- Lastnosti
- Fizični videz
- Molarna masa
- Izomeri
- Tališče
- Topnost v vodi
- Struktura
- Mehanizem reakcije dibenzalacetona
- Sinteza
- Reagenti
- Proces
- Prekristalizacija
- Prijave
- Tveganja
- Reference
Dibenzalacetone (dba) organska spojina, katere molekulska formula je C 17 H 14 O. Je rumenkasto trdno snov, ki glede na svojo čistosti, lahko predstavi kot kristale. Uporablja se v kremah za sončenje in v organometalnih sintezah, pri katerih se paladij uporablja kot katalizator.
Čeprav je njegova sinteza dokaj enostaven postopek, ki se v učnih laboratorijih razlaga z aldolsko kondenzacijo precej pogosto, je njegov mehanizem nekoliko obsežen, zato je treba upoštevati več dejavnikov. Uporabljeni benzaldehid, ki se bo kondenziral z acetonom, mora biti sveže destiliran, da se zagotovi njegova nizka oksidacija v stiku z zrakom.
Vzorec dibenzalacetona v stekleni posodi. Vir: Stephanb
Prav tako se uporablja osnovni medij etanol-voda za solubilizacijo reagentov in hkrati spodbujanje končne oborine dibenzalacetona, hidrofobne in netopne spojine. Zaenkrat ni znano, kakšne negativne učinke ima dibenzalaceton na telo ali okolje, razen kot dražilna snov.
Lastnosti
Fizični videz
Rumenkasto ali kristalno videti rumenkasto trdno snov.
Molarna masa
234,29 g / mol
Izomeri
Dibenzalaceton se pojavlja kot trije geometrijski izomeri: trans-trans, trans-cis in cis-cis. Trans-trans izomer je najbolj stabilen izmed vseh in zato tisti, ki se med sintezo najbolj proizvaja.
Tališče
110-111 ° C. Ta razpon se razlikuje glede na stopnjo čistosti sintetizirane trdne snovi.
Topnost v vodi
Nerešljiv.
Struktura
Molekularna struktura dibenzalacetona. Vir: Benjah-bmm27
Zgornja slika prikazuje molekulo trans-trans izomera dibenzalacetona, ki jo predstavlja model sfer in palic. V središču imamo karbonilno skupino, na njenih straneh pa nekaj dvojnih vezi in dva aromatična benzona.
Dibenzalaceton je v bistvu apolarni in hidrofobni, saj je njegova celotna struktura praktično sestavljena iz atomov ogljika in vodika. Karbonilna skupina ji daje le majhen dipolni moment.
Strukturo lahko primerjamo s strukturo lista, saj imajo vsi njegovi atomi ogljika sp 2 hibridizacijo ; zato počivajo na isti ravnini.
Fotoni svetlobe medsebojno vplivajo na π-konjugirani sistem dibenzalacetona; še posebej UV žarčenja, ki jih absorbirajo, da vzbujajo delokalizirane elektrone. Ta lastnost naredi dibenzalaceton odličen absorber ultravijolične svetlobe.
Mehanizem reakcije dibenzalacetona
Mehanizem aldolove kondenzacije pri sintezi dibenzalacetona. Vir: Izmaelt
Na zgornji sliki smo predstavili mehanizem kondenzacije aldola med benzaldehidom in acetonom, da nastane dibenzalaceton; natančneje, njegov trans-trans izomer.
Reakcija se začne z acetonom v bazičnem mediju. OH - deprotoniranje kislo proton katere koli od njegovih dvema metilnima skupinama, -CH 3 , kar je privedlo do enolata: CH 3 C (O) CH 2 - , ki delocalizes negativni naboj z resonanco (prva vrstica na sliki) .
Ta enolat nato deluje kot nukleofilno sredstvo: napada karbonilno skupino molekule benzaldehida. Vključitev v benzaldehid tvori alkoksid, ki, ker je zelo bazičen, deprotonira vodno molekulo in postane aldol (druga vrsta). Za aldol ali β-hidroksiketon je značilno, da imata skupini C = O in OH.
Osnovni medij tega aldola dehidrira in v njegovi strukturi se tvori dvojna vez, ki ustvarja benzilidenaceton (tretja vrsta). Nato OH - tudi deprotonira enega izmed njegovih kislih vodikov, kar ponovi še en nukleofilni napad na drugo molekulo benzaldehida. Tokrat napad poteka počasneje (četrta vrsta).
Nastali produkt deprotonira drugo molekulo vode in se ponovno podvrže dehidraciji, da se izloči skupina OH in vzpostavi druga dvojna vez (peta in šesta vrstica). Tako in končno nastane dibenzalaceton.
Sinteza
Reagenti
Reagenti za sintezo dibenzalacetona so naslednji:
- 95% etanol.
- sveže destiliran benzaldehid iz olja grenkega mandlja.
- NaOH kot osnovni katalizator v destilirani vodi.
Količine, ki jih je treba uporabiti, so odvisne od količine sinteze dibenzalacetona. Vendar se išče, da obstaja presežek benzaldehida, ker del tega oksidira v benzojsko kislino. Zagotovljeno je tudi, da reakcija traja manj časa in da se nezaželeni benzilidenaketon proizvaja v manjši meri.
Etanol deluje kot topilo za benzaldehid, sicer se ne bi raztopil v osnovnem mediju NaOH.
Proces
V veliki čaši zmešamo etanol z benzaldehidom. Nato dodamo osnovni medij NaOH med nenehnim magnetnim mešanjem. V tem koraku se v manjši meri pojavi reakcija Cannizzaro; to sta dve molekuli benzaldehida, ki sta nesorazmerni v enem izmed benzilalkohola in drugi benzojeve kisline, ki ga je enostavno prepoznati po značilnem sladkem vonju.
Na koncu dodajte aceton in počakajte pol ure, da raztopina postane motna in rumeno-oranžna barva. Dibenzalaceton se bo obarjal zaradi vode, zato dodamo veliko količino vode, da pospešimo popolno padavino.
Dibenzalaceton se odstrani v vakuumu, rumenkasta trdna snov pa se večkrat opere z destilirano vodo.
Prekristalizacija
Prekristalizirani vzorec dibenzalacetona naj bi sijal podobno kot kristali na tej sliki. Vir: Smokefoot
Za čiščenje dibenzalacetona uporabimo 95% etanol ali vroč etil acetat, tako da dobimo kristale večje čistosti vsakič, ko ponovimo kristalizacijo. Tako se bo začetni rumenkasti prah pretvoril v majhne rumene kristale dibenzalacetona.
Prijave
Dibenzalaceton je spojina, ki nima veliko uporabe. Zaradi svoje sposobnosti absorpcije ultravijolične svetlobe se uporablja pri pripravi krem za zaščito pred soncem ali katerega koli drugega izdelka, ki poskuša ublažiti pojav UV žarkov, pa naj bodo to premazi ali barve.
Po drugi strani se dibenzalaceton uporablja v organometalnih sintezah paladija. Deluje kot vezivo, ki koordinira kovinske atome paladija, Pd 0 , tvori kompleks tris (dibenzilidenacetona) dipalladija (0).
Ta organometalna spojina zagotavlja atome Pd 0 v različnih organskih sintezah, zato se obnaša kot homogen katalizator, saj se raztaplja v številnih organskih topilih.
Prav tako je dibenzalaceton kot vezivo enostavno nadomestiti z drugimi organskimi vezivi, kar omogoča, da se organske sinteze paladija hitro razvijejo.
Tveganja
Glede tveganj ni na voljo veliko informacij, ki bi poročale o možnih vplivih na zdravje ali okolje, ki jih lahko povzroči dibenzalaceton. V svojem čistem stanju je močno dražilno z zaužitjem, dihanjem ali z neposrednim stikom z očmi ali kožo.
Vendar očitno ni dovolj dražilno, da ne more biti del formulacij za zaščito pred soncem. Po drugi strani pa, ker je v vodi tako netopna, je koncentracija v njej zanemarljiva, saj se predstavlja kot trden onesnaževalec. V tem smislu ni znano, kako škodljiva je motnost, ki jo povzroča morska favna ali tla.
Dokler se ne dokaže drugače, bo dibenzalaceton veljal za relativno varno spojino, saj njegova nizka reaktivnost ni razlog za tveganje ali večje previdnostne ukrepe.
Reference
- Morrison, RT in Boyd, R, N. (1987). Organska kemija. 5. izdaja Uredništvo Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Organska kemija. (Šesta izdaja). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organska kemija. (10. izdaja.). Wiley Plus.
- Wikipedija. (2020). Dibenzilidenaceton. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2020). Dibenzilidenaceton. Baza podatkov PubChem., CID = 640180. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organske sinteze (2020). Dibenzalaceton. Pridobljeno: orgsyn.org
- Dibenzalaceton z Aldol kondenzacijo. Obnovljeno iz: web.mnstate.edu