Антрацен  легко сульфируется; введенная в  одно кольцо сульфогруппа мало влияет на реакционную способность других колец, поэтому антрацен обладает повышенной способностью к образованию дисульфокислот. При сульфировании антрацен концентрированной H₂SO₄ выход сульфокислот невелик из-за образования большого количества 9,9'-биантрила и полимерных продуктов. При сульфировании антроцена в диоксане действием HSO₃Cl образуется 9-антраценсульфокислота, легко подвергающаяся десульфированию. В результате в реакционной среде накапливаются 1-и 2-антраценсульфокислоты. При сульфировании антрацена 100%-ной H₂SO₄ в уксусной кислоте образуется 1-антраценсульфокислота (выход 62%).

     При действии окислителей антрацен легко  образует антрахинон, который широко используется для синтеза красителей:

     

            3.3 Получение

     Антрацен  содержится в антраценовом масле (каменноугольные  смолы), откуда его и выделяют, очищают  от примесей (главным образом от фенантрена и карбазола), промывают  растворителями и перекристаллизовывают из пиридиновых оснований.

     В лабораторной практике антрацен можно  получить:

     а) по реакции Фриделя-Крафтса: 

       

     б) по реакции Фиттига: 

       

     с) из фталевого ангидрида  и бензола с последующим восстановлением антрахинона до антрацена:

     

     Антрацен  применяют для получения главным  образом антрахинона, монокристаллы  антрацена - для сцинтилляционных счетчиков. 

     3.4 Влияние на здоровье 

     Для антрацена нижний КПВ 5 г/м³, t самовоспламенения 946 °С. Пыль пожароопасна. При ее вдыхании наблюдается отек век, раздражение слизистых оболочек, жжение и зуд кожи; ПДК 0,1 мг/м³. 
 
 
 
 
 
 
 

     4. Фенантрен 

     Фенантрен – трициклический ароматический углеводород. 

     4.1 Физические свойства 

Молекулярная  масса 178,2, бесцветные кристаллы; температура  плавления 101 ⁰C, температура кипения 340 ⁰C; 1,179; 1,5942. Не растворим в воде, растворим в диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе, метаноле, уксусной кислоте, кристаллизуется из этанола; растворы флуоресцируют голубым цветом. Лучше, чем антрацен растворим в спирте и  бензоле, что позволяет его легко отделять от антрацена. Легко образует различные молекулярные соединения, напр, пикрат с температура плавления 144 ⁰C.

       

          4.2 Химические свойства 

          Он также легко вступает в  реакции присоединения и окисления  по этим положениям:

 

     Фенантрен по химический свойствам аналогичен нафталину. Взаимод. с Cl₂ (в растворе CS₂ или CCl₄) или Br₂ с образованием 9,10-дигалогенфенантренов. При натр, оба дигалогенфенантрена отщепляют HHaI, превращаясь в моногалогензамещенный фенантрен нитрование [HNO₃, (CH₃CO)₂O и ледяная CH₃COOH] приводит к смеси 9- (наиб, количество), 1-й 3-нитрофенантренов. Фенантрен легко сульфируется: в зависимости от температуры в различные соотношениях образуется смесь 2-, 3- и 9-фенантренсульфокислот с небольшой примесью 1-фенантренсульфокислоты. Взаимод. Фенантрен с бензоилхлоридом в присутствии AlCl₃ по реакции Фриделя - Краф-тса приводит к смеси 1-, 2- и 3-бензоилфенантренов. В реакции с малеиновым ангидридом образуется соединение формулы I:

     

     Действием Na в амиловом спирте фенантрен восстанавливается  до смеси 1,2,3,4-тетрагидрофенантрена (тетрантрена) и 9,10-ди-гидрофенантрена. Каталитич. гидрирование на смешанном катализаторе (CuO, Cr₂O₃ и BaO) при 300-350 ⁰C приводит сначала к 1,2,3,4,5,6,7,8-октагидрофенантрену (октантрену), а затем к пергидрофенантрену. Окисление фенантрен соединение Сг(Ш) в ледяной CH₃COOH приводит к фенантрен-9,10-хинону, оранжево-желтые кристаллы с температура плавления 208,5-210 ⁰C, дальнейшее окисление которого H₂O₂ дает 2,2-дифеновую кислоту. 

     4.3 Получение 

     Фенантрен обычно выделяют из ацетиленовой фракции  кам.-уг. смолы. Синтезируют фенантрен фотоциклодегидрогенизацией стильбена или конденсацией о-нитробензальдегида с фенилуксусной кислотой. Производные фенантрен обычно получают Пшорра синтезом.

     Фенантрен - стабилизатор BB (например, на основе нитроглицерина и нитроцеллюлозы), компонент дымовых составов и некоторых красителей.

     4.4 Применение

     Фенантрен используется в производстве красителей.

     4.5 Нахождение фенантрена в природе

     Фенантрен вместе со своим линейным изомером антраценом содержится в каменно-угольной смоле. Производные фенантрена, имеющие частично или полностью гидрированные циклы, широко распространены в животном и растительном мире (например, смоляные кислоты, стероиды).

     Фенантрен продуцируется при сгорании каменноугольного топлива и в других промышленных процессах, в природе - при горении  леса. Он не является мутагенным и канцерогенным  для человека, но токсичен для водных организмов. Фенантрен часто используют как модельное соединение для изучения биодеградации ПАУ, так как он обнаруживается в высоких концентрациях в ПАУ-содержащих образцах, вместе с тем многие ПАУ, содержащие производные фенантрена, являются канцерогенными. 

