DIBENZALACETON: EGENSKAPER, REAKTIONSMEKANISM, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN, RISKER - KEMI - 2025

Den dibensalaceton (dba) är en organisk förening, vars molekylformel är C ₁₇ H ₁₄ O. Det är ett gulaktigt fast material, som, beroende på dess renhet, kan den lägga fram som kristaller. Det används i solskyddsmedel och i organometalliska synteser där palladium används som katalysator.

Även om syntesen är en relativt enkel process, ganska återkommande vid utbildning av laboratorier för att förklara aldolkondensation, är dess mekanism något omfattande och flera faktorer måste beaktas. Den använda bensaldehyden, som kommer att kondensera med aceton, måste färskdestilleras för att garantera dess låga oxidation i kontakt med luft.

Prov av dibenzalaceton i glasbehållare. Källa: Stephanb

På liknande sätt används ett basiskt etanol-vattenmedium för att solubilisera reagensen och samtidigt främja den slutliga fällningen av dibenzalaceton, en hydrofob och olöslig förening. Hittills är det inte känt vilka negativa effekter dibenzalaceton kan ha på kroppen eller miljön, annat än att vara irriterande.

Egenskaper

Fysiskt utseende

Dammigt eller kristallint utseende gulaktigt fast ämne.

Molmassa

234,29 g / mol

isomerer

Dibenzalaceton förekommer som tre geometriska isomerer: trans-trans, trans-cis och cis-cis. Trans-trans-isomeren är den mest stabila av alla och därför den som produceras mest under syntesen.

Smältpunkt

110-111 ° C Detta intervall varierar beroende på renhetsgraden hos det syntetiserade fasta ämnet.

Vattenlöslighet

Olöslig.

Strukturera

Molekylär struktur av dibenzalaceton. Källa: Benjah-bmm27

Den övre bilden visar molekylen för trans-trans-isomeren dibenzalaceton, representerad av en sfär- och stångmodell. I mitten av den har vi karbonylgruppen och på dess sidor några dubbelbindningar och två aromatiska bensenringar.

Dibenzalaceton är i huvudsak apolär och hydrofob, eftersom hela strukturen praktiskt taget består av kol- och väteatomer. Karbonylgruppen ger den bara ett litet dipolmoment.

Strukturen kan jämföras med strukturen för ett blad, eftersom alla dess kolatomer har sp ^2- hybridisering ; därför vilar de på samma plan.

Ljusfotoner interagerar med det π-konjugerade systemet av dibenzalaceton; speciellt UV-strålning, som absorberas för att väcka delokaliserade elektroner. Den här egenskapen gör dibenzalaceton till en utmärkt absorberare av ultraviolett ljus.

Mekanism för reaktion av dibenzalaceton

Mekanism för aldolkondensation vid syntes av dibenzalaceton. Källa: Izmaelt

I bilden ovan har vi representerat mekanismen för aldolkondensationen mellan bensaldehyd och aceton, för att därigenom härleda dibenzalaceton; specifikt dess trans-trans-isomer.

Reaktionen börjar med aceton i ett basiskt medium. OH ^- deprotoneras en sur proton i endera av dess två metylgrupper, -CH ₃ , vilket ger upphov till ett enolat: CH ₃ C (O) CH ₂ ^- , som delocalizes dess negativa laddning genom resonans (första raden i bilden) .

Detta enolat fungerar sedan som ett nukleofilt medel: det attackerar karbonylgruppen i en bensaldehydmolekyl. Dess införlivande i bensaldehyd genererar en alkoxid, som, eftersom den är väldigt grundläggande, avprotonerar en vattenmolekyl och blir en aldol (andra raden). Aldol eller P-hydroxyketon kännetecknas av att ha grupperna C = O och OH.

Basmediet dehydratiserar denna aldol och en dubbelbindning bildas i dess struktur, som alstrar bensylidenaceton (tredje raden). Då, OH ^- deprotoneras också en av dess sura väten, upprepa en annan nukleofil attack på en andra bensaldehyd molekyl. Den här gången sker attacken med en långsammare hastighet (fjärde raden).

Den bildade produkten deprotonerar en annan vattenmolekyl och genomgår dehydrering igen för att eliminera OH-gruppen och upprätta en andra dubbelbindning (femte och sjätte rader). Således och slutligen produceras dibenzalaceton.

