1H-benzotriazolo

1H-benzotriazolo
formula di struttura
formula di struttura
Nome IUPAC
1H-1,2,3-Benzotriazolo
Nomi alternativi
1,2,3-benzotriazolo
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC6H5N3
Massa molecolare (u)119,13
Aspettopolvere cristallina incolore
Numero CAS95-14-7
Numero EINECS202-394-1
PubChem7220
SMILES
C1=CC2=NNN=C2C=C1
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,36 (20 °C)
Solubilità in acqua19 g/l (20 °C)
Temperatura di fusione99 °C (372 K)
Temperatura di ebollizione204 °C (477 K) (20 hPa)
Indicazioni di sicurezza
Punto di fiamma171 °C (444 K)
Temperatura di autoignizione400 °C (~673 K)
Simboli di rischio chimico
irritante
attenzione
Frasi H302 - 312 - 319 - 412
Consigli P273 - 280 - 305+351+338
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L'1H-benzotriazolo (nome completo 1H-1,2,3-benzotriazolo, più comunemente benzotriazolo) è un composto eterociclico aromatico di formula C6H5N3. A temperatura ambiente si presenta come una polvere cristallina incolore e inodore, ma a volte con leggera sfumatura giallognola, non molto solubile in acqua; si scioglie bene in alcool, benzene, toluene, cloroformio e DMF.

Ha importanti applicazioni come inibitore di corrosione e in fluidi antigelo. È un composto nocivo, irritante, pericoloso per l'ambiente.

Struttura

La molecola, la cui struttura risulta dalla fusione formale di un anello benzenico con un anello 1,2,3-triazolico, è soggetta a un equilibrio di tautomeria prototropica con l'isomero 2H-1,2,3-benzotriazolo, perché il protone in N-H può migrare su ogni atomo di azoto (le posizioni in 1 o 3 sono però identiche). Da indagini spettroscopiche UV, IR e 1H-NMR risulta che la specie predominante è l'1H-1,2,3-benzotriazolo. È una molecola spiccatamente polare (μ = 4,10 D). La presenza di 2 atomi di 'azoto piridinico' disattivanti contrasta e supera efficacemente l'effetto elettron donatore dell'atomo di 'azoto pirrolico' nell'anello pentaatomico. Un riflesso di questo è nell'acidità del composto che risulta notevolmente maggiore (pKa = 8,2) di quella del pirazolo che, oltre all'azoto pirrolico, ha un solo azoto piridinico (pKa = 14,21). Anche la basicità dell'1H-1,2,3-benzotriazolo (pKb ≥ 14) risulta notevolmente ridotta rispetto a quella del pirazolo (pKb = 11,48).

Sintesi e reattività

Una classica sintesi parte dalla nitrosazione della o-fenilendiammina con nitrito di sodio e acido acetico; lo ione nitrosonio che così si produce effettua una diazotazione su uno dei due gruppi amminici; l'altro azoto amminico, che ovviamente è nucleofilo, attacca l'azoto esterno del sale di diazonio chiudendo così l'anello a cinque termini. La reazione si completa con la rimozione di un protone in eccesso ad opera di uno ione acetato già presente nell'ambiente di reazione. Le rese migliori si hanno abbassando la temperatura intorno a 5 - 10 °C e con l'uso di un bagno a ultrasuoni per il recipiente di reazione.

Dal benzotriazolo si può ottenere l'intermedio instabile benzino, importante anche come dienofilo in reazioni di Diels-Alder e, tramite esso, la sintesi del bifenilene (C6H4)2. Attraverso l'N-amminazione dell'azoto N-1 del benzotriazolo con l'acido idrossilammino-O-solfonico H2N-O-SO3H, si ottiene l'1-amminobenzotriazolo; questo, ossidato con tetraacetato di piombo, elimina due molecole di azoto (e 2 H+ con 2 ioni acetato) formando così il benzino, il quale dimerizza velocemente a dare il bifenilene con buone rese.

L'anione del benzotriazolo si è dimostrato un buon gruppo uscente in reazioni di β-eliminazione.

