דיבנזלאצטון: תכונות, מנגנון תגובה, שימושים, סיכונים - כִּימִיָה - 2025

Dibenzalacetone (DBA) הוא תרכובת אורגנית אשר נוסחה מולקולרית היא C ₁₇ H ₁₄ O. זהו מוצק צהבהב אשר, בהתאם טוהר שלה, היא עשויה להציג כמו גבישים. הוא משמש במסנני קרינה ובסינתזות אורגנו-מתכתיות בהן הפלדיום משמש כזרז.

אף על פי שהסינתזה שלו היא תהליך פשוט יחסית, שחוזר למדי בהוראת מעבדות להסביר עיבוי אלדול, המנגנון שלו מעט נרחב ויש לקחת בחשבון מספר גורמים. צריך לזקק את הבנזאלדהיד המשמש להתעבות עם אצטון טרי כדי להבטיח את התחמצנותו הנמוכה במגע עם אוויר.

דגימה של דיבנזלאצטון במיכל זכוכית. מקור: סטפאנב

באופן דומה, משתמשים במדיום בסיסי באתנול-מים כדי להמיס את החומרים המגיבים ובמקביל לקידום המשקעים הסופיים של דיבנזלאצטון, תרכובת הידרופובית ולא מסיסה. עד כה לא ידוע אילו השפעות שליליות יכול להיות על דיבנזלאצטון על הגוף או הסביבה, מלבד זה שהוא חומר מגרה.

נכסים

מראה חיצוני

מוצק מאובק או גבישי למראה צהבהב.

מסה מולארית

234.29 גרם / מול

איזומרים

דיבנזלאצטון מופיע כשלושה איזומרים גיאומטריים: טרנס טרנס, טרנס ציס וסיס ציס. האיזומר הטרנס-טראנס הוא היציב ביותר מכולם ולכן הוא המיוצר ביותר במהלך הסינתזה.

נקודת המסה

110-111 מעלות צלזיוס טווח זה משתנה בהתאם לדרגת הטוהר של המוצק המסונתז.

מסיסות במים

לֹא מָסִיס.

מִבְנֶה

מבנה מולקולרי של דיבנזלאצטון. מקור: Benjah-bmm27

התמונה העליונה מציגה את המולקולה של איזומר דיבנזאלצטון טרנס-טרנס, המיוצגת על ידי מודל כדוריים וסורגים. במרכזו יש לנו את קבוצת הקרבוניל, ובצדדיה, כמה קשרים כפולים ושתי טבעות בנזן ארומטיות.

Dibenzalacetone הוא בעיקרו אפולרי והידרופובי, מכיוון שכל המבנה שלו מורכב למעשה מאטומי פחמן והידרוגנים. קבוצת הקרבוניל נותנת לה רק רגע דיפול קטן.

ניתן להשוות את המבנה לזה של עלה, שכן לכל אטומי הפחמן שלו יש הכלאה sp ² ; לכן הם נחים על אותו מטוס.

פוטונים של אור אינטראקציה עם מערכת מצומדת π של dibenzalacetone; במיוחד אלה של קרינת UV, שנספגים כדי לעורר אלקטרונים ממוקדים. מאפיין זה הופך את הדיבנזלאצטון לסופם מצוין של אור אולטרה סגול.

מנגנון התגובה של דיבנזאלצטון

מנגנון עיבוי אלדול בסינתזה של דיבנזלאצטון. מקור: איזמאלט

בתמונה לעיל ייצגנו את המנגנון של עיבוי אלדול בין בנזלדהיד לאצטון, כך שמקורו בדיבנזלצטון; ספציפית, האיזומר הטרנס טרנס שלו.

התגובה מתחילה באצטון במדיום בסיסי. OH ^- מגרש פרוטון של פרוטון חומצי של אחת משתי קבוצות המתיל שלו, -CH ₃ , ומוליד אנולייט: CH ₃ C (O) CH ₂ ^- , שממקד את המטען השלילי שלו באמצעות תהודה (שורה ראשונה בתמונה) .

אנולאט זה משמש אז כחומר נוקלאופילי: הוא תוקף את קבוצת הקרבוניל של מולקולת בנזלדהיד. שילובו בבנזאלדהיד מייצר אלקוקסיד, שמכיוון שהוא בסיסי מאוד, מגדיר את הפרוטונון של מולקולת מים והופך לאולדול (שורה שנייה). האלדול או ה- ß-hydroxyketone מאופיינים בכך שיש קבוצות C = O ו- OH.

המדיום הבסיסי מייבש את האלדול הזה ונוצר קשר כפול במבנה שלו, המייצר בנזילידאצטון (שורה שלישית). ואז, OH ^- גם משליך את אחד מההידרוגנים החומציים שלו, וחוזר על התקף נוקלאופיל נוסף על מולקולת בנזאלדהיד שנייה. הפעם ההתקפה מתרחשת במהירות איטית יותר (שורה רביעית).

התוצר שנוצר מגדיר את הפרוטונון של מולקולת מים נוספת ועובר התייבשות שוב בכדי לחסל את קבוצת OH ולהקים קשר כפול שני (השורה החמישית והשישית). כך ולבסוף, מיוצר דיבנזלאצטון.

