DIBENZALACETONE: คุณสมบัติกลไกการเกิดปฏิกิริยาการใช้ความเสี่ยง - เคมี - 2026

dibenzalacetone (DBA) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรโมเลกุลคือ C ₁₇ H ₁₄ทุมมันเป็นสีเหลืองที่เป็นของแข็งซึ่งขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของตนก็อาจจะนำเสนอเป็นผลึก ใช้ในครีมกันแดดและในการสังเคราะห์ออร์แกโนเมทัลลิกซึ่งใช้แพลเลเดียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

แม้ว่าการสังเคราะห์จะเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างง่าย แต่ก็ยังเกิดขึ้นอีกในห้องปฏิบัติการสอนเพื่ออธิบายการควบแน่นของ aldol กลไกของมันค่อนข้างกว้างขวางและต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการด้วย เบนซาลดีไฮด์ที่ใช้ซึ่งจะควบแน่นกับอะซิโตนจะต้องได้รับการกลั่นสดใหม่เพื่อรับประกันการเกิดออกซิเดชั่นต่ำเมื่อสัมผัสกับอากาศ

ตัวอย่าง dibenzalacetone ในภาชนะแก้ว ที่มา: Stephanb

ในทำนองเดียวกันตัวกลางน้ำเอทานอลพื้นฐานจะถูกใช้ในการละลายน้ำยาและในขณะเดียวกันก็ส่งเสริมการตกตะกอนขั้นสุดท้ายของ dibenzalacetone ซึ่งเป็นสารประกอบที่ไม่ชอบน้ำและไม่ละลายน้ำ จนถึงขณะนี้ยังไม่ทราบว่า dibenzalacetone มีผลเสียต่อร่างกายหรือสิ่งแวดล้อมอย่างไรนอกเหนือจากการระคายเคือง

คุณสมบัติ

ลักษณะทางกายภาพ

ของแข็งสีเหลืองที่มีฝุ่นหรือผลึก

มวลโมลาร์

234.29 ก. / โมล

isomers

Dibenzalacetone เกิดขึ้นเป็นไอโซเมอร์ทางเรขาคณิตสามตัว: ทรานส์ทรานส์ทรานส์ซิสและซิส - ซิส ไอโซเมอร์ทรานส์ทรานส์มีความเสถียรมากที่สุดในบรรดาไอโซเมอร์ที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์

จุดหลอมเหลว

110-111 องศาเซลเซียส ช่วงนี้แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระดับความบริสุทธิ์ของของแข็งที่สังเคราะห์ได้

ความสามารถในการละลายน้ำ

ไม่ละลาย

โครงสร้าง

โครงสร้างโมเลกุลของ dibenzalacetone ที่มา: Benjah-bmm27

ภาพบนแสดงโมเลกุลของไอโซเมอร์ dibenzalacetone แบบทรานส์ทรานส์ซึ่งแสดงโดยแบบจำลองทรงกลมและแท่ง ตรงกลางเรามีหมู่คาร์บอนิลและที่ด้านข้างมีพันธะคู่และวงแหวนเบนซีนอะโรมาติกสองวง

Dibenzalacetone โดยพื้นฐานแล้วเป็น apolar และ hydrophobic เนื่องจากโครงสร้างทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน กลุ่มคาร์บอนิลให้ไดโพลโมเมนต์ขนาดเล็กเท่านั้น

โครงสร้างที่สามารถเทียบกับที่ของใบเนื่องจากทุกอะตอมของคาร์บอนมี SP ²ผสมพันธุ์; ดังนั้นพวกเขาจึงพักผ่อนบนเครื่องบินลำเดียวกัน

โฟตอนของแสงทำปฏิกิริยากับระบบπ-conjugated ของ dibenzalacetone; โดยเฉพาะอย่างยิ่งรังสี UV ซึ่งจะถูกดูดซับเพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนแบบแยกส่วน คุณสมบัตินี้ทำให้ dibenzalacetone เป็นตัวดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตที่ดีเยี่ยม

กลไกการเกิดปฏิกิริยาของ dibenzalacetone

กลไกการควบแน่นของ aldol ในการสังเคราะห์ dibenzalacetone ที่มา: Izmaelt

ในภาพด้านบนเราได้แสดงถึงกลไกของการควบแน่นของ aldol ระหว่าง benzaldehyde และ acetone เพื่อให้กำเนิด dibenzalacetone โดยเฉพาะไอโซเมอร์ทรานส์ทรานส์

ปฏิกิริยาเริ่มต้นด้วยอะซิโตนในตัวกลางพื้นฐาน OH ^-กำจัดโปรตอนที่เป็นกรดของกลุ่มเมธิลสองกลุ่มคือ -CH ₃ทำให้เกิดการเคลือบ: CH ₃ C (O) CH ₂ ^-ซึ่งแยกประจุลบของมันออกโดยการสั่นพ้อง (แถวแรกของภาพ) .

