Fenilacetilene

Fenilacetilene
Nome IUPAC
Feniletino
Abbreviazioni
Ph-C≡CH
Nomi alternativi
fenilacetilene
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC8H6
Massa molecolare (u)102,133
Aspettoliquido incolore
Numero CAS536-74-3
Numero EINECS208-645-1
PubChem10821
SMILES
C#CC1=CC=CC=C1
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)0,93
Indice di rifrazione1,547
Costante di dissociazione acida (pKa) a K28,7 (DMSO)
23,2 (aq, estrapolato)
Solubilità in acqua456 mg/L a 25 °C
Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua2,53
Temperatura di fusione−44,8 °C
Temperatura di ebollizione143 °C
Tensione di vapore (Pa) a K17,6 mm Hg (37 °C)
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)100 mg/Kg, topo, i.v.
Indicazioni di sicurezza
Punto di fiamma27 °C
Simboli di rischio chimico
infiammabile tossico a lungo termine irritante
pericolo
Frasi H226 - 304 - 315 - 319
Consigli P301+310 - 305+351+338 - 331 [1]

Il fenilacetilene, o etinilbenzene, è un alchino aromatico di formula C6H5-C≡CH o anche Ph-C≡CH. Deriva formalmente dal benzene per sostituzione di un atomo di idrogeno con un gruppo etinile. Può altresì essere considerato come una molecola di acetilene in cui un H è sostituito con un gruppo fenile; in ogni caso, il triplo legame (C ibrido sp) è coniugato con l'anello benzenico.

A temperatura ambiente appare come un liquido incolore, viscoso e praticamente insolubile in acqua. È miscibile con alcool ed etere, è solubile in acetone, ma poco in cloroformio.[2]

Sintesi

Il fenilacetilene può essere sintetizzato facendo reagire il β-bromostirene con l'idrossido di potassio in ambiente riscaldato a 200 °C[3]:

Ph-CH=CH-Br + KOH → Ph-C≡CH + KBr

Un secondo metodo per ottenere il fenilacetilene è per trattamento dell'1,2-dibromo-1-feniletano (ottenibile per bromurazione dello stirene) con sodio metallico in ammoniaca liquida; l'ammoniuro di sodio che così si forma è una base più forte degli idrossidi alcalini ed è capace di effettuare una doppia β-eliminazione (meccanismo E2) di HBr per dare il fenilacetilene[4]:

Ph-CH(Br)-CH2-Br + 2 Na → Ph-C≡CH + 2 NaBr

Un altro metodo di sintesi parte dall'acido fenilpropiolico che, riscaldato in ambiente basico, subisce decarbossilazione:[3][5]

Ph-C≡C-COOH → Ph-C≡CH + CO2

Reattività

Il fenilacetilene è un alchino terminale e, come tale, ha un idrogeno acido; il pKa estrapolato del Ph-C≡CH è 23,2[6] e quindi è anche più forte come acido dell'acetilene stesso (pKa = 25[7]). L'anione fenilacetiluro può quindi, come l'acetiluro, essere ottenuto facilmente in ambiente basico e formare fenilacetiluri metallici;[5] può anche addizionarsi facilmente al carbonio carbonilico (Addizione nucleofila al carbonile). In particolare, il fenilacetilene può dare la reazione di Mannich con la formaldeide e la dimetilammina:[8]

Ph-C≡CH + H2C=O + HN(CH3)2 → Ph-C≡C-CH2-N(CH3)2 + H2O

Trattato con acido solforico diluito somma una molecola di acqua per dare l'acetofenone:[5]

Ph-C≡CH + H2O → Ph-CO-CH3

Il fenilacetilene reagisce con ammine secondarie H-NR2 in soluzione di benzene con l'ossigeno molecolare, in presenza di acetato di rame(II) come catalizzatore, per dare inammine:[9]

Ph-C≡CH + H-NR2 + ½ O2 → Ph-C≡C-NR2 + H2O

La bromurazione del fenilacetilene non segue un meccanismo stereospecifico e porta a una miscela di cis- e trans-dibromostirene:[10]

