الأنتراسين

انتراسين

Anthracene - Anthracène

الأنتراسين

باسلة إبراهيم

 مشتقات الأنتراسين وتسميتها

الخواص الفيزيائية

الخواص الكيميائية

استعمالاته

الأنتراسين Anthracene فحم هدروجيني (هدروكربون) صيغته المجملة C₁₄H₁₀، صيغته مكوّنة من ثلاث حلقات عطرية متصلة بعضها ببعض عن طريق زوج من ذرات الكربون في موضع أورثو.

الأنتراسين

لجزيء الأنتراسين بنية مستوية، وتشكل الروابط المضاعفة فيه سحابة إلكترونية متحركة تُوجد فوق مستوى الجزيء وأسفله، ويُصنف ضمن المركبات العطرية؛ وذلك لما يتصف به من صفات تجعل خواصه وتفاعلاته مشابهة للنفتالين والبنزن، ومن أهم تلك الصفات:

1- تبلغ طاقة الرنين للأنتراسين ( k.cal/mol84 )، وهذه القيمة تزيد ( k.cal/mol12 ) على طاقة الرنين في حلقتي بنزن (72=2×36)، وهذا ما يفسر الفعالية العالية للأنتراسين مقارنة بالبنزن، وتكون هذه الفعالية أكبر ما يمكن في الموقعين9 و 10 (الشكل1).

2- في الأنتراسين 14 إلكتروناً تشكل سحابة إلكترونية.

3- للأنتراسين أربع صيغ رنينية كما يلي:

ولهذا يُمكن تمثيله بالصيغة التالية:

تُعدُّ الروابط (C–C) في الأنتراسين غير متكافئة، فالرابطة (₂C–₁C) في الشكل (1) تملك 3/4 خصائص الرابطة المضاعفة، في حين الرابطة (₃C–₂C) تملك 1/4 هذه الخصائص.

مشتقات الأنتراسين وتسميتها:

من مشتقات الأنتراسين المهمة تلك ذات الزمرة الهدروكسيلية أي 1-هدروكسي أنتراسين و2- هدروكسي أنتراسين تماثل الفينول والنافتول. وتُعدُّ مشتقات هدروكسي الأنتراسين مواد فعالة صيدلانياً، ويتمُّ تسمية مشتقات الأنتراسين عن طريق ترقيم الحلقات بحيث لا ترقم مواضع الالتحام كما يلي:

ويُشار إلى موقع المتبادلات في حال وجودها بالأرقام الموافقة، ومن الأمثلة على ذلك:

وتُسمى المواقع 1، 4، 5، 8 في الأنتراسين بالمواقع α، والمواقع 2 , 3 , 6 , 7 بالمواقع β، أمَّا الموقعان 9 و10 فيسميان بالموقعين γ :

الخواص الفيزيائية:

يُوجد هذا المركب في قطران الفحم الذي يُستحصل عند تكويك الفحم الحجري، والمصدر الآخر له هو البترول، ولكن تحضير عينات نقية تحتاج إلى جهد كبير. وعلى العموم، فإنَّ الأنتراسين النقي مادة صلبة على شكل رقائق بلورية، درجة انصهاره (216س˚) ودرجة غليانه (351س˚)، والوزن النوعي (1.24 غ/سم3)، ونقطة وميضه (121 سْ)، والاشتعال الذاتي (538س˚)، أمَّا ضغط بخاره عند الدرجة (25س˚) فيساوي (0.08 باسكال)، غير قابل للذوبان في الماء وقليل الذوبان في الغول الإتيلي والإتر، ولكنه يذوب في معظم المذيبات العضوية مثل البنزن وثنائي كبريتيد الكربون والكلوروفورم. كما أنَّه يُعطي ألواناً متفلورة جميلة، إلاَّ أنَّ هذه الألوان تتأثر بوجود شوائب. يترسب الأنتراسين بفعل حمض المر من محاليله على هيئة إبر حمراء.

الخواص الكيميائية:

الأكسدة: يتأكسد الأنتراسين بسهولة متحولاً إلى أنتراكينون ، وهو مادة وسطية تستعمل في صناعة الأصبغة والدهانات.