จากนั้น enolate นี้จะทำหน้าที่เป็นตัวแทนนิวคลีโอฟิลิก: มันโจมตีกลุ่มคาร์บอนิลของโมเลกุลเบนซาลดีไฮด์ การรวมตัวกันในเบนซาลดีไฮด์จะทำให้เกิดอัลคอกไซด์ซึ่งเนื่องจากเป็นพื้นฐานมากจะทำให้โมเลกุลของน้ำแตกตัวและกลายเป็นอัลดอล (แถวที่สอง) aldol หรือβ-hydroxyketone มีลักษณะเป็นกลุ่ม C = O และ OH

ตัวกลางพื้นฐานจะคายน้ำอัลดอลนี้และมีพันธะคู่เกิดขึ้นในโครงสร้างซึ่งสร้างเบนซิลิดีเนอะซิโตน (แถวที่สาม) จากนั้น OH ^-ยังกำจัดไฮโดรเจนที่เป็นกรดตัวหนึ่งของมันด้วยซ้ำการโจมตีนิวคลีโอฟิลิกอีกครั้งในโมเลกุลเบนซาลดีไฮด์ตัวที่สอง ครั้งนี้การโจมตีเกิดขึ้นด้วยความเร็วต่ำกว่า (แถวที่สี่)

ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจะกำจัดโมเลกุลของน้ำอื่นและผ่านการคายน้ำอีกครั้งเพื่อกำจัดหมู่ OH และสร้างพันธะคู่ที่สอง (แถวที่ห้าและหก) ดังนั้นในที่สุดจึงมีการผลิต dibenzalacetone

สังเคราะห์

รีเอเจนต์

สารที่ใช้ในการสังเคราะห์ dibenzalacetone มีดังต่อไปนี้:

- เอทานอล 95%

- Benzaldehyde กลั่นสดจากน้ำมันอัลมอนด์ขม

- NaOH เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาพื้นฐานในน้ำกลั่น

ปริมาณที่จะใช้ขึ้นอยู่กับปริมาณที่จะสังเคราะห์ dibenzalacetone อย่างไรก็ตามพบว่ามีเบนซัลดีไฮด์มากเกินไปเนื่องจากส่วนหนึ่งถูกออกซิไดซ์เป็นกรดเบนโซอิก นอกจากนี้ยังรับประกันได้ว่าปฏิกิริยาดังกล่าวใช้เวลาน้อยลงและมีการผลิต benzylideneaketone ที่ไม่พึงปรารถนาในระดับที่น้อยลง

เอทานอลทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายสำหรับเบนซาลดีไฮด์มิฉะนั้นจะไม่ละลายในตัวกลาง NaOH พื้นฐาน

กระบวนการ

ในบีกเกอร์ขนาดใหญ่ผสมเอทานอลกับเบนซาลดีไฮด์ จากนั้นตัวกลาง NaOH พื้นฐานจะถูกเพิ่มในระหว่างการกวนแม่เหล็กคงที่ ในขั้นตอนนี้ปฏิกิริยา Cannizzaro เกิดขึ้นในระดับที่น้อยกว่า นั่นคือโมเลกุลของเบนซาลดีไฮด์สองโมเลกุลที่ไม่ได้สัดส่วนเป็นหนึ่งในเบนซิลแอลกอฮอล์และอีกตัวหนึ่งของกรดเบนโซอิกซึ่งสังเกตได้ง่ายด้วยกลิ่นหอมที่มีลักษณะเฉพาะ

