Benzofenone
| Benzofenone | |
|---|---|
 | |
 | |
| Nome IUPAC | |
| difenilmetanone | |
| Abbreviazioni | |
| Ph-CO-Ph | |
| Nomi alternativi | |
| difenilchetone | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C13H10O |
| Massa molecolare (u) | 182,2179 |
| Aspetto | liquido/solido cristallino incolore e dall'odore caratteristico. |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 204-337-6 |
| PubChem | 3102 |
| DrugBank | DBDB01878 |
| SMILES | C1=CC=C(C=C1)C(=O)C2=CC=CC=C2 |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 1,111 a 18 °C |
| Indice di rifrazione | 1,6077 a 19 °C |
| Solubilità in acqua | 137 mg/L a 25 °C |
| Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua | 3,18 |
| Temperatura di fusione | 47,8-48,5 °C |
| Temperatura di ebollizione | 305-305.4 °C |
| ΔebH0 (kJ·mol−1) | 18,191 |
| Proprietà tossicologiche | |
| DL50 (mg/kg) | 2895mg/kg, topo o.s. 727mg/Kg, topo i.p. |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
| |
| pericolo | |
| Frasi H | 350 - 373 - 412 [1] |
| Consigli P | 202 - 260 - 273 - 280 - 308+313 - 405 |
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]
Storia
[modifica | modifica wikitesto]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
[modifica | modifica wikitesto]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
[modifica | modifica wikitesto]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
[modifica | modifica wikitesto]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)
[modifica | modifica wikitesto]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]
Sintesi
[modifica | modifica wikitesto]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
[modifica | modifica wikitesto]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]
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ Scheda del composto su GESTIS [1] consultata il 29.08.2023.
- ^ Benzofenone, su treccani.it, Enciclopedia Treccani online. URL consultato il 20 aprile 2015.
- ^ Michael B. Smith, MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY, 8ª ed., John Wiley & Sons, 2020, p. 44, ISBN 9781119371809.
- ^ (EN) Peter A. Limacher e Hans P. Lüthi, Cross-conjugation: Cross-Conjugation, in Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science, vol. 1, n. 4, 2011-07, pp. 477-486, DOI:10.1002/wcms.16. URL consultato il 1º giugno 2023.
- ^ (EN) Eric V. Anslyn e Dennis A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, 2006, p. 948, ISBN 978-1-891389-31-3.
- ^ (EN) Khemchand Surana, Bharatkumar Chaudhary e Monika Diwaker, Benzophenone: a ubiquitous scaffold in medicinal chemistry, in MedChemComm, vol. 9, n. 11, 14 novembre 2018, pp. 1803–1817, DOI:10.1039/C8MD00300A. URL consultato il 4 maggio 2025.
- ^ (EN) Karl-Georg Fahlbusch, Franz-Josef Hammerschmidt e Johannes Panten, Flavors and Fragrances, John Wiley & Sons, Ltd, 2003, DOI:10.1002/14356007.a11_141, ISBN 978-3-527-30673-2. URL consultato il 4 maggio 2025.
- ^ a b (EN) Benzophenone, su American Chemical Society. URL consultato il 4 maggio 2025.
- ^ (EN) Benzophenone, su webbook.nist.gov. URL consultato il 1º giugno 2023.
- ^ (EN) PubChem, Benzophenone, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 19 agosto 2020.
- ^ Benzophenone | C13H10O | ChemSpider, su chemspider.com. URL consultato il 19 agosto 2020.
- ^ benzophenone, su stenutz.eu. URL consultato il 19 agosto 2020.
- ^ 2-propanone, su www.stenutz.eu. URL consultato il 1º giugno 2023.
- ^ acetophenone, su www.stenutz.eu. URL consultato il 1º giugno 2023.
- ^ Tsonko M Kolev e Bistra A Stamboliyska, Vibrational spectra and structure of benzophenone and its 18O and d10 labelled derivatives: an ab initio and experimental study, in Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 56, n. 1, 1º gennaio 2000, pp. 119–126, DOI:10.1016/S1386-1425(99)00123-7. URL consultato il 4 maggio 2025.
- ^ (EN) Benzophenone, su chemeurope.com. URL consultato il 19 agosto 2020.
- ^ (EN) Mingzhu Liu, Nannan Wu e Xiaoyu Li, Insights into manganese(VII) enhanced oxidation of benzophenone-8 by ferrate(VI): Mechanism and transformation products, in Water Research, vol. 238, 30 giugno 2023, p. 120034, DOI:10.1016/j.watres.2023.120034. URL consultato il 1º giugno 2023.
- ^ Origin and Scope of Long-Range Stabilizing Interactions and Associated SOMO–HOMO Conversion in Distonic Radical Anions, su pubs.acs.org.
- ^ (EN) Steen Hammerum, Distonic radical cations in gaseous and condensed phase, in Mass Spectrometry Reviews, vol. 7, n. 2, 1988, pp. 123–202, DOI:10.1002/mas.1280070202. URL consultato il 4 maggio 2025.
- ^ PURIFICATION OF LABORATORY CHEMICALS, 5ª ed., Butterworth-Heinemann, 2003, ISBN 0-7506-7571-3.
- ^ Neil G. Connelly e William E. Geiger, Chemical Redox Agents for Organometallic Chemistry, in Chemical Reviews, vol. 96, n. 2, 1º gennaio 1996, pp. 877–910, DOI:10.1021/cr940053x. URL consultato il 4 maggio 2025.
- ^ (EN) Benzophenone, su toxnet.nlm.nih.gov, TOXNET, database online del National Library of Medicine. URL consultato il 20 aprile 2015.
- ^ I. L. Finar, ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles, Fourth Edition, Longmans, 1963, p. 664.
- ^ (EN) Hardo Siegel e Manfred Eggersdorfer, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 15 giugno 2000, pp. a15_077, DOI:10.1002/14356007.a15_077, ISBN 978-3-527-30673-2. URL consultato il 21 agosto 2020.
- ^ BENZOPHENONE, in Organic Syntheses, vol. 8, 1928, p. 26, DOI:10.15227/orgsyn.008.0026. URL consultato il 21 agosto 2020.
- ^ C. C. Lee, The Mechanism of the Ketonic Pyrolysis of Calcium Carboxylates, in The Journal of Organic Chemistry, vol. 18, n. 9, 1953, pp. 1079-1086, DOI:10.1021/jo50015a003.
- ^ a b I. L. Finar, ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles, Fourth Edition, Longmans, 1963, p. 665.
- ^ (EN) Organic Syntheses Procedure, su www.orgsyn.org. URL consultato il 4 maggio 2025.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]Altri progetti
[modifica | modifica wikitesto]
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su benzofenone
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- benzofenone, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
