- Ejendomme
- Fysisk fremtoning
- Molar masse
- isomerer
- Smeltepunkt
- Vandopløselighed
- Struktur
- Mekanisme for reaktion af dibenzalaceton
- syntese
- Reagenser
- Behandle
- Omkrystallisation
- Applikationer
- Risici
- Referencer
Den dibenzalacetone (dba) er en organisk forbindelse, hvis molekylformel er C 17 H 14 O. Det er et gulligt fast stof, som, afhængigt af dens renhed, kan den forelægge som krystaller. Det bruges i solcremer og i organometalliske synteser, hvor palladium bruges som katalysator.
Selvom syntese er en relativt simpel proces, der er ganske tilbagevendende i undervisningslaboratorier for at forklare aldolkondensation, er dens mekanisme noget omfattende, og flere faktorer skal tages i betragtning. Det anvendte benzaldehyd, der kondenserer med acetone, skal frisk destilleres for at garantere dets lave oxidation i kontakt med luft.
Prøve af dibenzalaceton i en glasbeholder. Kilde: Stephanb
Ligeledes anvendes et basisk ethanol-vandmedium til at opløse reagenserne og samtidig fremme den endelige udfældning af dibenzalaceton, en hydrofob og uopløselig forbindelse. Indtil videre vides det ikke, hvilke negative virkninger dibenzalaceton kan have på kroppen eller miljøet, bortset fra at være irriterende.
Ejendomme
Fysisk fremtoning
Støvet eller krystallinsk udseende gulligt fast stof.
Molar masse
234,29 g / mol
isomerer
Dibenzalaceton forekommer som tre geometriske isomerer: trans-trans, trans-cis og cis-cis. Trans-trans-isomeren er den mest stabile af alle og derfor den, der er mest produceret under syntese.
Smeltepunkt
110-111 ° C Dette interval varierer afhængigt af renheden af det syntetiserede faste stof.
Vandopløselighed
Uopløselig.
Struktur
Molekylær struktur af dibenzalaceton. Kilde: Benjah-bmm27
Det øverste billede viser molekylet i den trans-trans isomere dibenzalaceton, repræsenteret af en kugle- og stangmodel. I midten af det har vi carbonylgruppen, og på dens sider nogle dobbeltbindinger og to aromatiske benzenringe.
Dibenzalaceton er i det væsentlige apolært og hydrofobt, da hele strukturen praktisk talt består af carbon- og hydrogelatomer. Carbonylgruppen giver den kun et lille dipol-øjeblik.
Strukturen kan sammenlignes med strukturen for et blad, da alle dens carbonatomer har sp 2- hybridisering; derfor hviler de på det samme plan.
Lysfotoner interagerer med det π-konjugerede system af dibenzalaceton; især UV-stråling, der absorberes for at begejse delokaliserede elektroner. Denne egenskab gør dibenzalaceton til en fremragende absorber af ultraviolet lys.
Mekanisme for reaktion af dibenzalaceton
Mekanisme for aldolkondensation i syntesen af dibenzalaceton. Kilde: Izmaelt
På billedet ovenfor har vi repræsenteret mekanismen for aldolkondensationen mellem benzaldehyd og acetone for således at stamme dibenzalaceton; specifikt dens trans-trans isomer.
Reaktionen begynder med acetone i et basisk medium. OH - deprotonerer en sur proton af en af sine to methylgrupper, -CH 3, hvilket giver anledning til et enolat: CH 3 C (O) CH 2 -, som delocalizes dens negative ladning ved resonans (første række af billedet).
Dette enolat fungerer derefter som et nukleofilt middel: det angriber carbonylgruppen i et benzaldehydmolekyle. Dens inkorporering i benzaldehyd genererer et alkoxid, som, fordi det er meget grundlæggende, afprotonerer et vandmolekyle og bliver en aldol (anden række). Aldol- eller p-hydroxyketonen er kendetegnet ved at have grupperne C = O og OH.
Det basiske medium dehydrerer denne aldol, og der dannes en dobbeltbinding i dens struktur, som genererer benzylidenaceton (tredje række). Derefter afbeskytter OH - også en af dens sure hydrogener og gentager endnu et nukleofilt angreb på et andet benzaldehydmolekyle. Denne gang finder angrebet sted med en langsommere hastighed (fjerde række).
