DIBENZALACETONS: ĪPAŠĪBAS, REAKCIJAS MEHĀNISMS, LIETOJUMS, RISKI - ĶĪMIJA - 2025

Dibenzalacetone (dba) ir organisks savienojums, kura molekulārā formula ir C ₁₇ H ₁₄ O. Tas ir dzeltenīgi cieta viela, kas, atkarībā no tā tīrību, tas var būt klāt kā kristāli. To lieto saules aizsarglīdzekļos un metālorganisko sintēzēs, kurās kā katalizatoru izmanto pallādiju.

Lai arī tā sintēze ir samērā vienkāršs process, kas diezgan bieži atkārtojas mācot laboratorijas izskaidrot aldola kondensāciju, tā mehānisms ir nedaudz plašs, un ir jāņem vērā vairāki faktori. Izmantotajam benzaldehīdam, kas kondensējas ar acetonu, jābūt svaigi destilētam, lai garantētu tā zemu oksidāciju saskarē ar gaisu.

Dibenzalacetona paraugs stikla traukā. Avots: Stepans

Līdzīgi reaktīvu izšķīdināšanai tiek izmantota pamata etanola-ūdens vide, vienlaikus veicinot dibenzalacetona, hidrofobiska un nešķīstoša savienojuma, pilnīgu izgulsnēšanos. Pagaidām nav zināms, kāda negatīva ietekme dibenzalacetonam varētu būt ķermenim vai videi, izņemot to, ka tā ir kairinoša viela.

Īpašības

Ārējais izskats

Putekļaina vai kristāliska izskata dzeltenīga cieta viela.

Molārā masa

234,29 g / mol

Izomēri

Dibenzalacetons rodas kā trīs ģeometriski izomēri: trans-trans, trans-cis un cis-cis. Trans-trans izomērs ir visstabilākais no visiem, un tāpēc tas, kurš visvairāk rodas sintēzes laikā.

Kušanas punkts

110-111 ° C. Šis diapazons mainās atkarībā no sintezētās cietās vielas tīrības pakāpes.

Šķīdība ūdenī

Nešķīst.

Uzbūve

Dibenzalacetona molekulārā struktūra. Avots: Benjah-bmm27

Augšējā attēlā redzama trans-transizomēra dibenzalacetona molekula, ko attēlo sfērisko un stieņu modelis. Tās centrā ir karbonilgrupa, un tās sānos - dažas dubultās saites un divi aromātiski benzola gredzeni.

Dibenzalacetons būtībā ir apolārs un hidrofobs, jo visa tā struktūra praktiski sastāv no oglekļa un ūdeņraža atomiem. Karbonilgrupa tai piešķir tikai nelielu dipola momentu.

Struktūra var salīdzināt ar tāda lapas, jo visas tās oglekļa atomi ir sp ² hibridizāciju ; tāpēc viņi atpūšas vienā plaknē.

Gaismas fotoni mijiedarbojas ar dibenzalacetona π-konjugēto sistēmu; it īpaši ultravioleto starojumu, kas tiek absorbēts, lai satrauktu delokalizētus elektronus. Šis īpašums padara dibenzalacetonu par lielisku ultravioletās gaismas absorbētāju.

Dibenzalacetona reakcijas mehānisms

Aldola kondensācijas mehānisms dibenzalacetona sintēzē. Avots: Izmaelt

Augšējā attēlā mēs esam attēlojuši aldola kondensācijas mehānismu starp benzaldehīdu un acetonu, lai tādējādi iegūtu dibenzalacetonu; konkrēti, tā trans-trans izomērs.

Reakcija sākas ar acetonu bāzes vidē. OH ^- deprotonates skābu protonu vai nu no diviem metilgrupām, CH ₃ , kas izraisījis enolāts: CH ₃ C (O) CH ₂ ^- , kas delocalizes tās negatīvs lādiņš ar rezonanses (pirmā rinda no attēla) .

Pēc tam šis enolāts darbojas kā nukleofīls līdzeklis: tas uzbrūk benzaldehīda molekulas karbonilgrupai. Tā iekļaušana benzaldehīdā rada alkoksīdu, kas, tā kā tas ir ļoti pamata, deprotonē ūdens molekulu un kļūst par aldolu (otrā rinda). Aldolam vai β-hidroksiketonam ir raksturīgas grupas C = O un OH.

Pamata barotne dehidrē šo aldolu, un tā struktūrā veidojas dubultā saite, kas veido benzilideneacetonu (trešā rinda). Tad OH ^- arī deprotonē vienu no saviem skābajiem ūdeņražiem, atkārtojot vēl vienu nukleofīlo uzbrukumu otrajai benzaldehīda molekulai. Šoreiz uzbrukums notiek ar mazāku ātrumu (ceturtā rinda).

Izveidotais produkts deprotonē citu ūdens molekulu un atkal tiek dehidrēts, lai izvadītu OH grupu un izveidotu otro dubulto saiti (piektā un sestā rinda). Tādējādi beidzot tiek iegūts dibenzalacetons.

