Anthracen
# Anthracen

Anthracen [antraˈt͡seːn] (von griech. anthrax, ‚Kohle‘), auch Paranaphthalin oder veraltet Anthrazen ist ein farbloser kristalliner Feststoff, der leicht sublimiert. Es ist ein polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff und organischer Halbleiter mit der Summenformel C$_{14}$H$_{10}$, der nach dem Bauprinzip der Acene aus drei anellierten Benzolringen aufgebaut ist.

## Geschichte

Anthracen wurde 1832 zum ersten Mal von Auguste Laurent und Jean-Baptiste Dumas aus dem Teer isoliert. Laurent stellte auch 1836 durch Oxidation des Anthracens Anthrachinon und Phthalsäure zum ersten Mal her.

## Vorkommen

Auf der Erde findet sich Anthracen in Steinkohlenteer. Oxidierte Anthracenderivate – meist Anthrachinone – kommen häufig in Organismen vor. Positiv geladene Anthracenmoleküle wurden sowohl in Meteoriten wie auch kürzlich von der Royal Astronomical Society in interstellarer Materie nachgewiesen. Das komplexeste Molekül, das vor dem Anthracen im interstellaren Raum entdeckt wurde, war Naphthalin.

## Gewinnung und Darstellung

Anthracen wird industriell aus Steinkohlenteer gewonnen. Die synthetische Herstellung erfolgt durch Pyrolyse von 2-Methylbenzophenon oder durch Friedel-Crafts-Alkylierung von 2-Brombenzylbromid. Alternativ kann es auch durch Reduktion von Anthrachinon hergestellt werden, welches wiederum durch Diels-Alder-Reaktion von p-Benzochinon mit 1,3-Butadien oder durch Friedel-Crafts-Acylierung von Benzol mit Phthalsäureanhydrid in Gegenwart von Aluminiumchlorid zugänglich ist. Letztere war die ursprüngliche Synthese, die 1883 von Richard Anschütz erfunden wurde. Die am häufigsten verwendeten Reduktionsmittel für Anthrachinon sind:
* Zink im alkalischen Milieu,
* amalgamiertes Aluminium in sekundären Alkoholen,
* Zinn(II)-chlorid und HCl in Essigsäure
* Natriumborhydrid

## Eigenschaften

Anthracen kristallisiert in farblosen bis gelblichen Blättchen, die violett fluoreszieren und leicht sublimieren. Sie schmelzen bei 216,3 °C und sieden bei 340 °C. Anthracen ist in Wasser nahezu unlöslich (etwa 0,1 mg/l bei 25 °C), wenig löslich in Ethanol (15 g/l) und Diethylether, und gut löslich in siedendem Benzol. Anthracen riecht nur sehr schwach aromatisch und ist nahezu geruchlos. Da im Anthracen nur ein Sechsring ein $\pi$-Elektronensextett enthält, ist es ziemlich reaktiv, reaktiver als das Isomer Phenanthren, das im Gegensatz zum Anthracen zwei Ringe mit einem $\pi$-Elektronensextett aufweist. Vor allem die Positionen 9 und 10 stellen hier ideale Angriffspunkte z. B. für Oxidationen dar, durch welche Anthracen beispielsweise in Anthrachinon umgewandelt werden kann.
Anthracen dimerisiert durch UV-Licht-Einfluss in einer photochemisch erlaubten [4π$_s$+ 4π$_s$]-Cycloaddition; das Dimer zerfällt bei Wärmeeinwirkung unter Rückbildung von Anthracen.
Da es bei Anthracen nach dem Inkrementsystem zwei unterschiedliche mesomere Grenzstrukturen gibt, sind diese bei der Berechnung der Mesomerieenergie zu beachten und der Mittelwert der Bildungsenthalpien zu bilden, bevor man die Differenz zur tatsächlichen Bildungsenthalpie zieht.
Der Flammpunkt liegt bei 121 °C, die Zündtemperatur bei 540 °C. Die untere Explosionsgrenze (UEG) beträgt in Luft 0,6 Vol.-% (45 g/m$^3$). Anthracen ist wassergefährdend (WGK 2). Die Standardbildungsenthalpie beträgt in der Festphase 121 ± 10 kJ·mol$^{−1}$, in der Gasphase 223 ± 10 kJ·mol$^{−1}$. Die Standardverbrennungsenthalpie in der Festphase liegt bei −7061 ± 10 kJ·mol$^{−1}$.

## Verwendung

Anthracen wird fast ausschließlich zu Anthrachinon weiterverarbeitet, welches den Ausgangspunkt für die Anthrachinonfarbstoffe darstellt und somit die Grundlage für die Alizarin- und Indanthrenfarbstoffe ist. Eine weitere Verwendung findet das Anthracen als Basisstoff für die Herstellung von Schädlingsbekämpfungsmitteln und Gerbstoffen. Der Anthracen-Abkömmling Dithranol ist der älteste Wirkstoff, der für die Behandlung von Schuppenflechte entwickelt wurde.

## Regulierung

Anthracen ist als „prioritärer gefährlicher Stoff“ in Anhang X der europäischen Richtlinie 2000/60/EG (Wasserrahmenrichtlinie) aufgeführt.
Über den Safe Drinking Water and Toxic Enforcement Act of 1986 besteht in Kalifornien seit 11. August 2023 eine Kennzeichnungspflicht für Produkte, die Anthracen enthalten.

## Nomenklatur

Nach der IUPAC-Nomenklatur gibt es für Anthracen, wie auch für das isomere Phenanthren, einen speziellen Lokantensatz, der von der systematischen Bezifferung abweicht. Dieser Lokantensatz wird teilweise auch auf heterocyclische Verbindungen mit derselben Grundstruktur (bei denen lediglich Kohlenstoffatome durch andere Atome ersetzt sind) übertragen. Ein Beispiel ist 4-Azaphenothiazin (Pyridobenzothiazin, Pyrido[3,2-b]benzothiazin) und Derivate davon wie Prothipendyl. Dort fällt dann die übliche dominante Rolle der Hetero-Atome bei der Nummerierung weg.
* Lokanten von Anthracen gemäß IUPAC
* Lokanten von Tricyclo[8.4.0.0$^{3,8}$]tetradeca-1,3,5,7,9,11,13-heptaen gemäß der Von-Baeyer-Nomenklatur
Nach der Von-Baeyer-Nomenklatur für polycyclische Verbindungen, die allerdings für aromatische Verbindungen nicht empfohlen wird, wird Anthracen als Tricyclo[8.4.0.0$^{3,8}$]tetradeca-1,3,5,7,9,11,13-heptaen bezeichnet.