Det dannede produkt deprotonerer et andet vandmolekyle og gennemgår dehydrering igen for at eliminere OH-gruppen og etablere en anden dobbeltbinding (femte og sjette række). Dermed produceres endelig dibenzalaceton.
syntese
Reagenser
Reagenserne til udførelse af syntese af dibenzalaceton er følgende:
- 95% ethanol.
- Benzaldehyd frisk destilleret fra bitter mandelolie.
- NaOH som en basisk katalysator i destilleret vand.
De mængder, der skal bruges, afhænger af hvor meget dibenzalaceton der skal syntetiseres. Imidlertid søges det, at der er et overskud af benzaldehyd, fordi en del af det oxideres til benzoesyre. Det garanteres også, at reaktionen tager mindre tid, og at den uønskede benzylideneaketon produceres i mindre grad.
Ethanol fungerer som et opløsningsmiddel for benzaldehyd, ellers ville det ikke opløses i det basiske NaOH-medium.
Behandle
I et stort bægerglas blandes ethanolen med benzaldehyd. Derefter tilsættes det basiske NaOH-medium under konstant magnetisk omrøring. I dette trin forekommer Cannizzaro-reaktionen i mindre grad; det vil sige to molekyler af benzaldehyd, der er uforholdsmæssigt store i det ene af benzylalkohol og det andet af benzoesyre, let genkendelig ved dens karakteristiske søde lugt.
Til sidst tilsættes acetonen og vent en halv time på, at opløsningen bliver uklar og gul-orange i farve. Dibenzalaceton vil udfældes på grund af vand, så der tilsættes et betydeligt volumen vand for at fremme dets komplette nedbør.
Dibenzalacetonen frafiltreres under vakuum, og dets gulaktige faste stof vaskes flere gange med destilleret vand.
Omkrystallisation
En rekrystalliseret prøve af dibenzalaceton skulle glød svarende til krystallerne på dette billede. Kilde: Smokefoot
For at rense dibenzalacetonen anvendes 95% ethanol eller varmt ethylacetat, således at der opnås krystaller med større renhed, hver gang omkrystallisationen gentages. Således transformeres det oprindelige gulaktige pulver til små gule krystaller af dibenzalaceton.
Applikationer
Dibenzalaceton er en forbindelse, der ikke har mange anvendelser. På grund af dets evne til at absorbere ultraviolet lys, bruges det til formulering af solcreme eller ethvert andet produkt, der søger at mindske forekomsten af UV-stråler, hvad enten det er belægninger eller maling.
På den anden side anvendes dibenzalaceton i de organometalliske synteser af palladium. Det fungerer som et bindemiddel, at koordinater til de metalliske palladiumatomerne, Pd 0, til dannelse af tris (dibenzylidenacetone) dipalladium (0) kompleks.
Denne organometallisk forbindelse tilvejebringer Pd 0 atomer i forskellige organiske synteser, så den opfører sig som en homogen katalysator, da det opløses i mange organiske opløsningsmidler.
Dibenzalaceton som bindemiddel er også let at udskifte med andre organiske bindemidler, som tillader de organometalliske synteser af palladium at udvikle sig hurtigt.
Risici
Hvad angår risikoen, er der ikke meget tilgængelig information, der rapporterer om de mulige påvirkninger på sundheden eller miljøet, som dibenzalaceton kan forårsage. I sin rene tilstand er det et fast irriterende stof ved indtagelse, vejrtrækning eller ved direkte kontakt med øjnene eller huden.
Imidlertid er det tilsyneladende ikke tilstrækkeligt irriterende, at det ikke kan være en del af solcreme-formuleringer. På den anden side, da det er så uopløseligt i vand, er dets koncentration i det ubetydelig, hvilket præsenterer sig selv som en fast forurening. I denne forstand er det ukendt, hvor skadelig turbiditeten det forårsager for havfauna eller jord.
Indtil andet er bevist, vil dibenzalaceton blive betragtet som en relativt sikker forbindelse, da dens lave reaktivitet ikke er en grund til risiko eller større forholdsregler.
Referencer
- Morrison, RT og Boyd, R, N. (1987). Organisk kemi. 5. udgave. Redaktionel Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organisk kemi. (Sjette udgave). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organisk kemi. (10. udgave.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2020). Dibenzy. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2020). Dibenzy. PubChem-database., CID = 640180. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organiske synteser. (2020). Dibenzalacetone. Gendannet fra: orgsyn.org
- Dibenzalaceton ved Aldol Condensation. Gendannes fra: web.mnstate.edu