Syntes

Reagens

Reagensen för att utföra syntesen av dibenzalaceton är följande:

- 95% etanol.

- Benzaldehyd nyligen destillerad från bitter mandelolja.

- NaOH som en basisk katalysator i destillerat vatten.

De mängder som ska användas beror på hur mycket dibenzalaceton som ska syntetiseras. Man söker emellertid att det finns ett överskott av bensaldehyd eftersom en del av den oxideras till bensoesyra. Det garanteras också att reaktionen tar mindre tid och att den oönskade bensylideneaketonen produceras i mindre utsträckning.

Etanol fungerar som ett lösningsmedel för bensaldehyd, annars skulle det inte lösa sig i det basiska NaOH-mediet.

Bearbeta

Blanda etanolen med bensaldehyd i en stor bägare. Därefter tillsätts det basiska NaOH-mediet under konstant magnetisk omröring. I detta steg inträffar Cannizzaro-reaktionen i mindre grad; det vill säga två molekyler av bensaldehyd som står i proportion till den ena av bensylalkohol och den andra av bensoesyra, lätt igenkänd genom dess karakteristiska söta lukt.

Slutligen, tillsätt acetonen och vänta en halvtimme tills lösningen blir grumlig och gulorange i färg. Dibenzalaceton kommer att fällas ut på grund av vatten, så en betydande volym vatten tillsätts för att främja dess fullständiga nederbörd.

Dibenzalacetonen avfiltreras under vakuum och dess gulaktiga fasta substans tvättas flera gånger med destillerat vatten.

Omkristallisation

Ett omkristalliserat prov av dibenzalaceton bör glöda liknande kristallerna i denna bild. Källa: Smokefoot

För att rena dibenzalacetonen används 95% etanol eller varm etylacetat, så att kristaller med högre renhet erhålls varje gång omkristallisationen upprepas. Således kommer det initiala gulaktiga pulvret att omvandlas till små gula kristaller av dibenzalaceton.

tillämpningar

Dibenzalaceton är en förening som inte har många användningsområden. På grund av dess förmåga att absorbera ultraviolett ljus, används det i formuleringen av solskyddsmedel eller någon annan produkt som försöker minska förekomsten av UV-strålar, vare sig det är beläggningar eller målar.

Å andra sidan används dibenzalaceton i de organometalliska synteserna av palladium. Det fungerar som ett bindemedel som koordinaterna till de metalliska palladiumatomer, Pd ⁰ , för att bilda den tris (dibensylidenaceton) dipalladium (0) -komplexet.

Denna organometalliska förening ger Pd ⁰ atomer i olika organiska synteser, vilket är varför det uppför sig som en homogen katalysator, eftersom det löser sig i många organiska lösningsmedel.

Dibenzalaceton som bindemedel är också lätt att ersätta med andra organiska bindemedel, vilket gör att de organometalliska synteserna av palladium kan utvecklas snabbt.

risker

När det gäller riskerna finns det inte mycket information som rapporterar om möjliga påverkan på hälsa eller miljön som dibenzalaceton kan orsaka. I sitt rena tillstånd är det ett fast irriterande medel genom förtäring, andning eller genom direktkontakt med ögonen eller huden.

Men det är uppenbarligen inte tillräckligt irriterande att det inte kan ingå i solskyddsformuleringarna. Å andra sidan, eftersom det är så olösligt i vatten, är dess koncentration i det försumbart och presenterar sig själv som en fast förorening. I detta avseende är det okänt hur skadlig turbiditeten det orsakar för marin fauna eller jord.

Tills annat har bevisats, kommer dibenzalaceton att betraktas som en relativt säker förening, eftersom dess låga reaktivitet inte är ett skäl till risk eller större försiktighetsåtgärder.

referenser

1. Morrison, RT och Boyd, R, N. (1987). Organisk kemi. 5: e upplagan. Redaktionell Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organisk kemi. (Sjätte upplagan). Mc Graw Hill.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. (10: e upplagan.) Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Dibensylidenaceton. Återställd från: en.wikipedia.org
5. National Center for Biotechnology Information. (2020). Dibensylidenaceton. PubChem-databas., CID = 640180. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Organiska synteser. (2020). Dibensalaceton. Återställd från: orgsyn.org
7. Dibenzalaceton genom Aldol Condensation. Återställs från: web.mnstate.edu