DIBENTSASETONI: OMINAISUUDET, REAKTIOMEKANISMI, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA

Dibentsaaliasetoni (dba) on orgaaninen yhdiste, jonka molekyylikaava on C ₁₇ H ₁₄: lla on kellertävä kiinteä aine, joka, riippuen sen puhtaus, se voi aiheuttaa kiteinä. Sitä käytetään aurinkovoideissa ja metalliorgaanisissa synteeseissä, joissa palladiumia käytetään katalysaattorina.

Vaikka sen synteesi on suhteellisen yksinkertainen menetelmä, melko toistuva laboratorioiden opetuksessa aldolien tiivistymisen selittämiseksi, sen mekanismi on melko laaja, ja monet tekijät on otettava huomioon. Käytetty bentsaldehydi, joka tiivistyy asetonin kanssa, on tislattava vasta, jotta sen alhainen hapettuminen voidaan varmistaa kosketuksessa ilman kanssa.

Näyte dibentsasetonista lasisäiliössä. Lähde: Stephanb

Samoin emäksistä etanoli-vesiväliainetta käytetään liuottamaan reagenssit ja edistämään samalla dibentsasetonin, hydrofobisen ja liukenemattoman yhdisteen lopullista saostumista. Toistaiseksi ei ole tiedossa, millaisia negatiivisia vaikutuksia dibentsasetonilla voi olla kehossa tai ympäristössä, lukuun ottamatta ärsyttävää vaikutusta.

ominaisuudet

Fyysinen ulkonäkö

Pölyinen tai kiteisen näköinen kellertävä kiinteä aine.

Moolimassa

234,29 g / mol

isomeerit

Dibentsa-asetoni esiintyy kolmella geometrisellä isomeerillä: trans-trans, trans-cis ja cis-cis. Trans-trans-isomeeri on vakain kaikista ja siksi se, jota tuotetaan eniten synteesin aikana.

Sulamispiste

110 - 110 ° C. Tämä alue vaihtelee syntetisoidun kiinteän aineen puhtausasteesta riippuen.

Vesiliukoisuus

Liukenematon.

Rakenne

Dibentsasetonin molekyylirakenne. Lähde: Benjah-bmm27

Yläkuva esittää trans-trans-isomeeridibentsasetonin molekyyliä, jota edustaa pallo- ja pylväsmalli. Sen keskellä on karbonyyliryhmä ja sen sivuilla jotkut kaksoissidokset ja kaksi aromaattista bentseenirengasta.

Dibentsasetonia on oleellisesti apolaarinen ja hydrofobinen, koska sen koko rakenne koostuu käytännössä hiili- ja vetyatomeista. Karbonyyliryhmä antaa sille vain pienen dipolimomentin.

Rakennetta voidaan verrata että lehtiä, koska kaikki sen hiiliatomia on sp ² hybridisaatio; siksi he lepäävät samalla tasolla.

Valon fotonit ovat vuorovaikutuksessa dibentsyyliasetoonin π-konjugoidun järjestelmän kanssa; etenkin UV-säteily, joka absorboituu kiihdyttämään delokalisoituneita elektroneja. Tämä ominaisuus tekee dibentsasetonista erinomaisen ultraviolettivalon absorboijan.

Dibentsasetonin reaktion mekanismi

Aldolikondensaation mekanismi dibentsasetonin synteesissä. Lähde: Izmaelt

Yläkuvassa olemme esittäneet aldolikondensaation mekanismin bentsaldehydin ja asetonin välillä, jolloin saadaan dibentsaliasetoni; erityisesti sen trans-trans-isomeeri.

Reaktio alkaa asetonilla emäksisessä väliaineessa. OH ^- deprotonates hapan protoni joko sen kahdella metyyliryhmällä, -CH ₃, synnyttää enolaatin: CH ₃ C (O) CH ₂ ^-, joka delocalizes sen negatiivisen varauksen resonanssin (ensimmäinen rivi kuvan).

Tämä enolaatti toimii sitten nukleofiilisenä aineena: se hyökkää bentsaldehydi-molekyylin karbonyyliryhmään. Sen sisällyttäminen bentsaldehydiin tuottaa alkoksidin, joka, koska se on hyvin emäksinen, protonoi vesimolekyylin ja muuttuu aldoliksi (toinen rivi). Aldolille tai P-hydroksiketonille on tunnusomaista, että niillä on ryhmät C = O ja OH.

Emäksinen väliaine dehydratoi tämän aldolin ja sen rakenteessa muodostuu kaksoissidos, joka tuottaa bentsylideeniasetonia (kolmas rivi). Sitten OH ^- myös protonoi prototyypin yhdestä happamista vedyistään toistamalla toisen nukleofiilisen hyökkäyksen toista bentsaldehydimolekyyliä vastaan. Tällä kertaa hyökkäys tapahtuu hitaammalla nopeudella (neljäs rivi).

Muodostunut tuote deprotonoi toisen vesimolekyylin ja dehydratoidaan uudelleen OH-ryhmän poistamiseksi ja toisen kaksoissidoksen muodostamiseksi (viides ja kuudes rivi). Siten ja lopulta valmistetaan dibentsaliasetonia.

