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Benzofenone
composto chimico Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
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Il benzofenone, o difenilchetone, è un composto organico presente in natura, di formula molecolare C13H10O. Più precisamente si tratta di un chetone aromatico,[2] la cui formula semistrutturale è C6H5–CO–C6H5, spesso scritta anche Ph2CO. È anche il più semplice dei diarilchetoni (Ar–CO–Ar) e costituisce un esempio semplice e rappresentativo di coniugazione incrociata del carbonile.[3][4] È una molecola che riveste particolare importanza in fotochimica per la lunga vita media[5] del suo stato eccitato di tripletto, che è comunque un biradicale reattivo.
È stato trovato in alcuni funghi, piante, frutti ed anche in certe uve.[6][7]
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Storia
Il benzofenone fu descritto per la prima volta nel 1874 dal chimico tedesco Carl Graebe dell'Università di Königsberg in un primo resoconto dei suoi lavori in argomento.[8]
Proprietà e struttura molecolare
Riepilogo
Prospettiva
Il benzofenone è un composto termodinamicamente stabile, ΔHƒ° = -34 kJ/mol.[9]
A temperatura ambiente si presenta come cristalli rombici incolori (nella sua forma più stabile) o polvere cristallina bianca, con tenue odore floreale di rosa,[8] solubile in benzene, etere, acetone, diclorometano e negli altri principali solventi organici, ma praticamente insolubile in acqua.[10][11] Questo nonostante la molecola abbia un ragguardevole momento dipolare (μ = 2,95 D[12]), superiore a quello dell'acetone (2,69 D[13]), ma leggermente inferiore a quello dell'acetofenone (3,05 D[14]).
Geometria molecolare e coniugazione
In questa molecola il carbonio carbonilico sp2 è al centro di un triangolo con i vertici occupati da O e i due C degli anelli benzenici; per massimizzare la coniugazione di questi ultimi con il carbonile essi dovrebbero essere complanari ma questo comporterebbe una significativa interazione sterica tra i loro idrogeni in 2 e 2' (posizioni in orto al C=O) e per questo motivo i loro piani sono tra loro parzialmente ruotati, per ui la molecola non è planare.[15] Questo problema non si presenta nel caso di un chetone molto simile, il fluorenone (C13H8O), dove al posto dei due legami degli idrogeni anulari nelle posizioni 2 e 2' c'è, nelle stesse posizioni, un legame singolo tra gli anelli. In tal modo, si realizza così in pieno la loro coniugazione incrociata con il carbonile. Altra molecola simile è lo xantone.
Fotochimica
Il benzofenone è un fotosensibilizzatore tra i più efficienti (la resa quantica per la formazione della specie tripletto è vicina al 100%) e come tale è usato in fotochimica.[16]
Il benzofenone e in particolare i suoi derivati sono usati come additivi nelle creme solari e nei cosmetici in genere, ma anche negli additivi per plastiche, come filtri anti UV e si ritrovano poi come sostanze potenzialmente nocive per l'ambiente.[17]
Chetile (anione radicale distonico)
Il suo chetile Ph2CO− (difenilchetile), un anione radicale distonico[18] che si ottiene dalla sua reazione con un metallo alcalino in solventi eterei, è più stabile di quello di diversi altri chetoni a causa della delocalizzazione aggiuntiva dell'elettrone spaiato che si ha sugli anelli benzenici. È detto distonico in quanto in casi come questo l'elettrone spaiato e la carica negativa sono necessariamente ubicati su atomi diversi; in una delle forme di risonanza, ad esempio, l'elettrone spaiato si trova sul carbonio carbonilico e la carica negativa sull'ossigeno.[19]
Il suo sale di sodio, Ph2CO•−Na+, di un intenso colore blu-violetto e ben solubile in solventi organici (a differenza del sodio metallico tal quale), è un reattivo particolarmente usato nella purificazione di solventi organici, ove agisce come essiccante e come preservante da ossigeno.[20] Con un eccesso di metallo alcalino, dal benzofenone si può anche ottenere il sale viola del suo dianione: (M+)2(Ph2CO)2−.[21]
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Sintesi
Il benzofenone può essere ottenuto tramite l'acilazione di Friedel-Crafts, che prevede la reazione tra il cloruro di benzoile ed il cloruro di alluminio, con formazione del carbocatione benzoile e la successiva reazione di quest'ultimo col benzene:[22]
- Ph-CO-Cl + AlCl3 → Ph-CO+ + AlCl−4
- Ph-CO+ + Ph-H + AlCl4– → Ph-CO-Ph + HCl + AlCl3
Oppure, tramite l'acilazione con il fosgene di 2 moli di benzene:[23]
- 2 Ph-H + COCl2 + 2 AlCl3 → Ph-CO-Ph + 2 HCl + 2 AlCl3
Si può anche ottenere dall'ossidazione catalitica con rame del difenilmetano.[24]
Inoltre, la reazione a freddo (5 °C – 10 °C) del benzene con CCl4 (2:1) in presenza di AlCl3 porta a difenildiclorometano (Ph2CCl2); l'idrolisi a caldo di questo conduce al benzofenone.[25]
Può inoltre essere ottenuto per pirolisi del benzoato di calcio anidro ((PhCOO)2Ca).[26]
Riduzioni
Il benzofenone viene ridotto dallo zinco metallico in polvere in una soluzione di idrossido di potassio in etanolo, per dare il difenilmetanolo (benzidrolo):[27]
- Ph-CO-Ph + Zn ( in KOH / EtOH) → Ph-CHOH-Ph
Ancora con zinco, ma in acido acetico, viene ridotto a benzopinacolo:[27]
- Ph-CO-Ph + Zn (in CH3COOH) → Ph2C(OH)–C(OH)Ph2Può essere ridotto a difenilmetano per trattamento con acido iodidrico in presenza di fosforo.[28]
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Note
Voci correlate
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