- propietats
- aspecte físic
- massa molar
- isòmers
- Punt de fusió
- Solubilitat en aigua
- estructura
- Mecanisme de reacció de la dibenzalacetona
- síntesi
- reactius
- procediment
- recristal·lització
- usos
- Riscos
- referències
La dibenzalacetona (dba) és un compost orgànic la fórmula molecular és C 17 H 14 O. Es tracta d'un sòlid groguenc que, depenent de la seva puresa, pot presentar-se com vidres. S'utilitza en els protectors solars i en les síntesis organometálicas en què es dóna feina a el pal·ladi com a catalitzador.
Si bé la seva síntesi és un procés relativament senzill, força recurrent en els laboratoris de docència per explicar la condensació aldòlica, el seu mecanisme és una mica extens, i s'ha de tenir en compte diversos factors. El benzaldehid que s'utilitza, el qual condensarà amb l'acetona, ha de ser recentment destil·lat per garantir la seva baixa oxidació en contacte amb l'aire.
Mostra de dibenzalacetona en recipient de vidre. Font: Stephanb
Així mateix, s'utilitza un mitjà bàsic etanol-aigua per solubilitzar els reactius i, alhora, promoure la precipitació final de la dibenzalacetona, compost hidrofòbic i insoluble. Fins al moment, no es coneix quins efectes negatius pugui exercir la dibenzalacetona sobre l'organisme o el medi ambient, més que el de ser una substància irritant.
propietats
aspecte físic
Sòlid groguenc polsegós o d'aparença cristal·lina.
massa molar
234,29 g / mol
isòmers
La dibenzalacetona es presenta com tres isòmers geomètrics: trans-trans, trans-cis i cis-cis. L'isòmer trans-trans és de tots el més estable i, per tant, el que més es produeix durant la síntesi.
Punt de fusió
110-111 ºC. Aquest rang varia en funció de l'grau de puresa de l'sòlid sintetitzat.
Solubilitat en aigua
Insoluble.
estructura
Estructura molecular de la dibenzalacetona. Font: Benjah-bmm27
A la imatge superior es mostra la molècula de l'isòmer trans-trans dibenzalacetona, representada per un model d'esferes i barres. Al centre d'ella tenim el grup carbonil, i als seus costats, uns dobles enllaços i dos anells aromàtics de benzè.
La dibenzalacetona és en essència apolar i hidrofòbica, ja que tota la seva estructura es compon pràcticament d'àtoms de carboni i hidrògens. El grup carbonil li confereix tot just un moment dipolar petit.
L'estructura pot equiparar-se a el d'una fulla, ja que tots els seus àtoms de carboni tenen hibridació sp 2; per tant, descansen en un mateix pla.
Els fotons de la llum interaccionen amb el sistema conjugat π de la dibenzalacetona; especialment, aquells de la radiació UV, sent absorbits per excitar els electrons deslocalitzats. Aquesta propietat fa de la dibenzalacetona un excel·lent absorbent de la llum ultraviolada.
Mecanisme de reacció de la dibenzalacetona
Mecanisme de la condensació aldòlica en la síntesi de la dibenzalacetona. Font: Izmaelt
A la imatge superior tenim representat el mecanisme de la condensació aldòlica entre el benzaldehid i l'acetona, per originar així la dibenzalacetona; específicament, el seu isòmer trans-trans.
La reacció comença amb l'acetona en medi bàsic. El OH - desprotona un protó acídic de qualsevol dels seus dos grups metilos, -CH 3, donant lloc a un enolat: CH 3 C (O) CH 2 -, el qual deslocalitza la seva càrrega negativa per ressonància (primera fila de la imatge).
Aquest enolat actua després com un agent nucleofílic: ataca el grup carbonil d'una molècula de benzaldehid. La seva incorporació a l'benzaldehid genera un alcòxid, que per ser molt bàsic desprotona una molècula d'aigua i es converteix en un aldol (segona fila). El aldol o β-hidroxicetona es caracteritza per tenir els grups C = O i OH.
El medi bàsic deshidrata aquest aldol i es forma un doble enllaç en la seva estructura, la qual cosa genera la bencilideneacetona (tercera fila). Seguidament, l'OH - també desprotona un dels seus hidrògens acídics, repetint un altre atac nucleofílic a una segona molècula de benzaldehid. Aquest cop l'atac transcorre a menor rapidesa (quarta fila).