     4.6 Влияние на здоровье 

     Длительный  контакт с фенантреном приводит к снижению содержания гемоглобина  в крови и вызывает лейкоцитоз; ЛД₅₀ 1,8-2,0 г/кг (мыши, перорально). ПДК 0,8 мг/м³.

            5. Бензпирен

 

     Образуется  при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

     В окружающей среде накапливается  преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в  ткани растений и продолжает своё движение дальше в трофической цепи, при этом на каждой её ступени содержание БП в природных объектах возрастает на порядок.

     Контроль  содержания бензпирена в природных  продуктах производится методом жидкостной хроматографии.

     Бензпирен обладает сильной люминесценцией в  видимой части спектра, что позволяет  обнаруживать его в концентрациях  до 0.01 ppb люминесцентными методами.

     5.1 Биологическое воздействие

 

     Химическая  связь бензпирена с нуклеотидами молекул ДНК может приводить к тяжёлым видам пороков и уродств у новорождённых.

     Бензпирен является одним из наиболее опасных  углеводородов. Высокие концентрации бензпирена наблюдаются на городских магистралях, а также вблизи заправочных станций. Бензпирен является сильным канцерогеном, в частности, вызывает лейкозы, врождённые уродства. Механизм действия связан с встраивание (интеркаляцией) его молекул в молекул ДНК.

     Для бензпирена не существует пороговых  концентраций — он представляет угрозу для здоровья в любом количестве. 
По своему спектру флуоресценции, а также по своему строению бензпирен сходен с дибензантраценом: четыре из пяти ядер бензпирена расположены так же, как и соответствующие четыре ядра дибензантрацена. Спектр флуоресценции этих углеводородов также очень близок к спектру флуоресценции фракции каменноугольной смолы, содержащей канцерогенные углеводороды. При нанесении на кожу мышей бензольного раствора канцерогенных углеводородов, повторяемом два раза в неделю в течение нескольких недель, через значительный промежуток времени, иногда через год и больше, на смазанном месте возникает злокачественная опухоль. При введении под кожу в один прием даже малых доз дибензантрацена (0,25 гр на мышь) опухоль появляется в среднем через 23,1 недели; при увеличении дозы до 2—3 мг опухоль появляется в среднем через 16,8 недель. Бензпирен, даже в дозах не выше 1мг, вызывает появление опухоли в среднем через 12,4 недели. 
В результате расщепления желчных кислот, нормально содержащихся в организме человека, образуется углеводород, близкий по своему строению к бензантрацену — метилхолантрен, обладающий более сильным канцерогенным действием, чем дибензантрацен и бензпирен: в параллельных опытах с мышами, введение метилхолантрена вызывает появление опухоли в среднем через 12,4 недели. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     6. Азулен 

     Азулены (бицикло[5.3.0]декапентаены), небензоидные ароматические соединение, содержащие конденсированную систему из 5- и 7-членного циклов.

     Все атомы углерода 5-членного цикла  несут небольшой отрицат. заряд, 7-членного (кроме атомов углерода, общих  для обоих циклов) — положительный, вследствие чего азулены обладают дипольным моментом.

     

     6.1 Физические свойства 

     Азулены-обычно кристаллы синего или сине-фиолетового  цвета; перегоняются с паром. Растворим  в углеводородах. Выше 300°С изомеризуются  в нафталин и его гомологи. В  УФ-спектрах максимумы поглощения в области 550-700 нм. В ИК-спектрах характеристич. полосы при частотах 1570-1577 см^-1 (С—С) и 3030-3086 см^-1(С-Н).

     Простейший  представитель азулены-азулен (формула I): синие кристаллы, температура плавления 99 °С, температура кипения 170°С; 3,333 * 10^-30 Кл*м. Энергия стабилизации 72 кДж/моль. Гидрируется, окисляется на воздухе и под действием КМnО₄ с образованием СО₂, (СООН)₂ и др. Азулены содержатся в эфирных маслах и поэтому для них сохранились названия, образованные прибавлением к слову "азулен" части латинского названия соответствующего растения, например гвайазулен (1,4-диметил-7-изопропилазулен)-из древесины Guaiacum officinali L., хамазулен (1,4-диметил-7-этилазулен)-из ромашки Matricaria chamomilla L.  

     6.2 Химические свойства 

     Вследствие  повыш. электронной плотности на атомах углерода 5-членного цикла азулены проявляют высокую активность в реакциях с электроф. агентами. Они легко образуют комплексы с электронодефицитными соединение, например тринитробензолом, пикриновой кислотой, тетрацианхинодиметаном, карбонилами металлов. Благодаря высокой основности при действии минеральных или апротонных кислот азулены образуют соли, например формулы II. Способность растворяться в 60%-ной H₂SO₄ или 85%-ной Н₃РО₄ с образованием солей используется для выделения азулены, поскольку соль гидролизуется при разбавлении кислотного раствора водой.

     

     Биполярное  строение объясняет большую легкость электроф. замещения в азулены, чем в ароматам, соединениях, причем первый заместитель вступает в положение 1, второй-в 3. В этих реакциях (например, нитрование, галогенирование, ацилирование, азосочетание) А. по реакционное способности аналогичны высокоактивным 5-членным гетероциклам. Радикальное замещение при взаимодействии АЗУЛЕНЫ с нитрозоацетанилидом или диазосоединениями происходит также в положение 1 или 3. Нуклеоф. реагенты (например, RLi, RMgX) вступают в положение 4 или 8, а также 6.