2-ναφθόλη

Η 2-ναφθόλη (αγγλικά 2-naphthol) είναι αρωματική οργανική ένωση με μοριακό τύπο C₁₀H₈O, αν και χρησιμοποιείται και ο αναλυτικότερος τύπος C₁₀H₇OH. Ανήκει στις ναφθόλες, που είναι «θυγατρικά» ναφθαλίνια, που είναι ομόλογα με τις φαινόλες. Μάλιστα η υδροξυλομάδα των ναφθολών είναι δραστικότερη σε σύγκριση με την αντίστοιχη των φαινολών. Με τον όρο «ναφθόλη» εννοούνται οι δυο ισομερείς «μητρικές» ναφθόλες (1-ναφθόλη και 2-ναφθόλη), που διαφέρουν μεταξύ τους μόνο ως προς τη σχετική θέση της υδροξυλομάδας τους, αλλά και μια σειρά «θυγατρικά» τους παράγωγα. Γενικά, οι ναφθόλες αποτελούν πρόδρομες ενώσεις για μια ποικιλία χρήσιμων ενώσεων. Ειδικά η 2-ναφθόλη είναι ιδιαίτερα χρήσιμη πρόδρομη ένωση για την παραγωγή χρωστικών ενώσεων και όχι μόνο.

Παραγωγή

Παραδοσιακά, η 2-ναφθόλη παράγεται από μια παραγωγική οδό τριών (3) χημικών βημάτων, που αρχίζει με τη σουλφούρωση ναφθαλινίου με θειικό οξύ (H₂SO₄) ή με αρωματική ηλεκτρονιόφιλη υποκατάσταση με διάλυμα 7% τριοξειδίου του θείου (SO₃) σε θειικό οξύ. Η αντίδραση αυτή είναι ευκόλως αντιστρέψιμη, αλλά ευνοείται από την παρουσία ισχυρών οξέων:

${\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{8}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{}{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{8}}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{H_{2}S{O}_4}{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{H}$

Στη συνέχεια, το έτσι παραγώμενο 2-ναφθοσουλφονικό οξύ [(C₁₀H₇)(2-SO₃H)] προστίθεται σταδιακά σε τήγμα υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) ή σε υδατικό διάλυμα 50% αυτού, θερμαινόμενο ως τους 300-320 °C, υπό ανάδευση σε αντιδραστήρα, οπότε έχουμε αλκαλική υδρόλυση του έτσι σχηματιζόμενου 2-ναφθοσουλφονικού νατρίου [(C₁₀H₇)(2-SO₃Na)] , δίνοντας 2-ναφθολικό νάτριο [(C₁₀H₇)(2-ONa)].

${\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{\mathrm{△}}{\to }{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Το παραχθέν μείγμα, με κύριο προϊόν 2-ναφθολικό νάτριο, κατεργάζεται αρχικά με περίσσεια ύδατος και στη συνέχεια εξουδετερώνεται με αραιό θειικό οξύ στους 100 °C:

$\mathrm{2}{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\stackrel{100^{o}C}{\to }\mathrm{2}{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{0}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{7}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Το αποτέλεσμα των παραπάνω αναφερόμενων διεργασιών λαμβάνεται με τη μορφή ελαίου, το οποίο εκχυλίζεται με ένα διαλύτη, εκπλύνεται με ζεστό νερό, αποστάζεται υπό κενό και ξηραίνεται στους 100 °C. Έπειτα, τήκεται, κρυσταλλώνεται και συνθλίβεται για να συσκευαστεί ως τελικό βιομηχανικό προϊόν. Εναλλακτικά, η 2-ναφθόλη μπορεί επίσης να παραχθεί με μέθοδο ανάλογη με εκείνης της παραγωγής του κουμένιου:

$\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{=}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}$

Ακόμη, η 2-ναφθόλη μπορεί να ληφθεί με οξείδωση ναφθαλινίου (C₁₀H₈) ή 2-βρωμοναφθαλινίου (2-Br)(C₁₀H₇), με βουτυλυδροϋπεροξείδιο (BuO₂H):

$\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{u}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{B}\mathrm{u}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}$

$\mathrm{+}\mathrm{B}\mathrm{u}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }\mathrm{B}\mathrm{u}\mathrm{O}\mathrm{B}\mathrm{r}\mathrm{+}$

Παγκόσμια παραγωγή

Πριν από το 1980, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Δυτική Ευρώπη ήταν οι κύριες παραγωγικές δυνάμεις της 2-ναφθόλης. Οι αμερικανικές εταιρείες όπως η Cyanamidde, είχαν τον έλεγχο της αγοράς και την τεχνολογία παραγωγής και κύριας εκμετάλλευσης 2-ναφθόλης. Έπειτα, σταμάτησε η παραγωγή, λόγω περιβαλλοντικών προβλημάτων που πρέκυψαν, με αποτέλεσμα περιβαλλοντικά κινήματα και θέσπιση περιοριοριστικών νόμων. Αποτέλεσμα αυτών ήταν ότι πλέον η Κίνα και η Ινδία έγιναν οι μεγαλύτεροι προμηθευτές της 2-ναφθόλης, με μέση ετήσια παγκόσμια παραγωγή της τάξης των 100.000 τόνων.

