- vlastnosti
- Fyzický vzhľad
- Molárna hmota
- izoméry
- Bod topenia
- Rozpustnosť vo vode
- štruktúra
- Mechanizmus reakcie dibenzalacetónu
- syntéza
- reagents
- proces
- rekryštalizácia
- aplikácia
- riziká
- Referencie
Dibenzalaceton (dba) je organická zlúčenina, ktorej molekulárnej vzorec je C 17 H 14 O. Je to žltkastá pevná látka, ktorá, v závislosti na jeho čistote, môže sa prejaviť ako kryštály. Používa sa na ochranu proti slnečnému žiareniu a na organokovové syntézy, pri ktorých sa ako katalyzátor používa paládium.
Aj keď je jeho syntéza pomerne jednoduchým procesom, ktorý sa vo výučbových laboratóriách pomerne často opakuje, aby vysvetlil kondenzáciu aldolu, jeho mechanizmus je do istej miery rozsiahly a je potrebné zohľadniť niekoľko faktorov. Použitý benzaldehyd, ktorý kondenzuje s acetónom, sa musí čerstvo destilovať, aby sa zabezpečila jeho nízka oxidácia pri kontakte so vzduchom.
Vzorka dibenzalacetónu v sklenenej nádobe. Zdroj: Stephanb
Podobne sa na solubilizáciu reakčných činidiel a súčasne na podporu konečného vyzrážania dibenzalacetónu, hydrofóbnej a nerozpustnej zlúčeniny, používa zásadité médium etanol-voda. Zatiaľ nie je známe, aké negatívne účinky môže mať dibenzalacetón na organizmus alebo životné prostredie, okrem toho, že dráždi.
vlastnosti
Fyzický vzhľad
Prašná alebo kryštalická žltkastá pevná látka.
Molárna hmota
234,29 g / mol
izoméry
Dibenzalacetón sa vyskytuje ako tri geometrické izoméry: trans-trans, trans-cis a cis-cis. Trans-trans izomér je najstabilnejší zo všetkých, a teda ten, ktorý je najčastejšie produkovaný počas syntézy.
Bod topenia
110 až 111 ° C Tento rozsah sa líši v závislosti od stupňa čistoty syntetizovanej pevnej látky.
Rozpustnosť vo vode
Nerozpustná.
štruktúra
Molekulárna štruktúra dibenzalacetónu. Zdroj: Benjah-bmm27
Horný obrázok ukazuje molekulu trans-trans izoméru dibenzalacetónu, predstavovanú modelom guľôčok a tyčiniek. V jej strede je karbonylová skupina a po jej stranách niektoré dvojité väzby a dva aromatické benzénové kruhy.
Dibenzalacetón je v podstate nepolárny a hydrofóbny, pretože jeho celá štruktúra je prakticky zložená z atómov uhlíka a vodíka. Karbonylová skupina poskytuje iba malý dipólový moment.
Konštrukcia môže byť v porovnaní s listu, pretože všetky jeho atómov uhlíka sp 2 hybridizácii ; preto spočívajú v rovnakej rovine.
Fotóny svetla interagujú s n-konjugovaným systémom dibenzalacetónu; najmä tie, ktoré sú absorbované UV žiarením, aby excitovali delokalizované elektróny. Táto vlastnosť robí z dibenzalacetónu vynikajúci absorbér ultrafialového svetla.
Mechanizmus reakcie dibenzalacetónu
Mechanizmus kondenzácie aldolu v syntéze dibenzalacetónu. Zdroj: Izmaelt
Na obrázku vyššie sme znázornili mechanizmus kondenzácie aldolu medzi benzaldehydom a acetónom, čím vznikol dibenzalacetón; konkrétne jeho trans-trans izomér.
Reakcia začína acetónom v zásaditom prostredí. OH - deprotonuje kyslý protón, buď z jeho dvoch metyl skupín, -CH 3 , čo vedie k Enola: CH 3 C (O) CH 2 - , ktorá delocalizes jeho záporný náboj rezonanciou (prvý riadok na obrázku) ,
Tento enolát potom pôsobí ako nukleofilné činidlo: atakuje karbonylovú skupinu benzaldehydovej molekuly. Jeho inkorporácia do benzaldehydu vytvára alkoxid, ktorý, pretože je veľmi zásaditý, deprotonuje molekulu vody a stáva sa aldolom (druhý riadok). Aldol alebo p-hydroxyketón je charakterizovaný tým, že má skupiny C = O a OH.
Zásadité médium dehydratuje tento aldol a vytvorí sa dvojitá väzba, ktorá vytvára benzylidénacetón (tretí riadok). Potom OH - deprotonuje tiež jeden zo svojich kyslých vodíkov a opakuje ďalší nukleofilný útok na druhú molekulu benzaldehydu. Tentoraz sa útok uskutoční pomalšou rýchlosťou (štvrtý riadok).