สุดท้ายเติมอะซิโตนและรอครึ่งชั่วโมงเพื่อให้สารละลายเปลี่ยนเป็นสีขุ่นและมีสีเหลืองส้ม Dibenzalacetone จะตกตะกอนเนื่องจากน้ำดังนั้นจึงมีการเติมน้ำในปริมาณมากเพื่อส่งเสริมการตกตะกอนอย่างสมบูรณ์

dibenzalacetone ถูกกรองออกภายใต้สุญญากาศและของแข็งสีเหลืองจะถูกล้างด้วยน้ำกลั่นหลาย ๆ ครั้ง

recrystallization

ตัวอย่าง dibenzalacetone ที่ตกผลึกซ้ำควรเรืองแสงคล้ายกับผลึกในภาพนี้ ที่มา: Smokefoot

ในการทำให้บริสุทธิ์ dibenzalacetone จะใช้เอทานอล 95% หรือเอทิลอะซิเตทร้อนเพื่อให้ได้ผลึกที่มีความบริสุทธิ์มากขึ้นทุกครั้งที่มีการทำซ้ำการตกผลึกซ้ำ ดังนั้นผงสีเหลืองเริ่มต้นจะถูกเปลี่ยนเป็นผลึกสีเหลืองขนาดเล็กของ dibenzalacetone

การประยุกต์ใช้งาน

Dibenzalacetone เป็นสารประกอบที่ไม่มีประโยชน์มากมาย เนื่องจากความสามารถในการดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตจึงถูกนำมาใช้ในสูตรครีมกันแดดหรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่พยายามลดการเกิดรังสียูวีไม่ว่าจะเป็นสารเคลือบหรือสี

ในทางกลับกัน dibenzalacetone ใช้ในการสังเคราะห์แพลเลเดียมออร์แกโนเมทัลลิก ทำหน้าที่เป็นสารยึดเกาะที่ประสานกับอะตอมของโลหะแพลเลเดียม Pd ⁰เพื่อสร้างสารประกอบไดพาลาเดียม(dibenzylideneacetone) (0)

สารประกอบออร์แกโนเมทัลลิกนี้ให้อะตอม Pd ⁰ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่แตกต่างกันซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้มันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันเนื่องจากมันละลายในตัวทำละลายอินทรีย์จำนวนมาก

นอกจากนี้ dibenzalacetone เป็นสารยึดเกาะยังง่ายต่อการเปลี่ยนสารยึดเกาะอินทรีย์อื่น ๆ ซึ่งช่วยให้การสังเคราะห์แพลเลเดียมออร์แกโนเมทัลลิกพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ความเสี่ยง

เกี่ยวกับความเสี่ยงไม่มีข้อมูลมากนักที่รายงานเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นไปได้ต่อสุขภาพหรือสิ่งแวดล้อมที่อาจทำให้เกิด dibenzalacetone ได้ ในสภาพบริสุทธิ์มันเป็นสารระคายเคืองที่รุนแรงโดยการกลืนกินการหายใจหรือการสัมผัสโดยตรงกับดวงตาหรือผิวหนัง

อย่างไรก็ตามเห็นได้ชัดว่าไม่ระคายเคืองเพียงพอที่ไม่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของสูตรครีมกันแดดได้ ในทางกลับกันการที่ไม่ละลายในน้ำความเข้มข้นของมันจะน้อยมากแสดงว่าเป็นสารปนเปื้อนที่เป็นของแข็ง ในแง่นี้จึงไม่ทราบว่าความขุ่นเป็นอันตรายต่อสัตว์ทะเลหรือดินอย่างไร

จนกว่าจะได้รับการพิสูจน์เป็นอย่างอื่น dibenzalacetone จะถือว่าเป็นสารประกอบที่ค่อนข้างปลอดภัยเนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาต่ำไม่ได้เป็นสาเหตุของความเสี่ยงหรือข้อควรระวังที่มากขึ้น

อ้างอิง

1. Morrison, RT และ Boyd, R, N. (1987) เคมีอินทรีย์. พิมพ์ครั้งที่ 5. บรรณาธิการ Addison-Wesley Interamericana
2. แครี่ F. (2008). เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่หก). Mc Graw Hill
3. Graham Solomons TW, Craig B.Fryhle (2011) เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่ 10.). ไวลีย์พลัส
4. วิกิพีเดีย (2020) Dibenzylideneacetone สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
5. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2020) Dibenzylideneacetone PubChem Database., CID = 640180 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. การสังเคราะห์อินทรีย์ (2020) Dibenzalacetone สืบค้นจาก: orgsyn.org
7. Dibenzalacetone โดย Aldol Condensation กู้คืนจาก: web.mnstate.edu