Ph-C≡CH + Br2 → Ph-CBr=CHBr (cis + trans)

Il fenilacetilene può essere ridotto per idrogenazione del triplo legame carbonio-carbonio. La reazione può dare come prodotti lo stirene o l'etilbenzene per reazione completa di una mole di fenilacetilene con rispettivamente una mole e due moli di idrogeno molecolare[11]:

Ph-C≡CH + H2 → Ph-CH=CH2
Ph-C≡CH + 2 H2 → Ph-CH2-CH3

ll fenilacetilene inoltre, in opportune condizioni, può dimerizzare formando un idrocarburo complesso con nome IUPAC 1,4-difenilbut-1-en-3-ino. Il fenilacetilene deve essere riscaldato a 145 °C in ambiente anidro ad atmosfera di argon ed in presenza di FeCl3, toluene, KOtBu e DMEDA:

2 Ph-C≡CH → Ph-CH=CH-C≡C-Ph

Il dimero presenta nella struttura un doppio legame carbonio-carbonio, ciò conferisce alla molecola la proprietà di esistere in due distinti isomeri: una forma cis ed una trans[12].

Note

  1. ^ Fenilacetilene (PDF), su Sigma-Aldrich. URL consultato il 9 settembre 2015.
  2. ^ phenylacetylene, su chemister.ru. URL consultato il 15 aprile 2023.
  3. ^ a b (EN) John C. Hessler, Phenylacetylene, in Organic Syntheses, vol. 2, n. 67, Organic Syntheses, Inc., 1922, DOI:10.15227/orgsyn.002.0067, ISSN 0078-6209 (WC · ACNP). URL consultato il 9 settembre 2015.
  4. ^ (EN) Kenneth N. Campbell e Barbara K. Campbell, Phenylacetylene, in Organic Syntheses, vol. 30, n. 72, Organic Syntheses, Inc., 1950, DOI:10.15227/orgsyn.030.0072, ISSN 0078-6209 (WC · ACNP). URL consultato il 9 settembre 2015.
  5. ^ a b c I. L. Finar, ORGANIC CHEMISTRY The fundamental principles, Fourth Edition, Longmans, 1963, p. 538.
  6. ^ (EN) Andrew Streitwieser e David M. E. Reuben, Acidity of hydrocarbons. XXXV. Equilibrium acidities of phenylacetylene and tert-butylacetylene in cyclohexylamine, in Journal of the American Chemical Society, vol. 93, n. 7, 1971-04, pp. 1794–1795, DOI:10.1021/ja00736a045. URL consultato il 15 aprile 2023.
  7. ^ J. B. Hendrickson, D. J. Cram e G. S. Hammond, CHIMICA ORGANICA, traduzione di A. Fava, 2ª ed., Piccin, 1973, pp. 303-307.
  8. ^ R.O.C. Norman, CHIMICA ORGANICA Principi e Applicazioni alla Sintesi, traduzione di Paolo Da Re, Piccin, 1973, pp. 271-273.
  9. ^ (EN) Laurence I. Peterson e Edgar C. Britton, A novel synthesis of ynamines. Copper catalyzed oxidation of phenylacetylene in the presence of secondary amines, in Tetrahedron Letters, vol. 9, n. 51, 1º gennaio 1968, pp. 5357–5360, DOI:10.1016/S0040-4039(00)75383-4. URL consultato il 15 aprile 2023.
  10. ^ Michael B. Smith e Jerry March, MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY, 6ª ed., 2007, pp. 999-1004, ISBN 978-0-471-72091-1.
  11. ^ (EN) Phenylethyne, su webbook.nist.gov, NIST. URL consultato il 9 settembre 2015.
  12. ^ (EN) Ganesh Chandra Midya, Sushovan Paladhi, Kalyan Dhara e Jyotirmayee Dash, Iron Catalyzed Regioselective Dimerization of Terminal Aryl Alkynes (PDF), in Chemical Communications, Royal Society of Chemistry, ISSN 1364-548X (WC · ACNP). URL consultato il 9 settembre 2015.

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