Benzofenone

Benzofenone
Nome IUPAC
difenilmetanone
Abbreviazioni
Ph-CO-Ph
Nomi alternativi
difenilchetone
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC13H10O
Massa molecolare (u)182,2179
Aspettoliquido/solido cristallino incolore e dall'odore caratteristico.
Numero CAS119-61-9
Numero EINECS204-337-6
PubChem3102
DrugBankDBDB01878
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 rifrazione1,6077 a 19 °C
Solubilità in acqua137 mg/L a 25 °C
Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua3,18
Temperatura di fusione47,8-48,5 °C
Temperatura di ebollizione305-305.4 °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
tossico a lungo termine
pericolo
Frasi H350 - 373 - 412
Consigli P202 - 260 - 273 - 280 - 308+313 - 405
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Il benzofenone, o difenilchetone, è un composto organico presente in natura, di formula molecolare C13H10O. Più precisamente si tratta di un chetone aromatico, 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. È una molecola che riveste particolare importanza in fotochimica per la lunga vita media 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.

Storia

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.

Proprietà e struttura molecolare

Il benzofenone è un composto termodinamicamente stabile, ΔHƒ° = -34 kJ/mol.

A temperatura ambiente si presenta come cristalli rombici incolori (nella sua forma più stabile) o polvere cristallina bianca, con tenue odore floreale di rosa, solubile in benzene, etere, acetone, diclorometano e negli altri principali solventi organici, ma praticamente insolubile in acqua. Questo nonostante la molecola abbia un ragguardevole momento dipolare (μ = 2,95 D), superiore a quello dell'acetone (2,69 D), ma leggermente inferiore a quello dell'acetofenone (3,05 D).

Geometria molecolare e coniugazione

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 cui la molecola non è planare. 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

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.

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.

Chetile (anione radicale distonico)

Il suo chetile Ph2CO− (difenilchetile), un anione radicale distonico 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.

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. Con un eccesso di metallo alcalino, dal benzofenone si può anche ottenere il sale viola del suo dianione: (M+)2(Ph2CO)2−.

Sintesi

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:

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:

2 Ph-H + COCl2 + 2 AlCl3 → Ph-CO-Ph + 2 HCl + 2 AlCl3

Si può anche ottenere dall'ossidazione catalitica con rame del difenilmetano.

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.

Può inoltre essere ottenuto per pirolisi del benzoato di calcio anidro ((PhCOO)2Ca).

Riduzioni

Il benzofenone viene ridotto dallo zinco metallico in polvere in una soluzione di idrossido di potassio in etanolo, per dare il difenilmetanolo (benzidrolo):

Ph-CO-Ph + Zn ( in KOH / EtOH) → Ph-CHOH-Ph

Ancora con zinco, ma in acido acetico, viene ridotto a benzopinacolo:

Ph-CO-Ph + Zn (in CH3COOH) → Ph2C(OH)–C(OH)Ph2Può essere ridotto a difenilmetano per trattamento con acido iodidrico in presenza di fosforo.

Note

  1. ↑ Scheda del composto su GESTIS consultata il 29.08.2023.
  2. ↑ Benzofenone, su treccani.it, Enciclopedia Treccani online. URL consultato il 20 aprile 2015.
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