Propriedades da dibenzalacetona, mecanismo de reação, usos, riscos

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David Holt

O dibenzalacetona (dba) é um composto orgânico cuja fórmula molecular é C17H14O. É um sólido amarelado que, dependendo de sua pureza, pode aparecer na forma de cristais. É usado em filtros solares e sínteses organometálicas em que o paládio é usado como catalisador.

Embora sua síntese seja um processo relativamente simples, bastante recorrente em laboratórios de ensino para explicar a condensação aldólica, seu mecanismo é um tanto extenso, e vários fatores devem ser levados em consideração. O benzaldeído que se utiliza, que se condensa com a acetona, deve ser destilado na hora para garantir sua baixa oxidação em contato com o ar..

Amostra de dibenzalacetona em recipiente de vidro. Fonte: Stephanb [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Da mesma forma, um meio básico etanol-água é usado para solubilizar os reagentes e, ao mesmo tempo, promover a precipitação final da dibenzalacetona, um composto hidrofóbico e insolúvel. Até o momento, não se sabe quais efeitos negativos a dibenzalacetona pode ter no corpo ou no meio ambiente, além de ser uma substância irritante.

Índice do artigo

  • 1 propriedades
    • 1.1 Aparência física
    • 1,2 massa molar
    • 1.3 Isômeros
    • 1.4 Ponto de fusão
    • 1.5 Solubilidade em água
    • 1.6 Estrutura
  • 2 Mecanismo de reação da dibenzalacetona
  • 3 Síntese
    • 3.1 Reagentes
    • 3.2 Procedimento
    • 3.3 Recristalização
  • 4 usos
  • 5 riscos
  • 6 referências

Propriedades

Aspecto físico

Sólido amarelado empoeirado ou de aparência cristalina.

Massa molar

234,29 g / mol

Isômeros

A dibenzalacetona ocorre como três isômeros geométricos: trans-trans, trans-cis e cis-cis. O isômero trans-trans é o mais estável de todos e, portanto, o mais produzido durante a síntese..

Ponto de fusão

110-111 ° C Esta faixa varia dependendo do grau de pureza do sólido sintetizado..

Solubilidade em água

Insolúvel.

Estrutura

Estrutura molecular da dibenzalacetona. Fonte: Benjah-bmm27 [domínio público]

A imagem superior mostra a molécula do isômero trans-trans dibenzalacetona, representada por um modelo de esferas e barras. No centro dele temos o grupo carbonila, e em seus lados, algumas ligações duplas e dois anéis de benzeno aromáticos.

A dibenzalacetona é essencialmente apolar e hidrofóbica, pois toda sua estrutura é praticamente composta por átomos de carbono e hidrogênio. O grupo carbonila dá a ele apenas um pequeno momento de dipolo.

A estrutura pode ser comparada a de uma folha, pois todos os seus átomos de carbono possuem hibridização sp.dois; portanto, eles repousam no mesmo plano.

Os fótons de luz interagem com o sistema conjugado π da dibenzalacetona; especialmente aqueles de radiação ultravioleta, sendo absorvidos para excitar elétrons deslocalizados. Esta propriedade torna a dibenzalacetona um excelente absorvedor de luz ultravioleta..

Mecanismo de reação da dibenzalacetona

Mecanismo de condensação aldólica na síntese de dibenzalacetona. Fonte: Izmaelt [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Na imagem superior representamos o mecanismo de condensação do aldol entre o benzaldeído e a acetona, originando assim a dibenzalacetona; especificamente, seu isômero trans-trans.

A reação começa com acetona em meio básico. O OH- desprotona um próton ácido de qualquer um de seus dois grupos metil, -CH3, dando origem a um enolato: CH3C (O) CHdois-, que desloca sua carga negativa por ressonância (primeira linha da imagem).

Este enolato atua então como um agente nucleofílico: ele ataca o grupo carbonila de uma molécula de benzaldeído. Sua incorporação ao benzaldeído gera um alcóxido que, por ser muito básico, desprotona uma molécula de água e se transforma em um aldol (segunda linha). O aldol ou β-hidroxicetona é caracterizado por ter os grupos C = O e OH.

O meio básico desidrata esse aldol e uma dupla ligação é formada em sua estrutura, que gera benzilidenoacetona (terceira linha). Em seguida, o OH- também desprotona um de seus hidrogênios ácidos, repetindo outro ataque nucleofílico a uma segunda molécula de benzaldeído. Desta vez, o ataque ocorre em uma velocidade mais lenta (quarta linha).