Vytvorený produkt deprotonizuje ďalšiu molekulu vody a znova sa podrobí dehydratácii, aby sa vylúčila skupina OH a vytvorila sa druhá dvojitá väzba (piaty a šiesty riadok). Takto sa nakoniec vytvorí dibenzalacetón.
syntéza
reagents
Činidlami na uskutočnenie syntézy dibenzalacetónu sú:
- 95% etanol.
- Benzaldehyd čerstvo destilovaný z horkého mandľového oleja.
- NaOH ako zásaditý katalyzátor v destilovanej vode.
Množstvá, ktoré sa majú použiť, závisia od množstva syntetizovaného dibenzalacetónu. Je však žiaduce, aby existoval nadbytok benzaldehydu, pretože jeho časť je oxidovaná na kyselinu benzoovú. Je tiež zaručené, že reakcia trvá menej času a že nežiadúci benzylideneaketón je produkovaný v menšej miere.
Etanol pôsobí ako rozpúšťadlo pre benzaldehyd, inak by sa nerozpustil v zásaditom NaOH prostredí.
proces
Vo veľkej kadičke zmiešajte etanol s benzaldehydom. Potom sa za stáleho magnetického miešania pridá bázické NaOH médium. V tomto kroku sa reakcia Cannizzaro vyskytuje v menšej miere; to znamená, že dve molekuly benzaldehydu neprimerané na benzylalkohol a na druhú kyselinu benzoovú, ľahko rozpoznateľné svojím charakteristickým sladkým zápachom.
Nakoniec sa pridá acetón a počká sa pol hodiny, kým sa roztok nestane zakaleným a žltooranžovým. Dibenzalacetón sa zráža v dôsledku vody, takže sa pridá značné množstvo vody, aby sa podporilo jeho úplné zrážanie.
Dibenzalacetón sa odfiltruje vo vákuu a jeho žltkastá pevná látka sa niekoľkokrát premyje destilovanou vodou.
rekryštalizácia
Rekryštalizovaná vzorka dibenzalacetónu by mala žiariť podobne ako kryštály na tomto obrázku. Zdroj: Smokefoot
Na čistenie dibenzalacetónu sa použije 95% etanol alebo horúci etylacetát, takže pri každej opakovanej rekryštalizácii sa získajú kryštály vyššej čistoty. Takto sa počiatočný žltkastý prášok zmení na malé žlté kryštály dibenzalacetónu.
aplikácia
Dibenzalacetón je zlúčenina, ktorá nemá veľa použití. Vďaka svojej schopnosti absorbovať ultrafialové svetlo sa používa vo formulácii opaľovacích krémov alebo akéhokoľvek iného produktu, ktorý sa snaží zmierniť výskyt UV lúčov, či už ide o povlaky alebo farby.
Na druhej strane sa dibenzalacetón používa v organokovových syntézach paládia. To pôsobí ako spojivo, ktorý sa koordinuje s atómami kovu paládia, Pd 0 , za vzniku tris (dibenzylidenaceton) dipalladium (0) komplex.
Táto organokovová zlúčenina poskytuje Pd 0 atómov v rôznych organických syntéz, takže sa chová ako homogénny katalyzátor, pretože sa rozpúšťa v mnohých organických rozpúšťadlách.
Dibenzalacetón ako spojivo sa tiež ľahko nahrádza inými organickými spojivami, ktoré umožňujú organokovovú syntézu paládia rýchlo sa rozvíjať.
riziká
Pokiaľ ide o riziká, nie je k dispozícii veľa informácií, ktoré by informovali o možných dopadoch dibenzalacetónu na zdravie alebo na životné prostredie. V čistom stave je to silné dráždidlo pri požití, dýchaní alebo priamym kontaktom s očami alebo pokožkou.
Zdá sa však, že nie je dostatočne dráždivé, že nemôže byť súčasťou prípravkov na ochranu proti slnečnému žiareniu. Na druhej strane, je taká nerozpustná vo vode, jej koncentrácia v nej je zanedbateľná a predstavuje sa ako tuhá kontaminujúca látka. V tomto zmysle nie je známe, aký škodlivý je zákal spôsobený morskou faunou alebo pôdou.
Pokiaľ sa nepreukáže opak, dibenzalacetón sa bude považovať za relatívne bezpečnú zlúčeninu, pretože jeho nízka reaktivita nie je príčinou rizika alebo väčších bezpečnostných opatrení.
Referencie
- Morrison, RT a Boyd, R., N. (1987). Organická chémia. 5. vydanie. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organická chémia. (Šieste vydanie). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organická chémia. (10. vydanie.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2020). Dibenzylidenaceton. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2020). Dibenzylidenaceton. PubChem Database., CID = 640180. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organické syntézy. (2020). Dibenzalaceton. Obnovené z: orgsyn.org
- Dibenzalacetón Aldol kondenzáciou. Obnovené z: web.mnstate.edu