Gibbs-Wohl-Naphthalin-Oxidation

Die Gibbs-Wohl-Naphthalin-Oxidation ist eine Namensreaktion aus dem Bereich der Organischen Chemie, die 1918 erstmals durch die amerikanischen Chemiker H. D. Gibbs (1872–1934) und C. Conover publiziert wurde.[1][2] Mit Hilfe dieser Oxidation lässt sich aus Naphthalin Phthalsäureanhydrid synthetisieren.

Geschichte

Gibbs und Conover wurden bei der Erforschung des Syntheseverfahrens im 2. Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts durch die amerikanische Regierung unterstützt.[3] Phthalsäureanhydrid war ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Farbstoffen (bspw. Indigo) und Arzneimitteln.[4] Die US-Regierung war daran interessiert, eine neue Synthesemöglichkeit für Phthalsäureanhydrid zu erforschen. Der damals gängige Prozess (Oxidation von Naphthalin mit Schwefelsäure in Gegenwart von Quecksilber) war aufwendig und kostspielig.[3] Die USA importierten zu Beginn des 20. Jahrhunderts ihren kompletten Bedarf an Phthalsäureanhydrid aus Deutschland.

Übersicht

Naphthalin wird mittels Oxidation zu Phthalsäureanhydrid umgesetzt:

Gibbs Wohl Naphthalin oxidatio

Als Oxidationsmittel werden unter anderem Vanadium(V)-oxid und Sauerstoff eingesetzt.

Reaktionsmechanismus

Ein Vorschlag für den Reaktionsmechanismus:[5]

Gibbs-Wohl-Naphthalin-Oxidation

Naphthalin (1) wird durch Zugabe von Vanadium(V)-oxid und anschließender Oxidation (z. B. mit Kaliumpermanganat) zu (Z)-2-(2-Carboxyvinyl)-benzoesäure (2) umgesetzt. Dabei wird Vanadium(III)-oxid gebildet, das mit Sauerstoff wieder zu Vanadium(V)-oxid oxidiert werden kann. Das Vanadium(V)-oxid oxidiert die (Z)-2-(2-Carboxyvinyl)-benzoesäure (2) zu 2-Carboxybenzaldehyd (3). Nach einer weiteren Oxidation mit Sauerstoff entsteht das Phthalsäureanhydrid (4).[5]

Praktische Bedeutung

Die Gibbs-Wohl-Naphthalin-Oxidation beschreibt das führende Industrieverfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid.[6]

Einzelnachweise

1. H. D. Gibbs, C. Conover: Patent US 1,283,117, angemeldet 17. Februar 1917.
2. H. D. Gibbs, C. Conover: Patent US 1,284,888, angemeldet 12. Mai 1917.
3. C. R. Downs: Oxidation of Aromatic Hydrocarbons. In: Industrial & Engineering Chemistry. Band 32, Nr. 10, Oktober 1940, S. 1294–1298, doi:10.1021/ie50370a004. 
4. H. D. Gibbs: Phthalic Anhydride. I—Introduction. In: Journal of Industrial & Engineering Chemistry. Band 11, Nr. 11, November 1919, S. 1031–1032, doi:10.1021/ie50119a010. 
5. Z. Wang (Hrsg.): Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, 3 Volume Set. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 1228.
6. Z. Wang (Hrsg.): Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, 3 Volume Set. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 1229.