Sintēze

Reaģenti

Reaģenti dibenzalacetona sintēzes veikšanai ir šādi:

- 95% etanols.

- Benzaldehīds, svaigi destilēts no rūgto mandeļu eļļas.

- NaOH kā pamata katalizators destilētā ūdenī.

Izmantojamie daudzumi ir atkarīgi no tā, cik daudz dibenzalacetona tiks sintezēts. Tomēr tiek uzskatīts, ka ir pārmērīgi daudz benzaldehīda, jo daļa no tā tiek oksidēta līdz benzoskābei. Ir arī garantēts, ka reakcija prasa mazāk laika un nevēlamā benzilideneaketona veidošanās notiek mazākā mērā.

Etanols darbojas kā benzaldehīda šķīdinātājs, pretējā gadījumā tas nešķīst pamata NaOH vidē.

Process

Lielā vārglāzē sajauciet etanolu ar benzaldehīdu. Pēc tam nemainīgā magnētiskā maisīšanas laikā pievieno bāzes NaOH barotni. Šajā posmā Kannizzaro reakcija notiek mazākā mērā; tas ir, divas benzaldehīda molekulas, kas ir nesamērīgas vienā no benzilspirta, bet otra - par benzoskābi, ir viegli atpazīstamas pēc raksturīgās saldās smakas.

Visbeidzot pievieno acetonu un pusstundu nogaida, līdz šķīdums kļūst duļķains un dzelteni oranžā krāsā. Dibenzalacetons izdalīsies ūdens ietekmē, tāpēc tiek pievienots ievērojams ūdens daudzums, lai veicinātu pilnīgu tā nokrišņu veidošanos.

Dibenzalacetonu filtrē vakuumā un tā dzeltenīgo cieto masu vairākas reizes mazgā ar destilētu ūdeni.

Pārkristalizācija

Pārkristalizētam dibenzalacetona paraugam vajadzētu kvēlot līdzīgi kristāliem šajā attēlā. Avots: Smokefoot

Dibenzalacetona attīrīšanai izmanto 95% etanolu vai karstu etilacetātu, lai katru reizi atkārtotu pārkristalizāciju iegūtu augstākas tīrības pakāpes kristālus. Tādējādi sākotnējais dzeltenīgais pulveris tiks pārveidots par maziem dzelteniem dibenzalacetona kristāliem.

Lietojumprogrammas

Dibenzalacetons ir savienojums, kuram nav daudz lietojumu. Sakarā ar spēju absorbēt ultravioleto gaismu to izmanto saules aizsarglīdzekļu veidošanā vai citos produktos, kuru mērķis ir mazināt UV staru iedarbību, neatkarīgi no tā, vai tie ir pārklājumi vai krāsas.

No otras puses, dibenzalacetonu izmanto pallādija organometāliskajās sintēzēs. Tas darbojas kā saistviela, kas koordinējas ar pallādija metāla atomiem Pd ⁰ , veidojot tris (dibenzilidneacetona) dipalladium (0) kompleksu.

Šis organiskais metāliskais savienojums nodrošina Pd ⁰ atomus dažādās organiskās sintēzēs, tāpēc tas darbojas kā viendabīgs katalizators, jo tas izšķīst daudzos organiskos šķīdinātājos.

Arī dibenzalacetonu kā saistvielu ir viegli aizstāt ar citiem organiskiem saistvielām, kas ļauj ātri attīstīties pallādija organometāliskajām sintēzēm.

Riski

Attiecībā uz riskiem nav daudz informācijas, kas ziņotu par iespējamo ietekmi uz veselību vai vidi, ko dibenzalacetons var izraisīt. Tīrā stāvoklī tas ir ciets kairinātājs norijot, elpojot vai tieši nonākot acīs vai ādā.

Tomēr acīmredzot nav pietiekami kairinošs, ka tas nevar būt daļa no sauļošanās līdzekļu. No otras puses, tā kā ūdenī nešķīst, tā koncentrācija tajā ir niecīga, veidojot sevi kā cietu piesārņotāju. Šajā ziņā nav zināms, cik kaitīgs duļķainums to rada jūras faunai vai augsnei.

Kamēr nav pierādīts citādi, dibenzalacetons tiks uzskatīts par samērā drošu savienojumu, jo tā zemā reaģētspēja nav iemesls riskam vai lielākiem piesardzības pasākumiem.

Atsauces

1. Morisons, RT un Boids, R., N. (1987). Organiskā ķīmija. 5. izdevums. Redakcijas Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Organiskā ķīmija. (Sestais izdevums). Mc Graw Hill.
3. Grehems Solomons TW, Kreigs B. Frīls. (2011). Organiskā ķīmija. (10. izdevums.). Wiley Plus.
4. Wikipedia. (2020). Dibibenzilideneacetons. Atgūts no: en.wikipedia.org
5. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (2020). Dibibenzilideneacetons. PubChem datu bāze., CID = 640180. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Organiskās sintēzes. (2020). Dibenzalacetons. Atgūts no: orgsyn.org
7. Dibenzalacetons no Aldol kondensācijas. Atgūts no: web.mnstate.edu