Usi

È frequentemente usato nella composizione dei rivelatori in fotografia chimica come agente antivelo e raramente nelle emulsioni stesse, in concentrazioni che si aggirano intorno a 0,1 g/l. Spesso agisce assieme ai bromuri, usati in quantità assai maggiori.

Ha trovato applicazione come agente inibitore di corrosione per superfici metalliche, all'aria e anche sott'acqua.

Note

  1. ↑ scheda del benzotriazolo su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019).
  2. ↑ (EN) PubChem, 1H-Benzotriazole, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 5 febbraio 2022.
  3. ↑ Catherine Sease, Benzotriazole: A Review for Conservators, in Studies in Conservation, vol. 23, n. 2, 1978-05, p. 76, DOI:10.2307/1505798. URL consultato il 5 febbraio 2022.
  4. ↑ Come avviene già nell'1H-1,2,3-triazolo.
  5. ↑ Catherine Sease, Benzotriazole: A Review for Conservators, in Studies in Conservation, 2, vol. 23, n. 2, maggio 1978, pp. 76-85, DOI:10.2307/1505798, JSTOR 1505798.
  6. ↑ benzotriazole, su stenutz.eu. URL consultato il 5 febbraio 2022.
  7. 1 2 Vishnu Ji Ram, Arun Sethi, Mahendra Nath e Ramendra Pratap, Chapter 5 - Five-Membered Heterocycles, in The Chemistry of Heterocycles, Elsevier, 2019, pp. 302-303, DOI:10.1016/B978-0-08-101033-4.00005-X.
  8. ↑ (EN) Alan R. Katritzky, Stanislaw Rachwal e Gregory J. Hitchings, Benzotriazole: A novel synthetic auxiliary, in Tetrahedron, vol. 47, n. 16-17, 1991-01, pp. 2683-2732, DOI:10.1016/S0040-4020(01)87080-0. URL consultato il 5 febbraio 2022.
  9. ↑ (EN) J. Elguero, 4.04, in Pyrazoles and their Benzo Derivatives, Comprehensive Heterocyclic Chemistry, vol. 5, Elsevier, 1984, pp. 223-225, ISBN 978-0-08-096519-2.
  10. ↑ (EN) D. D. Perrin, 1042. Prediction of the strengths of some organic bases, in Journal of the Chemical Society (Resumed), 1965, p. 5590, DOI:10.1039/jr9650005590. URL consultato il 24 agosto 2021.
  11. ↑ Robert A. Smiley "Phenylene- and Toluenediamines" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a19_405
  12. ↑ M. P. Claudio, Pereira, Helio A., Stefani, Karla P. e Guzen, Aline T. G., Improved Synthesis of Benzotriazoles and 1-Acylbenzotriazoles by Ultrasound Irradiation (PDF), in Letters in Organic Chemistry, vol. 4, n. 31, 29 agosto 2006, pp. 43-46, DOI:10.1002/chin.200731104. URL consultato il 23 novembre 2011.[collegamento interrotto]
  13. ↑ (EN) Front Matter, 5 dicembre 2013, pp. P001–P004, DOI:10.1039/9781849733069-fp001. URL consultato il 5 febbraio 2022.
  14. ↑ È in realtà uno zwitterione, H3N+-O-SO3-, e si ottiene dalla solfonazione dell'idrossilammina con oleum.
  15. ↑ C.D. Campbell e C.W. Rees, Reactive intermediates. Part I. Synthesis and oxidation of 1- and 2-aminobenzotriazole, in J. Chem. Soc. C, vol. 1969, n. 5, 1969, pp. 742-747, DOI:10.1039/J39690000742.
  16. ↑ Michael B. Smith e Jerry March, MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY, 6ª ed., Wiley-Interscience, 2007, p. 1524, ISBN 0-471-72091-7.
  17. ↑ (ES) A - A G Redondo - Fotografía, su www.agredondo.com. URL consultato il 23 gennaio 2023.
  18. ↑ M. Finšgar e Milošev I., Inhibition of copper corrosion by 1,2,3-benzotriazole: A review, in Corrosion Science, vol. 52, n. 9, 11 marzo 2010, pp. 2737-2749, DOI:10.1016/j.corsci.2010.05.002.

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