סִינתֶזָה

מגיבים

הריאגנטים לביצוע סינתזת הדיבנזלאצטון הם הבאים:

- 95% אתנול.

- בנזלאלדה מזוקק טרי משמן שקדים מר.

- NaOH כזרז בסיסי במים מזוקקים.

הכמויות שיש להשתמש בהן תלויות בכמות הסינתזציה של דיבנזלאצטון. עם זאת מבקשים שיש עודף של בנזאלדהיד, מכיוון שחלק ממנו מתחמצן לחומצה בנזואית. מובטח כי התגובה אורכת פחות זמן ושהבנזילידנקון לא רצוי מיוצר במידה פחותה.

אתנול משמש כממס לבנזאלדהיד, אחרת הוא לא יתמוסס במדיום הבסיסי של NaOH.

תהליך

בספל גדול, מערבבים את האתנול עם הבנזאלדהיד. לאחר מכן מתווסף המדיום הבסיסי של NaOH במהלך בחישה מגנטית מתמדת. בשלב זה, התגובה של קניזארו מתרחשת במידה פחותה; כלומר שתי מולקולות של בנזאלדהיד אינן פרופורציונליות לאחת מאלכוהול בנזיל והשנייה של חומצה בנזואית, הניתנות לזיהוי בקלות על ידי הריח המתוק האופייני שלה.

לבסוף, הוסיפו את האצטון והמתינו חצי שעה עד שהפתרון יהפוך מעונן וצהוב-כתום. דיבנזלצטון ישקע בגלל מים, כך שנוסף נפח ניכר של מים כדי לקדם את המשקעים המלאים שלו.

הדיבנזלאצטון מסונן תחת ואקום והמוצק הצהבהב שלו נשטף מספר פעמים במים מזוקקים.

התגבשות מחדש

דגימה מחודשת של דיבנזלאצטון צריכה להאיר בדומה לקריסטלים בתמונה זו. מקור: Smokefoot

לטיהור הדיבנזלאצטון משתמשים באתנול 95% או אתיל אצטט חם, כך שמתקבלים גבישים בעלי טוהר רב יותר בכל פעם שחוזרים על הגיבוש מחדש. לפיכך, האבקה הראשונית הצהבהבה תהפוך לגבישים צהובים קטנים של דיבנזלאצטון.

יישומים

דיבנזלאצטון הוא תרכובת שאין בה שימושים רבים. בשל יכולתו לספוג אור אולטרה סגול, הוא משמש בניסוח של מסנני קרינה, או כל מוצר אחר המבקש להפחית את שכיחות קרני ה- UV, בין אם זה ציפוי או צבע.

מצד שני, דיבנזזלצטון משמש בסינתזות האורגנו-מתכתיות של פלדיום. זה משמש כקלסר שמתאם לאטומי הפלדיום המתכתי, Pd ⁰ , ליצירת טריס (דיבנזילידניציטון) דיפלדיום (0).

תרכובת אורגנו-מטאלית זו מספקת אטומי Pd ⁰ בסינתזות אורגניות שונות, ולכן היא מתנהגת כזרז הומוגני, מכיוון שהיא מתמוססת בממסים אורגניים רבים.

כמו כן, קל להחליף דיבנזלאצטון כקלסר על ידי קלסרים אורגניים אחרים, המאפשרים לסינתזות האורגנומטליות של פלדיום להתפתח במהירות.

סיכונים

בנוגע לסיכונים, אין הרבה מידע שמדווח על ההשפעות האפשריות על הבריאות או הסביבה שדיבנזלטצטון יכול לגרום. במצבו הטהור, זהו חומר מגרה מוצק על ידי בליעה, נשימה או על ידי מגע ישיר עם העיניים או העור.

עם זאת, ככל הנראה זה לא מרגיז מספיק שהוא לא יכול להיות חלק מהניסוחים של קרם הגנה. מצד שני, בהיותו כל כך בלתי מסיס במים, הריכוז שלהם בתוכו זניח, ומציג את עצמו כמזהם מוצק. במובן זה, לא ידוע עד כמה המזיקה העכירות שהיא גורמת לפונה או לקרקעות ימיות.

עד שלא הוכח אחרת, דיבנזאלצטון ייחשב כתרכובת בטוחה יחסית, מכיוון שהתגובה הנמוכה שלו אינה סיבה לסיכון או אמצעי זהירות גדולים יותר.

הפניות

1. מוריסון, RT ובויד, R, N. (1987). כימיה אורגנית. המהדורה החמישית. עורכת אדיסון ווסלי אינטרמריקנה.
2. קארי פ '(2008). כימיה אורגנית. (המהדורה השישית). מק גריי היל.
3. גרהם סולומונס TW, קרייג ב. פרלה. (2011). כימיה אורגנית. (מהדורה 10). וויילי פלוס.
4. ויקיפדיה. (2020). דיבנזילידאצטון. התאושש מ: en.wikipedia.org
5. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2020). דיבנזילידאצטון. מאגר PubChem., CID = 640180. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. סינתזות אורגניות. (2020). דיבנזלאצטון. התאושש מ: orgsyn.org
7. דיבנזלאצטון על ידי אלדול עיבוי. התאושש מ: web.mnstate.edu