ويُمكن أن يُرجع جزيء الأنتراكينون إلى الأنترون، والأخير يُمكن أن يوجد بصيغة الكيتون وهو الأكثر استقراراً، أو صيغة الكحول (الغول) وهو الأقل استقراراً، كما توضح التفاعلات الآتية:

الإرجاع: يؤدي إرجاع الأنتراسين - عموماً - إلى تكون 10,9- ثنائي هدروالأنتراسين

وعلى العموم فإنَّ تفاعلات الأكسدة والإرجاع جميعها وكذلك التفاعلات الأخرى تُشير إلى أنَّ كلا الموقعين 9 و10 في الأنتراسين هما أنشط المواقع، وذلك بسبب ضعف مشاركة حلقة البنزن الثالثة في عملية الرنين.

تفاعل ديلز- ألدر: يقوم الأنتراسين بتفاعل ديلز - ألدر Diels-Alder مع بلاماء حمض المالئيك في الموقعين (9 و10) بسهولة وكأنَّه دايين، ويُعطي مركباً صيغته الجزيئية:

يُستعمل تفاعل انضمام بلاماء حمض المالئيك إلى الأنتراسين استعمالاً واسعاً لعزل الفحوم الهدروجينية الأنتراسينية عن القطارات النفطية، وبعد عزلها يُمكن عزل الفنانترين وأقرانه بتفاعل تكاثف ضوئي مع بلاماء حمض المالئيك.

ويتفاعل كذلك الأنتراسين مع البنزاين () وفق تفاعل ديلز– ألدر معطياً التريبتيسين:

يقوم الأنتراسين بتفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلية (تُعدُّ هذه من الخواص الكيميائية المميزة له)، وهذا يدلُّ أيضاً على أنَّه مركب عطري، إلاَّ أنَّ هذه الطريقة ليست مفيدة من الناحية التحضيرية؛ وذلك لأنَّ نشاط هاتين الحلقتين يجعل عملية الاستبدال تتمُّ في أكثر من موقع مما ينجم عنه خليط من النواتج متعدد المتبادلات. ومن الأمثلة على تفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلي تفاعلات الهلجنة.

تفاعلات الهلجنة: تنضم الهالوجينات إلى الموقعين 9 و10 في الأنتراسين، ويتشكل المشتق ثنائي الهالوجين الذي يفقد بالتسخين جزيء حمض هالوجيني معطياً 9 - هالو أنتراسين، مثال ذلك:

وقد تبين أنَّه في تفاعلات الضم هذه تكون الخسارة في طاقة الاقتران مقدرة بالكيلوجول/مول أقل ما يمكن:

50= (151×2)– 352

حيث يُعبر العددان352 و151 عن طاقتي الاقتران في جزيئي الأنتراسين والبنزول.

السلفنة:

الهدرجة والهدرجة الإتلافية:

تتهدرج العطريات المتكاثفة على نحو أسهل من هدرجة العطريات البنزولية، والشرط الأساسي أثناء هدرجة الجمل العطرية المتكاثفة هو تتابع عملية إشباع الحلقات البنزولية بالهدروجين، علماً أنَّ سرعة التفاعل تتباطأ كلما استمر الإشباع، فمثلاً: بفرض أنَّ سرعة هدرجة الأنتراسين إلى 9, 10-ثنائي هدرو أنتراسين عن طريق إشباع الذرات الكربونية بالموقع في الحلقة الوسطى مساوية الواحد، يلاحظ أنَّ السرعة النسبية لضم الجزيء الغرامي (المول) التالي من الهدروجين يجري بسرعة قدرها 0.94 في حين تبلغ سرعة هدرجة الحلقة الأخيرة0.01 (تُعبر الأرقام الواردة فوق الأسهم عن السرعة النسبية للتفاعل):

ويُمكن أن يحدث إلى جانب الهدرجة المتتابعة للحلقات العطرية تحلل الحلقات المشبعة الناتجة، وانفصال العطريات المحتوية على متبادلات ألكيلية.

أما الهدرجة الإتلافية للعطريات المتعددة الحلقة فتمر عادةً بمرحلة وسطية هي هدرجة إحدى الحلقات، وهنا لا تتعرض الهدروكربونات الأصلية للتفكك، وإنَّما تتفكك مشتقاتها المهدرجة:

يستمر التفاعل حتى تتكون عطريات وحيدة الحلقة غير مستبدلة، أو تحوي مجموعة متيلية.

