DIBENZALACETONAS: SAVYBĖS, REAKCIJOS MECHANIZMAS, PANAUDOJIMAS, RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Dibenzalacetone (dba) yra organinis junginys, kurio molekulinė formulė yra C ₁₇ H ₁₄ O. Tai gelsvai kieta medžiaga, kuri, priklausomai nuo jo grynumo, ji gali pateikti kaip kristalai. Jis naudojamas apsaugai nuo saulės ir metalų organinėse sintezėse, kuriose kaip katalizatorius naudojamas paladis.

Nors jo sintezė yra gana paprastas procesas, gana dažnai pasikartojantis mokymo laboratorijose aiškinti aldolio kondensaciją, jo mechanizmas yra gana platus ir reikia atsižvelgti į keletą veiksnių. Naudojamas benzaldehidas, kuris kondensuojasi su acetonu, turi būti šviežiai distiliuotas, kad būtų užtikrinta maža jo oksidacija sąlytyje su oru.

Dibenzalacetono mėginys stikliniame inde. Šaltinis: Stephanbas

Panašiai, pagrindinė etanolio-vandens terpė naudojama reagentams tirpinti ir tuo pačiu skatinti galutinį dibenzalacetono, hidrofobinio ir netirpaus junginio, nusodinimą. Kol kas nežinoma, kokį neigiamą poveikį dibenzalacetonas gali turėti kūnui ar aplinkai, išskyrus tai, kad jis dirgina.

Savybės

Fizinė išvaizda

Putli arba kristalinio atspalvio gelsva kieta medžiaga.

Molinė masė

234,29 g / mol

Izomerai

Dibenzalacetonas atsiranda kaip trys geometriniai izomerai: trans-trans, trans-cis ir cis-cis. Trans-trans izomeras yra stabiliausias iš visų, todėl tas, kuris yra labiausiai gaminamas sintezės metu.

Lydymosi temperatūra

110–111 ° C. Šis diapazonas kinta priklausomai nuo sintezuotos kietos medžiagos grynumo laipsnio.

Tirpumas vandenyje

Netirpus.

Struktūra

Dibenzalacetono molekulinė struktūra. Šaltinis: „Benjah-bmm27“

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduota trans-trans-izomero dibenzalacetono molekulė, pavaizduota sferų ir juostų modeliu. Jo centre yra karbonilo grupė, o jos šonuose - keli dvigubi ryšiai ir du aromatiniai benzeno žiedai.

Dibenzalacetonas iš esmės yra apoliarus ir hidrofobinis, nes visa jo struktūra yra sudaryta iš anglies ir vandenilio atomų. Karbonilo grupė suteikia tik nedidelį dipolio momentą.

Struktūra gali būti palyginti su lapų, nes visi jos anglies atomus turi sp ² hibridizacija ; todėl jie ilsisi toje pačioje plokštumoje.

Šviesos fotonai sąveikauja su ben-konjuguota dibenzalacetono sistema; ypač UV spinduliuotės, sugeriamos delokalizuotų elektronų sužadinimui. Dėl šios savybės dibenzalacetonas yra puikus ultravioletinės šviesos absorbentas.

Dibenzalacetono reakcijos mechanizmas

Aldolio kondensacijos mechanizmas sintezuojant dibenzalacetoną. Šaltinis: Izmaelt

Aukščiau esančiame paveikslėlyje pavaizduotas aldolio kondensacijos tarp benzaldehido ir acetono mechanizmas, tokiu būdu gaunant dibenzalacetoną; konkrečiai jo trans-trans izomeras.

Reakcija prasideda acetonu bazinėje terpėje. OH ^- deprotonates rūgštinį protono Bet kurio iš jo dviem metilo grupėmis, -CH ₃ , dėl kurio susidaro enoliatu: CH ₃ C (O) CH ₂ ^- , kuris delocalizes savo neigiamą krūvį pagal rezonanso (pirma eilutė atvaizdo) .

Tada šis enolatas veikia kaip nukleofilinis agentas: jis puola benzaldehido molekulės karbonilo grupę. Jo įsimaišymas į benzaldehidą sukuria alkoksidą, kuris, kadangi jis yra labai bazinis, deprotontuoja vandens molekulę ir tampa aldoliu (antra eilė). Aldolis arba β-hidroksiketonas pasižymi tuo, kad turi grupes C = O ir OH.

Pagrindinė terpė dehidratuoja šį aldolį ir jo struktūroje susidaro dvigubas ryšys, kuris sukuria benzilideneacetoną (trečia eilė). Tada OH ^- taip pat deprotonizuoja vieną iš savo rūgščių vandenilių, pakartodamas kitą nukleofilinę ataką antrajai benzaldehido molekulei. Šį kartą ataka vyksta lėtesniu greičiu (ketvirta eilė).

