Fluorobenzene

Fluorobenzene
Formula di struttura del fluorobenzene
Modello del fluorobenzene
Nome IUPAC
Fluorobenzene
Abbreviazioni
Ph-F
Nomi alternativi
fluoruro di fenile, monofluorobenzene
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C6H5F
Massa molecolare (u)	96,103
Aspetto	liquido incolore con odore di benzene
Numero CAS	462-06-6
Numero EINECS	207-321-7
PubChem	10008
SMILES	C1=CC=C(C=C1)F
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm^3, in c.s.)	1,03[1]
Indice di rifrazione	1,4684[2]
Solubilità in acqua	1,54 g/L a 30 °C[1]
Temperatura di fusione	–42 °C[1]
Temperatura di ebollizione	85 °C[1]
Proprietà termochimiche
ΔfH^0 (kJ·mol^−1)	–150,6[2]
S^0m(J·K^−1mol^−1)	205,9[2]
C^0p,m(J·K^−1mol^−1)	146,4[2]
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)	4400 oral rat[1]
Indicazioni di sicurezza
Punto di fiamma	–15 °C[1]
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H	225, 319
Consigli P	210, 243, 260, 305+351+338, 403

Il fluorobenzene è un composto organico di formula C₆H₅F, spesso abbreviato PhF. È un derivato del benzene, dove uno dei sei atomi di idrogeno è stato sostituito con un atomo di fluoro. È un composto relativamente poco reattivo, utilizzato per la sintesi di farmaci, pesticidi, fungicidi e altri prodotti chimici.

Storia

Il fluorobenzene è stato sintetizzato per la prima volta nel 1883 da Emanuele Paternò e Vincenzo Oliveri.^[3] Utilizzarono il metodo di Lenz per ottenere l’acido p-fluorobenzensolfonico e in un secondo tempo lo desolfonarono applicando una procedura standard di desolfonazione che prevede la salificazione dell’acido con potassa e il riscaldamento in presenza di acido cloridrico. La procedura per la sintesi del fluorobenzene fece un salto di qualità nel 1886 con Otto Wallach all'Università di Bonn.^[4] La preparazione comprendeva due reazioni: prima il cloruro di benzendiazonio era convertito ad un triazene per azione della piperidina; poi, il derivato piperidinico ottenuto veniva scisso con acido fluoridrico:

[Ph-N≡N]⁺Cl^– + 2 C₅H₁₀NH → Ph-N=N-NC₅H₁₀ + [C₅H₁₀NH₂]Cl

Ph-N=N-NC₅H₁₀ + 2 HF → Ph-F + N₂ + [C₅H₁₀NH₂]F

Sintesi

A livello di laboratorio la sintesi è ottenuta mediante la reazione di Schiemann. Si inizia dall'anilina che viene diazotata; aggiungendo tetrafluoroborato di sodio si precipita il tetrafluoroborato di benzendiazonio, che dà infine fluorobenzene per decomposizione termica:^[5]

[Ph-N≡N]⁺[BF₄]^– → PhF + BF₃ + N₂

Industrialmente sono possibili anche altri processi, tra i quali la pirolisi di clorodifluorometano in presenza di ciclopentadiene e la fluorurazione anodica del benzene con fluoruro di tetraetilammonio in acetonitrile.^[6]

Reattività e usi

Il fluorobenzene è un composto relativamente inerte perché il legame C–F è molto forte e il sostituente fluoro è disattivante per la sostituzione elettrofila aromatica (S_EAr), anche se orto/para-orientante; per cui, per trattamento con bromo (in presenza di AlBr₃) dà buone rese di 1-bromo-4-fluorobenzene.^[7] È un buon solvente per specie altamente reattive. Nonostante sia considerato di scarso potere coordinante, la molecola è discretamente polare (μ = 1,66 D)^[8] ed è stato sintetizzato un complesso di titanio(III), ottenuto allo stato cristallino, dove il fluorobenzene funge da legante (vedi figura).^[9]

Struttura del complesso [(C₅Me₅)₂Ti(FC₆H₅)]⁺.

Il fluorobenzene viene utilizzato per la sintesi di farmaci (ad esempio, flurazepam e aloperidolo), pesticidi, fungicidi e altri prodotti chimici.^[6]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

Il fluorobenzene è considerato relativamente poco tossico, ma è irritante per gli occhi. Non ci sono dati su eventuali effetti cancerogeni.^[1]

Note

1. GESTIS.
2. Lide 2005
3. Emeroteca - Biblioteca nazionale centrale di Roma, su digitale.bnc.roma.sbn.it. URL consultato il 1º novembre 2018.
4. Wallach 1996
5. Flood 1933
6. Siegemund 2002
7. (EN) Joel Rosenthal e David I. Schuster, The Anomalous Reactivity of Fluorobenzene in Electrophilic Aromatic Substitution and Related Phenomena, in Journal of Chemical Education, vol. 80, n. 6, 2003-06, pp. 679, DOI:10.1021/ed080p679. URL consultato il 25 maggio 2022.
8. fluorobenzene, su www.stenutz.eu. URL consultato il 25 maggio 2022.
9. Perutz e Braun 2007, pp. 725-728.

Bibliografia

• D. T. Flood, Fluorobenzene, in Org. Synth., vol. 13, 1933, p. 46, DOI:10.15227/orgsyn.013.0046.
• GESTIS, Fluorobenzene, su gestis-en.itrust.de. URL consultato l'8 ottobre 2014. Pagina del fluorobenzene nel data base GESTIS.
• D. R. Lide (Editor), CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005, su hbcpnetbase.com, CRC Press, Boca Raton, 2005. URL consultato il 7 ottobre 2014 (archiviato dall'url originale il 24 luglio 2017).
• (EN) R. N. Perutz e T. Braun, Transition Metal-mediated C–F Bond Activation, in Comprehensive Organometallic Chemistry III, vol. 1, Elsevier, 2007, DOI:10.1016/B0-08-045047-4/00028-5.
• (EN) Günter Siegemund, Fluorine Compounds, Organic, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a11_349.
• E. Paternò, V. Oliveri, Fluorobenzina e fluorotoluene, Gazzetta Chimica Italiana, vol. 13, pp. 533-535 (1883).
• O. Wallach, Ueber einen Weg zur leichten Gewinnung organischer Fluorverbindungen, in Justus Liebigs Annalen der Chemie, vol. 235, n. 3, 1886, pp. 255-271, DOI:10.1002/jlac.18862350303.

Voci correlate

• Fluorurazione elettrochimica

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