11.3.2. Свойства

Антрацен — бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 490 К и температурой кипения 624 К. Аналогично углеводородам ряда бензола и нафталина он нерастворим в воде, но растворяется в органических растворителях. Для растворов характерна фиолетовая флуоресценция.

Химические свойства антрацена определяются наличием ароматической и диеновой систем. При этом, как следует из электронного строения молекулы, диеновый характер антрацена должен быть выражен ещё сильнее, чем у нафталина. В целом взаимодействие с электрофилами протекает легко, но во многих случаях сначала получаются продукты присоединения по 9-му и 10-му положениям. При нагревании эти вещества превращаются в замещённые антрацены.

Так, бромирование антрацена протекает легко:

9,10-дибром-9,10-дигидроантрацен 9-бромантрацен

Электрофильная атака в центральное кольцо оказывается значительно выгоднее, чем по любому периферийному кольцу. Это связано как со стабильностью образующегося -комплекса, в котором делокализация заряда происходит с участием двух бензольных колец

,

так и с формально большей ароматичностью -комплекса и продукта присоединения9,10-дибром-9,10-дигидроантраценапо сравнению с самим антраценом, так как в этих трициклических частицах присутствуют два бензольных кольца.

При сульфировании антрацена при повышенных температурах можно получить 1- и 2-замещённые сульфокислоты, однако первичным продуктом будет 9-антраценсульфокислота:

9-антраценсульфокислота

1-антраценсульфокислота 2-антраценсульфокислота

Продукты моносульфирования могут легко дальше превращаться в дисульфокислоты (аналогично нафталину), давая, главным образом, смесь 1,5- и 1,8-дизамещённых антраценов, а при нагревании 2,6- и 2,7-антрацендисульфокислот.

Антрацен легко нитруется азотной кислотой в обычных условиях, образуя единственный продукт мононитрования 9-нитроантрацен:

9-нитроантрацен

К типичным реакциям присоединения относятся реакция диенового синтеза (реакция Дильса–Альдера)

малеиновый ангидрид

и реакция фотодимеризации антрацена

Гидрирование антрацена в мягких условиях приводит к образованию 9,10-дигидроантрацена, что также объясняется высокой устойчивостью системы, содержащей два бензольных кольца:

Продукт исчерпывающего гидрирования (пергидроантрацен) можно получить, проводя реакцию в жёстких условиях с применением металлических катализаторов.

Окисление по 9-му и 10-му атомам также протекает легко с участием разных окислителей, например, K₂Cr₂O₇ в сернокислой среде, концентрированной HNO₃ , кислорода при освещении и других:

антрахинон-9,10

При использовании кислорода реакция протекает через образование нестабильного фотооксида. Стабильный фотооксид удаётся получить только для некоторых 9,10-замещённых антраценов, например:

9,10-дифенилантрацен 9,10-дифенилантраценпероксид-9,10

11.3.3. Способы получения

Основным источником получения антрацена, как и нафталина, и бензола, является каменноугольная смола. Синтетические способы существуют, хотя они часто сложны и многостадийны. Так, например, антрацен может быть получен из нафталина и ацетилена (а значит, и из бензола и ацетилена — гл. 11.2.3):

или из бензола и фталевого ангидрида:

антрахинон-9,10 антрацен

Антрацен и его гомологи могут быть получены и в реакциях алкилирования по Фриделю–Крафтсу. Для этого используются бензол, его гомологи и их галогенпроизводные. Например:

9,10-дигидроантрацен

Используются также способы восстановления антрахинона-9,10 (аналогично в вышеприведённой схеме) и другие способы.