Synteesi

reagenssit

Reagenssit dibentsasetonin synteesin suorittamiseksi ovat seuraavat:

- 95% etanolia.

- Bentsaldehydi, joka on vasta tislattu katkerasta manteliöljystä.

- NaOH emäksisenä katalysaattorina tislatussa vedessä.

Käytettävät määrät riippuvat siitä, kuinka paljon dibentsatsetonia syntetisoidaan. Havaitaan kuitenkin, että bentsaldehydiä on ylimäärä, koska osa siitä hapetetaan bentsoehapoksi. On myös taattu, että reaktio vie vähemmän aikaa ja että ei-toivotut bentsylideeniketiketoni tuotetaan vähemmässä määrin.

Etanoli toimii bentsaldehydin liuottimena, muuten se ei liukene emäksiseen NaOH-väliaineeseen.

Prosessi

Sekoita etanoli suuressa dekantterilasiin bentsaldehydin kanssa. Sitten lisätään emäksistä NaOH-väliainetta jatkuvan magneettisekoituksen aikana. Tässä vaiheessa Cannizzaro-reaktio tapahtuu vähemmässä määrin; toisin sanoen kaksi bentsaldehydin molekyyliä, jotka ovat suhteettomia toiseen bentsyylialkoholista ja toinen bentsoehaposta, helposti tunnistettavissa sen ominaisen makean hajun perusteella.

Lisää lopuksi asetoni ja odota puoli tuntia, kunnes liuos muuttuu sameaksi ja keltaoranssiksi. Dibentsasetonin saostuu veden vuoksi, joten siihen lisätään huomattava määrä vettä sen täydellisen saostumisen edistämiseksi.

Dibentsiase asetoni suodatetaan tyhjössä ja sen kellertävä kiinteä aine pestään useita kertoja tislatulla vedellä.

uudelleenkiteyttämällä

Uudelleenkiteytetyn dibentsasetoninäytteen tulisi hehkua samalla tavalla kuin tämän kuvan kiteet. Lähde: savujalka

Dibentsyyliaseto- tonin puhdistamiseksi käytetään 95-prosenttista etanolia tai kuumaa etyyliasetaattia, niin että saadaan puhtaampia kiteitä joka kerta, kun uudelleenkiteytys toistetaan. Siten alkuperäinen kellertävä jauhe muuttuu pieniksi keltaisiksi dibentsasetonin kiteiksi.

Sovellukset

Dibentsasetonia on yhdiste, jolla ei ole monia käyttötapoja. Koska se kykenee absorboimaan ultraviolettivaloa, sitä käytetään aurinkosuojatuotteiden tai muun tuotteen valmistuksessa, jolla pyritään vähentämään UV-säteilyn esiintyvyyttä, olipa kyse sitten pinnoitteista tai maaleista.

Toisaalta dibentsasetonia käytetään palladiumin organometallisissa synteesissä. Se toimii sideaineena, joka koordinaatit metallisen palladiumin atomia, Pd ⁰, muodostamiseksi tris (dibentsylideeniasetoni) dipalladium (0) kompleksi.

Tämän organometalliyhdisteen tarjoaa Pd ⁰ atomia eri orgaanisissa synteeseissä, joten se käyttäytyy homogeenisena katalyyttinä, koska se liukenee moniin orgaanisiin liuottimiin.

Myös dibentsyyliasetooni sideaineena on helppo korvata muilla orgaanisilla sideaineilla, mikä antaa palladiumin organometallisille synteesille mahdollisuuden kehittyä nopeasti.

riskit

Riskeistä ei ole saatavilla paljon tietoa, joka raportoi dibentsiasetsonin mahdollisista terveys- tai ympäristövaikutuksista. Puhtaassa tilassaan se on kiinteä ärsyttävä nieltynä, hengitettynä tai suoraan kosketuksiin silmien tai ihon kanssa.

Ei kuitenkaan ilmeisesti ole riittävän ärsyttävää, että se ei voi olla osa aurinkovoidetta. Toisaalta, koska se on niin veteen liukenematon, sen pitoisuus siinä on vähäinen, ja se esiintyy kiinteänä epäpuhtautena. Tässä mielessä ei ole tiedossa, kuinka haitallinen sen sameus on meri-eläimistölle tai maaperälle.

Ellei toisin todisteta, dibentsiase asetonia pidetään suhteellisen turvallisena yhdisteenä, koska sen heikko reaktiivisuus ei ole syy riskeille tai suuremmille varotoimenpiteille.

Viitteet

Morrison, RT ja Boyd, R, N. (1987). Orgaaninen kemia. 5. painos. Toimituksellinen Addison-Wesley Interamericana.
Carey F. (2008). Orgaaninen kemia. (Kuudes painos). Mc Graw Hill.
Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Orgaaninen kemia. (10. painos.). Wiley Plus.
Wikipedia. (2020). Dibentsylideeniasetoni. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2020). Dibentsylideeniasetoni. PubChem-tietokanta., CID = 640180. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Orgaaniset synteetit. (2020). Dibentsaaliasetoni. Palautettu osoitteesta: orgsyn.org
Dibentsaselafoni Aldol-kondensaation avulla. Palautettu osoitteesta: web.mnstate.edu

DIBENTSASETONI: OMINAISUUDET, REAKTIOMEKANISMI, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA - 2026