El producte format desprotona altra molècula d'aigua i sofreix novament una deshidratació per eliminar el grup OH i establir un segon doble enllaç (cinquena i sisena files). Així i finalment, es produeix la dibenzalacetona.
síntesi
reactius
Els reactius per dur a terme la síntesi de la dibenzalacetona són els següents:
- Etanol a el 95%.
- benzaldehid acabat de destil·lat de l'oli d'ametlles amargues.
- NaOH com a catalitzador bàsic en aigua destil·lada.
Les quantitats a utilitzar depenen de quanta dibenzalacetona es pretengui sintetitzar. No obstant això, es busca que hi hagi un excés de benzaldehid, a causa que part d'ell s'oxida a àcid benzoic. Així mateix es garanteix que la reacció demori menys temps i que es produeixi en menor proporció el indesitjable bencilideneacetona.
L'etanol actua com a solvent de l'benzaldehid, ja que en cas contrari no es dissoldria en el medi bàsic de NaOH.
procediment
En un got de precipitat gran es barreja l'etanol amb el benzaldehid. Després se li afegeix durant agitació magnètica constant el medi bàsic de NaOH. En aquest pas ocorre en menor grau la reacció de Cannizzaro; és a dir, dues molècules de benzaldehid es desproporcionan en una d'alcohol benzílic i una altra d'àcid benzoic, fàcilment recognoscible per la seva característica olor dolça.
Finalment s'addiciona l'acetona i s'espera mitja hora a que la dissolució es torni tèrbola i d'un color groc-ataronjat. La dibenzalacetona precipitarà a causa d'l'aigua, de manera que s'addiciona un volum considerable d'aigua per promoure la seva completa precipitació.
La dibenzalacetona es filtra a el buit i el seu sòlid groguenc es renta diverses vegades amb aigua destil·lada.
recristal·lització
Una mostra recristalizada de dibenzalacetona ha de lluir una brillantor semblant a el dels vidres d'aquesta imatge. Font: Smokefoot
Per purificar la dibenzalacetona s'empra etanol a l'95% o acetat d'etil calent, de manera que s'obtingui cristalls de major puresa per cada vegada que es repeteixi la recristal·lització. Així, la pols groguenc inicial es transformarà en uns petits cristalls grocs de dibenzalacetona.
usos
La dibenzalacetona és un compost que no posseeix massa usos. A causa de la seva capacitat d'absorbir la llum ultraviolada, s'utilitza en la formulació dels protectors solars, o de qualsevol altre producte que busqui aplacar la incidència dels raigs UV, ja sigui revestiments o pintures.
D'altra banda, la dibenzalacetona s'utilitza en les síntesis organometálicas de l'pal·ladi. Actua com un lligant que es coordina als àtoms de pal·ladi metàl·lic, Pd 0, per formar el complex tris (dibencilideneacetona) dipaladio (0).
Aquest compost organometàl·lic proveeix àtoms Pd 0 en diferents síntesis orgàniques, per la qual cosa es comporta com un catalitzador homogeni, ja que es dissol en molts solvents orgànics.
Així mateix, la dibenzalacetona com lligant és fàcil de reemplaçar per altres lligants orgànics, la qual cosa permet que es desenvolupin ràpidament les síntesis organometálicas de l'pal·ladi.
Riscos
Pel que fa als riscos, no hi ha molta informació disponible que informi sobre els possibles impactes cap a la salut o al medi ambient que pugui comportar la dibenzalacetona. En el seu estat pur, és un sòlid irritant per ingestió, respiració, o per contacte directe amb els ulls o la pell.
No obstant això, no és el aparentment prou irritant perquè no pugui ser part de les formulacions dels protectors solars. D'altra banda, a l'ésser tan insoluble en aigua, la seva concentració en ella és menyspreable, presentant-se com un contaminant sòlid. En aquest sentit, es desconeix què tan nociu resulta per a la fauna marina o terra la terbolesa que ocasiona.
Fins que no es demostri el contrari, la dibenzalacetona es considerarà un compost relativament segur, ja que la seva escassa reactivitat tampoc és motiu de risc ni de majors precaucions.
referències
- Morrison, RT i Boyd, R, N. (1987). Química Orgànica. 5a Edició. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Carey F. (2008). Química Orgànica. (Sisena edició). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organic Chemistry. (10th edition.). Wiley Plus.
- Wikipedia. (2020). Dibenzylideneacetone. Recuperat de: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2020). Dibenzylideneacetone. PubChem Database., CID = 640.180. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organic Syntheses. (2020). Dibenzalacetone. Recuperat de: orgsyn.org
- Dibenzalacetone by aldol CONDENSATION. Recuperat de: web.mnstate.edu