman, 1972; Hou, 1982). Se informó de que Beijerinckia, en condiciones aeróbicas, degradaba el fenantreno a cis-3,4-dihidroxi-3,4-dihidrofenantraceno (Kobayashiand Rittman, 1982).Suelo. Las semividas reportadas de fenantreno en un limo arenoso Kidman y en el limo arenoso McLaurin son de 16 y 35 días, respectivamente (Park et al., 1990). Manilal y Alexander (1991) reportaron una vida media de 11 días en un suelo de Kendaia.Agua superficial. En una masa de agua superficial de 5 m de profundidad, los períodos de semidesintegración calculados para la transformación fotoquímica directa a 40 °N de latitud en pleno verano durante el mediodía fueron de 59 y 69 d con y sin separación sedimento-agua, respectivamente (Zepp y Schlotzhauer, 1979).Fotolítico. Se logró un rendimiento de dióxido de carbono del 24,2% cuando el gel deslica adsorbido con fenantreno se irradió con luz (λ >290 nm) durante 17 h (Freitag et al., 1985). En un experimento de 2 semanas, el fenantreno aplicado a suspensiones suelo-agua en condiciones aeróbicas y anaeróbicas dio rendimientos de 14 CO2 de 7,2 y 6.3%, respectivamente (Scheunert et al., 1987). Matsuzawa etal. (2001) investigaron la degradación fotoquímica de cinco hidrocarburos aromáticos policíclicos partículas diésel depositadas en el suelo y en diversos componentes del suelo. La degradación fotoquímica por la luz solar artificial se logró utilizando una lámpara de xenón de 900 W.La luz de esta lámpara se pasaba a través de un filtro de vidrio para eliminar la luz de longitudes de onda más cortas (λ2. Además, se utilizó un simulador solar equipado con una lámpara de xenón de 300 W para proporcionar la máxima intensidad de luz solar observada en Tokio (latitud 35,5 °N). Las semividas de fenantreno en materia particulada de diésel utilizando fuentes de 900 y 300 W fueron de 4,29 y 60,63 h, respectivamente. Se determinaron las siguientes semividas para el fenantreno adsorbido en varios componentes del suelo utilizando un aparato de 900 W: 3,04 h para el cuarzo,2,90 h para el feldespato, 1,15 h para la caolinita, 4,97 h para la montmorillonita, 3,26 h para el gel de sílice y 1,17 h para la alúmina.Químico / físico. La cloración acuosa de fenantreno a un pH de 8,8), fenantreno-9,10-óxido, fenantreno-9,10-diona y 9,10-dihidrofenantrenodiol se identificaron como productos principales (Oyler et al.,1983). Se sugirió que la cloración del fenantreno en el agua del grifo explicaba la presencia de cloro-y diclorofenantrenos (Shiraishi et al., 1985).

Envío

UN3077 Sustancias peligrosas para el medio ambiente, sólidas, n.e. p., Clase de peligro: 9; Etiquetas: 9-Material peligroso diverso, Se requiere Nombre técnico.

Métodos de purificación

Los contaminantes probables incluyen antraceno, carbazol, fluoreno y otros hidrocarburos policíclicos. Purifíquelo mediante destilación de sodio al vacío, hirviendo con anhídrido maleico en xileno, cristalización a partir de ácido acético, sublimación y fusión por zonas. También se ha recristalizado repetidamente a partir de EtOH, *benceno o éter pet (b 60-70o), con secado posterior al vacío sobre P2O5 en una pistola Abderhalden. Feldman, Pantages y Orchin separaron la mayor parte de la impureza de antraceno refluyendo fenantreno (671 g) con anhídrido maleico (194 g) en xileno (1,25 L) bajo nitrógeno durante 22 horas, luego se filtró. El filtrado se extrajo con NaOH acuoso al 10%, se separó la fase orgánica y se evaporó el disolvente. El residuo, después de agitarlo durante 2 horas con 7 g de sodio, se destiló al vacío y luego se recristalizó dos veces a partir de benceno al 30% *en EtOH. Luego se disolvió en ácido acético caliente (2,2 ml/g), y se le añadió lentamente una solución acuosa de CrO3 (60 g en 72 ml de H2O más 2,2 L de ácido acético), seguido de la adición lenta de conc H2SO4 (30 ml). La mezcla se reflujo durante 15 minutos, se diluyó con un volumen igual de agua y se enfrió. El precipitado se filtró, se lavó con agua, se secó y destiló, y luego se recristalizó dos veces a partir de EtOH. Es posible una mayor purificación por cromatografía a partir de una solución de CHCl3 en alúmina activada, con *benceno como eluyente, y por refinación de zona. El picrato (1:1) forma agujas de color amarillo dorado con m 146o, y el estifnato (1:1) tiene m 138-139o (placas o agujas de EtOH o EtOH/H2O respectivamente).

Eliminación de desechos

Consultar con los organismos reguladores ambientales para obtener orientación sobre prácticas aceptables de eliminación. Los generadores de desechos que contienen este contaminante (≥100 kg / mes) deben cumplir con las regulaciones de la EPA que rigen el almacenamiento, el transporte, el tratamiento y la eliminación de desechos.