Susidaręs produktas deprotonatuoja kitą vandens molekulę ir vėl dehidratuojamas, kad būtų pašalinta OH grupė ir būtų sukurta antroji dviguba jungtis (penktoji ir šeštoji eilutės). Taigi galiausiai gaunamas dibenzalacetonas.

Sintezė

Reagentai

Dibenzalacetono sintezei atlikti naudojami šie reagentai:

- 95% etanolio.

- Benzaldehidas, šviežiai distiliuotas iš karčiųjų migdolų aliejaus.

- NaOH kaip pagrindinis katalizatorius distiliuotame vandenyje.

Naudojami kiekiai priklauso nuo to, kiek dibenzalacetono bus susintetinta. Tačiau norima, kad būtų benzaldehido perteklius, nes dalis jo oksiduojasi iki benzenkarboksirūgšties. Taip pat garantuojama, kad reakcija užtrunka mažiau laiko, o nepageidaujamas benzilideneaketonas susidaro mažesniu mastu.

Etanolis veikia kaip benzaldehido tirpiklis, kitaip jis netirpsta bazinėje NaOH terpėje.

Procesas

Didelėje stiklinėje sumaišykite etanolį su benzaldehidu. Tada, nuolat maišant, pridedama bazinės NaOH terpės. Šiame etape Cannizzaro reakcija pasireiškia mažesniu laipsniu; tai yra dvi benzaldehido molekulės, neproporcingos vienai iš benzilo alkoholio, o kita - benzoinės rūgšties, lengvai atpažįstamos pagal būdingą saldų kvapą.

Galiausiai įpilkite acetono ir pusvalandį palaukite, kol tirpalas pasidarys drumstas ir gelsvai oranžinės spalvos. Dibenzalacetonas iškils dėl vandens, todėl pridedamas nemažas vandens kiekis, kad būtų galima visiškai nusodinti.

Dibenzalacetonas filtruojamas vakuume, o jo gelsva kieta medžiaga kelis kartus plaunama distiliuotu vandeniu.

Perkristalinimas

Perkristalintas dibenzalacetono pavyzdys turėtų švytėti panašiai kaip kristalai šiame paveikslėlyje. Šaltinis: „Smokefoot“

Dibenzalacetonui išvalyti naudojamas 95% etanolis arba karštas etilo acetatas, kad kaskart perkristalinimas būtų gaunamas didesnio grynumo kristalai. Taigi pradiniai gelsvi milteliai bus paversti mažais geltonais dibenzalacetono kristalais.

Programos

Dibenzalacetonas yra junginys, kuris neturi daug panaudojimo galimybių. Dėl savo sugebėjimo sugerti ultravioletinę šviesą jis naudojamas formuojant apsauginius kremus nuo saulės arba bet kokį kitą produktą, kuris siekia sušvelninti UV spindulių poveikį, nesvarbu, ar tai būtų dangos, ar dažai.

Kita vertus, dibenzalacetonas yra naudojamas metalo organinėse paladžio sintezėse. Jis veikia kaip rišiklis, koordinuojantis metalo paladio atomus (Pd ⁰⁾ , sudarydamas tris (dibenzilideneacetono) dipalladžio (0) kompleksą.

Šis organinis metalinis junginys suteikia Pd ⁰ atomus skirtingose ​​organinėse sintezėse, todėl jis veikia kaip homogeninis katalizatorius, nes ištirpsta daugelyje organinių tirpiklių.

Taip pat dibenzalacetoną, kaip rišiklį, lengva pakeisti kitais organiniais rišikliais, o tai leidžia greitai vystytis metalo paladžio sintezei.

Pavojai

Kalbant apie riziką, nėra daug informacijos apie galimą dibenzalacetono poveikį sveikatai ar aplinkai. Savo gryną pavidalą jis kietai dirgina prarijus, kvėpuodamas arba tiesiogiai liesdamasis su akimis ar oda.

Tačiau, matyt, tai nėra pakankamai dirginanti, kad tai negali būti apsaugos nuo saulės priemonių dalis. Kita vertus, toks netirpus vandenyje, jo koncentracija vandenyje yra nereikšminga ir yra kietas teršalas. Šia prasme nežinoma, koks žalingas drumstumas yra jūrų faunai ar dirvožemiui.

Kol neįrodyta kitaip, dibenzalacetonas bus laikomas gana saugiu junginiu, nes mažas jo reaktyvumas nėra rizikos ar didesnių atsargumo priemonių priežastis.

Nuorodos

1. Morrison, RT ir Boyd, R, N. (1987). Organinė chemija. 5-asis leidimas. Redakcija Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
3. Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. (10-asis leidimas.). „Wiley Plus“.
4. Vikipedija. (2020). Dibibenzilideneacetonas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2020). Dibibenzilideneacetonas. „PubChem“ duomenų bazė., CID = 640180. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Organinės sintezės. (2020). Dibenzalacetonas. Atkurta iš: orgsyn.org
7. Dibenzalacetonas kondensuojant aldolą. Atkurta iš: web.mnstate.edu