Φυσικοχημικές ιδιότητες

Η χημικά καθαρή 1-ναφθόλη, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι κρυσταλλικό στερεό, το οποίο τήκεται στους 123 °C. Η εξίσωση Αντοΐν (Antoine equation) για την τάση ατμών της 2-ναφθόλης διαμορφώνεται ως εξής:

$\mathrm{P}\mathrm{=}\mathrm{1}{\mathrm{0}}^{\mathrm{A}\mathrm{-}\frac{B}{T+C}}$

όπου, η πίεση P εκφράζεται σε kPa, η θερμοκρασία T εκφράζεται σε K, A = 3.058, B = 467,4 και C = -257, 6. Η εξίσωση αυτή είναι ακριβέστερη στο εύρος θερμοκρασιών από 130-160 °C.

Εφαρμογές

Είναι πολύ σημαντική για τη (σύγχρονη) καθημερινή ζωή του ανθρώπου, επειδή η 2-ναφθόλη χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία αρωμάτων, σε ενώσεις όπως το 2-μεθοξυναφθαλίνιο [(C₁₀H₇)(2-ΟCH₃)] και 2-αιθοξυναφθαλίνιο [(C₁₀H₇)(2-ΟCH₂CH₃)] .

Χρησιμοποιήθηκε ως ηρεμιστικό για ορισμένα ζώα. Για τέτοια χρήση διαλύεται σε δι(υδροξυαιθυλ)αιθέρα [(HOCH₂CH₂)₂O].

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί γαι τη σύνθεση αγροχημικών όπως το 2-ναφθοξυαιθανικό οξύ, που χρησιμοποιείται με τη σειρά του ως λίπασμα σε φρουτόδεντρα.

Χρησιμεύει, επίσης, ως αντιοξειδωτικό για την παρασκευή των ελαστικών, πλαστικών και λιπαντικών, συχνά με τη μορφή της N-φαινυλ-2-ναφθυλαμίνης.

Στη φαρμακοβιομηχανία, το κύριο σχετικό προϊόν είναι το αιθυλοναφθαντιμυκητιακό, που παράγεται από αντίδραση διθειοφωσγένιου (CS₂Cl₂) με N-μεθυλο-2-τολουϊδίνη.

Χρησιμοποιήθηκε ως πρόδρομη ένωση για φάρμακα, για έγχρωμους διαλύτες, για όξινες χρωστικές, για μεταλλικές βαφές και για χρωστικές ουσίες.

Χρωστικές

Οι χρωστικές Σουδάν είναι δημοφιλείς χρωστικές γνωστές για τη διαλυτότητά τους σε οργανικούς διαλύτες. Πολλές από τις χρωστικές Σουδάν προέρχονται από τη 2-ναφθόλη, μετά από σύζευξη με άλατα του διαζωνίου. Οι χρωστικές Σουδάν I-IV και το Κόκκινο Σουδάν G αποτελούνται από αρυλαζωυποκατεστημένες «θυγατρικές» ναφθόλες:

• Επιλεγμένες χρωστικές Σουδάν
• 
  Σουδάν I
• 
  Σουδάν II
• 
  Σουδάν III
• 
  Σουδάν IV

Πρόδρομος BINOL

Οι ναφθόλες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για παραγωγή (και άλλων) χρωστικών, αλλά και στην οργανική σύνθεση. Για παράδειγμα, η 2-ναφθόλη αντιδρά σε μορφή BINOL:

Ασφάλεια

Οι ναφθόλες (1 και 2 ισομερή) χρησιμοποιούνται ως βιοδείκτες για τα ζώα και τους ανθρώπους που εκτίθενται σε πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAΗ)..

Επίδραση σε ζωντανά όντα

Μπορεί να απορροφηθεί διαμέσου του δέρματος, προκαλώντας, εκτός των άλλων, ερεθισμό. Επιπλέον, σε περίπτωση έκθεσης, προκαλεί σοβαρές βλάβες στα μάτια. Παρουσιάζει υψηλή τοξότητα για τους υδρόβιους οργανισμούς. Μελέτες σε πειραματόζωα (κυρίως σε ποντίκια) απέδειξαν ότι η πρόσληψη της ένωσης προκαλεί ελάττωση των ζωτικών λειτουργιών: διέγερση της αναπνοής, σφράγισμα των βλεφαρίδων, ρινική καταρροή και διάρροια. Μια ένεση σε συγκέντρωση που ξεπερνά τα επιτρεπτά όρια (1.320 mg/kg) έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των αντανακλαστικών και επιληπτικές κρίσεις. Η εισπνοή ατμών της για χρονική περίοδο τεσσάρων (4) ωρών σε συγκέντρωση 2.200 mg/m³ προκαλεί παρόμοια συμπτώματα. Δεν είναι γνωστές καρκινογόνες ιδιότητες της ένωσης για τους ζώντες οργανισμούς. Μπορεί να γίνει έκθεση στη 2-ναφθόλη μέσω κατανάλωσης τσιγάρων.