تتهدرج العطريات متعددة الحلقة بوجود الحفازات ذات الحمضية العالية، وتتحول إلى عطريات وحيدة الحلقة تحوي بدائل ألكيلية مختلفة، ثمَّ تتفكك بعد ذلك مثل ألكيلات البنزول. وتتكون نتيجة الهدرجة الإتلافية للعطريات المتعددة الحلقة كمية كبيرة من مشتقات التترالين ، وأيضاً الإندان indan .

تدل المقارنة بين سرعات الهدرجة الإتلافية للهدروكربونات العائدة لفصائل مختلفة على أنَّ هدرجة الهدروكربونات المتعددة الحلقة وتحولها إلى هدروكربونات تحوي حلقة عطرية واحدة أو حلقة أليفاتية واحدة تحدث بسرعة، وتجري هدرجة العطريات والألكانات الحلقية التي تتفكك فيها الحلقة الأخيرة ببطء نسبياً، كما تجري الهدرجة الإتلافية للألكانات ببطء أيضاً. وعليه تتراكم بين نواتج التفاعل مشتقات العطريات الوحيدة الحلقة والألكانات الحلقية، وكذلك الألكانات العادية وخاصة المتفرعة منها.

طرائق الاستحصال:

1– تفاعل فريدل كرافت Fridel -Crafts:

يستحصل الأنتراسين من مركبات أبسط منه، فالأنتراسين والكثير من مشتقاته يُمكن الحصول عليها من بلاماء حمض الفتاليك والبنزن بوجود عامل مساعد مثل حمض لويس، حيث يتمُّ الحصول على حمض بنزاويل بنزوئيك، وهذا يتحول إلى الأنتراكينون بوجود حمض الكبريت المركز والحرارة، وبإرجاع الأنتراكينون يتمُّ الحصول على الأنتراسين، ويُمكن تمثيل ذلك بالمعادلات الآتية:

ويُمكن الحصول على الأنتراسين عن طريق التكاثف بين جزيئين من كلوريد البنزيل بوجود حمض لويس:

2- بتفاعل ديلز- ألدر بين الكينونات والديينات المترافقة:

3- تفاعل فيتغ : Wittig reaction

4- يُحضر الأنتراسين صناعياً بالاستخلاص من قطفة الفحم الحجري [مجال غليانها (300-350سْ) وتحوي (0.25-1%) أنتراسين]، وتُعدُّ المصدر الرئيس له حتى هذا اليوم.

5- بالتفكك الحراري لـ 2-متيل بنزوفينون: وقد اصطنعه العالم (أبليس) من هذا المركب عام 1884م:

استعمالاته:

الأنتراسين مادة أساسية لإنتاج الغليكوزيدات والأصبغة (صنفي الأليزارين والأندانترين) والمبيدات الحشرية والمواد الحافظة للخشب ومواد الطلاء.

تُستخدم بعض الفحوم الهدروجينية العطرية ذات الحلقات المتكاثفة الموجودة في قطران الفحم الحجري مخبرياً مواد مُسَرْطنة في النسج الحيوانية وذلك بحقنها تحت الجلد، ومن المعتقد أنَّ هذه الفحوم قادرة على إحداث السرطان في الإنسان، ومن هذه المواد ثنائي بنزأنتراسين:

الأنتراسين شبه ناقل عضوي، ويستعمل في الكواشف الوميضية scintillators لكشف الفوتونات عالية الطاقة وكذلك الإلكترونات وجسيمات ألفا عالية الطاقة. يصدر عند تأثره معها قمتان، الأولى عند 400mm والثانية عند 440mm.

يُمكن عجن اللدائن (مثل متعدد فنيل التولوين) مع الأنتراسين لإنتاج لدائن ومّاضة للاستخدام في قياس جرعة الإشعاع في العلاج الإشعاعي. كما تُستخدم بعض مشتقات الأنتراسين أدوية لعلاج الأمراض الجلدية.

التصنيف : الكيمياء العضوية

النوع : الكيمياء العضوية

المجلد: المجلد الثالث

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية