DIBENZALACETON: EIGENSCHAFTEN, REAKTIONSMECHANISMUS, VERWENDUNG, RISIKEN - CHEMIE - 2025

Das Dibenzalaceton (dba) ist eine organische Verbindung mit der Summenformel C ₁₇ H ₁₄ O. Es ist ein gelblicher Feststoff, der je nach Reinheit als Kristalle vorliegen kann. Es wird in Sonnenschutzmitteln und in metallorganischen Synthesen verwendet, bei denen Palladium als Katalysator verwendet wird.

Obwohl seine Synthese ein relativ einfacher Prozess ist, der in Lehrlabors zur Erklärung der Aldolkondensation häufig vorkommt, ist sein Mechanismus etwas umfangreich und es müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Der verwendete Benzaldehyd, der mit Aceton kondensiert, muss frisch destilliert werden, um eine geringe Oxidation bei Kontakt mit Luft zu gewährleisten.

Probe von Dibenzalaceton in einem Glasbehälter. Quelle: Stephanb

Ebenso wird ein basisches Ethanol-Wasser-Medium verwendet, um die Reagenzien zu solubilisieren und gleichzeitig die endgültige Ausfällung von Dibenzalaceton, einer hydrophoben und unlöslichen Verbindung, zu fördern. Bisher ist nicht bekannt, welche negativen Auswirkungen Dibenzalaceton auf den Körper oder die Umwelt haben kann, außer dass es reizend ist.

Eigenschaften

Aussehen

Staubiger oder kristallin aussehender gelblicher Feststoff.

Molmasse

234,29 g / mol

Isomere

Dibenzalaceton kommt als drei geometrische Isomere vor: trans-trans, trans-cis und cis-cis. Das trans-trans-Isomer ist das stabilste von allen und daher dasjenige, das während der Synthese am meisten produziert wird.

Schmelzpunkt

110-111 ° C. Dieser Bereich variiert in Abhängigkeit vom Reinheitsgrad des synthetisierten Feststoffs.

Wasserlöslichkeit

Unlöslich.

Struktur

Molekülstruktur von Dibenzalaceton. Quelle: Benjah-bmm27

Das obere Bild zeigt das Molekül des trans-trans-Isomers Dibenzalaceton, dargestellt durch ein Kugel- und Balkenmodell. In der Mitte haben wir die Carbonylgruppe und an ihren Seiten einige Doppelbindungen und zwei aromatische Benzolringe.

Dibenzalaceton ist im Wesentlichen unpolar und hydrophob, da seine gesamte Struktur praktisch aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht. Die Carbonylgruppe gibt ihm nur ein kleines Dipolmoment.

Die Struktur kann mit der eines Blattes verglichen werden, da alle seine Kohlenstoffatome eine sp ² -Hybridisierung aufweisen ; Daher ruhen sie auf derselben Ebene.

Photonen des Lichts interagieren mit dem π-konjugierten System von Dibenzalaceton; insbesondere solche der UV-Strahlung, die absorbiert werden, um delokalisierte Elektronen anzuregen. Diese Eigenschaft macht Dibenzalaceton zu einem hervorragenden Absorber für ultraviolettes Licht.

Reaktionsmechanismus von Dibenzalaceton

Mechanismus der Aldolkondensation bei der Synthese von Dibenzalaceton. Quelle: Izmaelt

Im obigen Bild haben wir den Mechanismus der Aldolkondensation zwischen Benzaldehyd und Aceton dargestellt, um so Dibenzalaceton zu erzeugen. speziell sein trans-trans-Isomer.

Die Reaktion beginnt mit Aceton in einem basischen Medium. OH ^- deprotoniert ein saures Proton einer seiner beiden Methylgruppen, -CH ₃ , wodurch ein Enolat entsteht: CH ₃ C (O) CH ₂ ^- , das seine negative Ladung durch Resonanz delokalisiert (erste Bildreihe) .

Dieses Enolat wirkt dann als nukleophiles Mittel: Es greift die Carbonylgruppe eines Benzaldehydmoleküls an. Durch den Einbau in Benzaldehyd entsteht ein Alkoxid, das, da es sehr basisch ist, ein Wassermolekül deprotoniert und zu einem Aldol wird (zweite Reihe). Das Aldol oder β-Hydroxyketon ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen C = O und OH vorliegen.

Das basische Medium entwässert dieses Aldol und es bildet sich eine Doppelbindung in seiner Struktur, die Benzylidenaceton erzeugt (dritte Reihe). Dann deprotoniert OH ^- auch einen seiner sauren Wasserstoffatome und wiederholt einen weiteren nukleophilen Angriff auf ein zweites Benzaldehydmolekül. Diesmal erfolgt der Angriff langsamer (vierte Reihe).

Das gebildete Produkt deprotoniert ein anderes Wassermolekül und wird erneut dehydratisiert, um die OH-Gruppe zu eliminieren und eine zweite Doppelbindung (fünfte und sechste Reihe) herzustellen. So und schließlich wird Dibenzalaceton hergestellt.

Synthese

Reagenzien

Die Reagenzien zur Durchführung der Synthese von Dibenzalaceton sind die folgenden:

- 95% Ethanol.

- Benzaldehyd frisch aus Bittermandelöl destilliert.

- NaOH als basischer Katalysator in destilliertem Wasser.

Die zu verwendenden Mengen hängen davon ab, wie viel Dibenzalaceton synthetisiert werden soll. Es wird jedoch angestrebt, dass ein Überschuss an Benzaldehyd vorliegt, da ein Teil davon zu Benzoesäure oxidiert wird. Es ist auch garantiert, dass die Reaktion weniger Zeit in Anspruch nimmt und dass das unerwünschte Benzylideneaketon in geringerem Maße produziert wird.

Ethanol wirkt als Lösungsmittel für Benzaldehyd, da es sich sonst nicht im basischen NaOH-Medium löst.

Prozess

Mischen Sie in einem großen Becherglas das Ethanol mit dem Benzaldehyd. Dann wird das basische NaOH-Medium unter konstantem Magnetrühren zugegeben. In diesem Schritt tritt die Cannizzaro-Reaktion in geringerem Maße auf; das heißt, zwei Benzaldehydmoleküle disproportionieren in eines von Benzylalkohol und das andere von Benzoesäure, was leicht an seinem charakteristischen süßen Geruch zu erkennen ist.

Zum Schluss das Aceton hinzufügen und eine halbe Stunde warten, bis die Lösung trübe und gelb-orange gefärbt ist. Dibenzalaceton fällt aufgrund von Wasser aus, daher wird ein beträchtliches Volumen Wasser hinzugefügt, um seine vollständige Ausfällung zu fördern.

Das Dibenzalaceton wird unter Vakuum abfiltriert und sein gelblicher Feststoff mehrmals mit destilliertem Wasser gewaschen.

Rekristallisation

Eine umkristallisierte Probe von Dibenzalaceton sollte ähnlich wie die Kristalle in diesem Bild leuchten. Quelle: Rauchfuß

Zur Reinigung des Dibenzalacetons wird 95% Ethanol oder heißes Ethylacetat verwendet, so dass bei jeder Wiederholung der Rekristallisation Kristalle mit höherer Reinheit erhalten werden. Somit wird das anfängliche gelbliche Pulver in kleine gelbe Dibenzalacetonkristalle umgewandelt.

Anwendungen

Dibenzalaceton ist eine Verbindung, die nicht viele Verwendungszwecke hat. Aufgrund seiner Fähigkeit, ultraviolettes Licht zu absorbieren, wird es zur Formulierung von Sonnenschutzmitteln oder anderen Produkten verwendet, die das Auftreten von UV-Strahlen, sei es Beschichtungen oder Farben, verringern sollen.

Andererseits wird Dibenzalaceton in den metallorganischen Synthesen von Palladium verwendet. Es wirkt als Bindemittel, das an die metallischen Palladiumatome Pd ⁰ koordiniert , um den Tris (dibenzylidenaceton) dipalladium (0) -Komplex zu bilden.

Diese metallorganische Verbindung liefert Pd ⁰ -Atome in verschiedenen organischen Synthesen, weshalb sie sich wie ein homogener Katalysator verhält, da sie sich in vielen organischen Lösungsmitteln löst.

Außerdem kann Dibenzalaceton als Bindemittel leicht durch andere organische Bindemittel ersetzt werden, wodurch sich die metallorganischen Synthesen von Palladium schnell entwickeln können.

Risiken

In Bezug auf die Risiken sind nicht viele Informationen verfügbar, die über die möglichen Auswirkungen von Dibenzalaceton auf die Gesundheit oder die Umwelt berichten. In seinem reinen Zustand ist es ein fester Reizstoff durch Verschlucken, Atmen oder durch direkten Kontakt mit den Augen oder der Haut.

Es ist jedoch anscheinend nicht ausreichend reizend, dass es nicht Teil von Sonnenschutzformulierungen sein kann. Andererseits ist seine Konzentration in Wasser, da es in Wasser so unlöslich ist, vernachlässigbar und präsentiert sich als feste Verunreinigung. In diesem Sinne ist nicht bekannt, wie schädlich die Trübung für die Meeresfauna oder den Meeresboden ist.

Bis zum Beweis des Gegenteils wird Dibenzalaceton als relativ sichere Verbindung angesehen, da seine geringe Reaktivität kein Grund für ein Risiko oder größere Vorsichtsmaßnahmen ist.

Verweise

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