O produto formado desprotona outra molécula de água e desidrata novamente para eliminar o grupo OH e estabelecer uma segunda ligação dupla (quinta e sexta linhas). Assim e finalmente, a dibenzalacetona é produzida.

Síntese

Reagentes

Os reagentes para realizar a síntese da dibenzalacetona são os seguintes:

- Etanol a 95%.

- Benzaldeído recentemente destilado a partir do óleo de amêndoa amarga.

- NaOH como catalisador básico em água destilada.

As quantidades a serem utilizadas dependem da quantidade de dibenzalacetona a ser sintetizada. Porém, busca-se que haja excesso de benzaldeído, pois parte dele é oxidado a ácido benzóico. Também é garantido que a reação leva menos tempo e que a indesejável benzilidenoacetona é produzida em menor grau..

O etanol atua como um solvente para o benzaldeído, caso contrário, não se dissolveria no meio básico de NaOH.

Processar

Em um copo grande, misture o etanol com o benzaldeído. Em seguida, o meio básico de NaOH é adicionado durante a agitação magnética constante. Nesta etapa, a reação de Cannizzaro ocorre em menor grau; isto é, duas moléculas de benzaldeído desproporcionais em uma de álcool benzílico e a outra de ácido benzóico, facilmente reconhecíveis por seu odor doce característico.

Finalmente, a acetona é adicionada e a solução é esperada por meia hora para ficar turva e de cor amarelo-laranja. A dibenzalacetona precipita devido à água, portanto, um volume considerável de água é adicionado para promover sua precipitação completa..

A dibenzalacetona é filtrada sob vácuo e o seu sólido amarelado é lavado várias vezes com água destilada..

Recristalização

Uma amostra recristalizada de dibenzalacetona deve brilhar de maneira semelhante aos cristais desta imagem. Fonte: Smokefoot [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Para purificar a dibenzalacetona, utiliza-se etanol 95% ou acetato de etila quente, de forma que cristais de maior pureza sejam obtidos a cada vez que se repete a recristalização. Assim, o pó amarelado inicial será transformado em pequenos cristais amarelos de dibenzalacetona..

Formulários

A dibenzalacetona é um composto que não tem muitos usos. Devido à sua capacidade de absorver a luz ultravioleta, é utilizado na formulação de filtros solares, ou qualquer outro produto que busque mitigar a incidência dos raios ultravioleta, sejam revestimentos ou tintas..

Por outro lado, a dibenzalacetona é usada na síntese organometálica do paládio. Ele atua como um aglutinante que se coordena com os átomos do metal paládio, Pd0, para formar o complexo tris (dibenzilidenoacetona) dipaládio (0).

Este composto organometálico fornece átomos de Pd0 em diferentes sínteses orgânicas, por isso se comporta como um catalisador homogêneo, uma vez que se dissolve em muitos solventes orgânicos.

Além disso, a dibenzalacetona como ligante é fácil de substituir por outros ligantes orgânicos, o que permite que a síntese organometálica do paládio se desenvolva rapidamente..

Riscos

Em relação aos riscos, não há muitas informações disponíveis que relatem os possíveis impactos à saúde ou ao meio ambiente que a dibenzalacetona pode causar. Em seu estado puro, é um irritante sólido por ingestão, respiração ou contato direto com os olhos ou a pele..

No entanto, aparentemente não é irritante o suficiente para não fazer parte das formulações de protetores solares. Por outro lado, sendo tão insolúvel em água, sua concentração nesta é desprezível, apresentando-se como um sólido contaminante. Nesse sentido, desconhece-se o quão prejudicial é a turbidez que causa para a fauna marinha ou para os solos..

Até prova em contrário, a dibenzalacetona será considerada um composto relativamente seguro, uma vez que sua baixa reatividade não é motivo de risco ou maiores precauções..

Referências

  1. Morrison, R. T. e Boyd, R, N. (1987). Quimica Organica. 5ª Edição. Editorial Addison-Wesley Interamericana.
  2. Carey F. (2008). Quimica Organica. (Sexta edição). Mc Graw Hill.
  3. Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. (2011). Química orgânica. (10ª edição). Wiley plus.
  4. Wikipedia. (2020). Dibenzilidenoacetona. Recuperado de: en.wikipedia.org
  5. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2020). Dibenzylideneacetone. Banco de dados PubChem., CID = 640180. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  6. Sínteses orgânicas. (2020). Dibenzalacetona. Recuperado de: orgsyn.org
  7. Dibenzalacetone by Aldol Condensation. Recuperado de: web.mnstate.edu

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