Βενζυλική αλκοόλη

Από testwiki
Μετάβαση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση

Πρότυπο:Πληροφορίες χημικής ένωσης

Η βενζυλική αλκοόλη[1] (αγγλικά: benzyl alcohol) είναι αρωματική οργανική ένωση με μοριακό τύπο C7H8O. Συνήθως, όμως, παριστάνεται με τύπους C6H5CH2OH, PhCH2OH ή και BnOH. Στον τελευταίο τύπο, η βενζυλική ομάδα (PhCH2-) παριστάνεται συντομογραφικά με Bn[2]. Η χημικά καθαρή βενζυλική αλκοόλη, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο υγρό, με ήπια ευχάριστη αρωματική οσμή. Είναι ένας χρήσιμος διαλύτης με σημαντική πολικότητα, χαμηλή τοξικότητα και μικρή τάση ατμών. Είναι μερικώς διαλυτή στο νερό (40 kg/m³), αλλά πλήρως αναμίξιμη με τις συνηθισμένες άλλες αλκοόλες και τον αιθέρα. Είναι η απλούστερη αρωματική αλκοόλη, που δεν είναι φαινόλη[3].

Φυσική παρουσία

Παράγεται στη φύση από πολλά φυτά και είναι συνηθισμένη η παρουσία της σε φρούτα, τσάγια και σε αιθέρια έλαια ανθών, όπως π.χ. το γιασεμί, ο υάκινθος και το γιανγκ-γιανκ[4]. Βρίσκεται, ακόμη, στο καστορέλαιο από τις καστόριες κύστες των καστόρων.[5]

Δομή

Δεσμοί[6]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp2-1s 106 pm 3% C- H+
C#1-#6-C#2-#6,#1 σ 2sp2-2sp2 147 pm
C#1-C#1΄ σ 2sp2-2sp3 151 pm
C#1...C#6' π[7] 2p-2p 147 pm
C-O σ 2sp3-2sp3 150 pm 19% C+ O-
O-H σ 2sp3-1s 96 pm 32% H+ O-
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
Ο -0,51
C#2-6 -0,03
C#1 +0,00
Η (H-C) +0,03
C#1΄ +0,13
Η (H-O) +0,32

Παραγωγή

Από βενζυλαλογονίδιο

Με υδρόλυση βενζυλαλογονιδίου (PhCH2X), κυρίως βενζυλοχλωρίδιου, συνήθως με αραιό διάλυμα υδροξείδιου του νατρίου (NaOH), παράγεται βενζυλική αλκοόλη[8]:

PhCH2X+NaOHPhCH2OH+NaX

Από μεθανάλη

Με επίδραση φορμαλδεΰδης σε φαινυλαλομαγνήσιο (ένωση Grignard) παράγεται βενζυλική αλκοόλη[9]:

PhX+Mg|Et2O|PhMgX+H2COPhCH2OMgX+H2OPhCH2OH+Mg(OH)X

Από βενζαλδεΰδη

Με αναγωγή βενζαλδεΰδης παράγεται βενζυλική αλκοόλη[10]:

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):

2PhCHO+LiAlH42PhCH2OH+LiAlO2

2. Καταλυτικά με υδρογόνο (H2):

PhCHO+H2NiPhCH2OH

3. Με αντίδραση Canizzaro συμππαράγονται βενζυλική αλκοόλη και βενζοϊκό κάλιο[11]:

2PhCHO+KOHPhCH2OH+PhCOOK

Από βενζοϊκό οξύ

Με αναγωγή βενζοϊκού οξέος παράγεται βενζυλική αλκοόλη[10]:

2PhCOOH+LiAlH42PhCH2OH+LiAlO2

Από βενζυλεστέρες

Με υδρόλυση βενζυλεστέρων (RCOOCH2Ph) παράγεται βενζυλική αλκοόλη[12]:

RCOOCH2Ph+NaOHPhCH2OH+RCOONa

Από βενζυλαμίνη

Με επίδραση νιτρώδους οξέος (HNO2) σε βενζυλαμίνη (PhCH2NH2) παράγεται βενζυλική αλκοόλη[13]:

PhCH2NH2+HNO2H2OPhCH2OH+N2+H2O

Από 2-φαινυλαιθανόλη

Από 2-φαινυλοαιθανόλη με αποικοδόμιση της ανθρακικής αλυσίδας παράγεται βενζυλική αλκοόλη[14]:

5PhCH2CH2OH+4KMnO4+2H2SO45PhCH2COOH+4MnO+2K2SO4+7H2O
PhCH2COOH+SOCl2PhCH2COCl+SO2+HCl
PhCH2COCl+NH3PhCH2CONH2+HCl
PhCH2CONH2+BrOKPhCH2NH2+CO2+KBr
PhCH2NH2+HNO2H2OPhCH2OH+N2+H2O

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Υδροξυλομάδας

Όξινος χαρακτήρας

Όξινος χαρακτήρας[15]:

α. Παραγωγή βενζυλικού νατρίου:

2PhCH2OH+2Na2PhCH2ONa+H2
ή
PhCH2OH+2NaNH2PhCH2ONa+NH3
ή
PhCH2OH+RCCNaPhCH2ONa+RCCH

β. Παραγωγή βενζυλικού αλομαγνήσιου (αντιδραστήριο Grignard):

PhCH2OH+RMgXPhCH2OMgX+RH

Υποκατάσταση υδροξυλίου από αλογόνα

Υποκατάσταση υδροξυλίου από αλογόνα[16]: 1. Με υδροϊώδιο παράγεται βενζυλιωδίδιο:

PhCH2OH+HIPhCH2I+H2O

2. Με υδροχλώριο ή υδροβρώμιο παράγεται το αντίστοιχο βενζυλογονίδιο:

PhCH2OH+HXZnX2PhCH2X+H2O

3. Παραγωγή βενζυλοφθορίδιου:

PhCH2OH+HXH2OZnX2PhCH2X+Hg2F2PhCH2F+Hg2X2

4. Χλωρίωση με χλωριωτικά μέσα. Παράγεται βενζυλοχλωρίδιο:

α. Με SOCl2:

PhCH2OH+SOCl2PhCH2Cl+SO2+HCl

β. Με PCl5:

PhCH2OH+PCl5PhCH2Cl+POCl3+HCl

γ. Με PCl3:

3PhCH2OH+PCl33PhCH2Cl+H3PO3

  • Η συγκεκριμένη αντίδραση πραγματοποιείται επίσης αντίστοιχα με βρώμιο και ιώδιο:

3PhCH2OH+PX33PhCH2X+H3PO3

Παραγωγή βενζυλεστέρων

1. Με ακυλιωτικά μέσα[17]:

PhCH2OH+RCOXPyRCOOCH2Ph+HX

2. Με ανυδρίτες καρβονικών οξέων:

PhCH2OH+(RCO)2OPyRCOOCH2Ph+RCOOH

3. Με καρβονικά οξέα:

PhCH2OH+RCOOHPhCH2OOCR+H2O

  • Στην οργανική σύνθεση, οι βενζυλεστέρες είναι δημοφιλείς ομάδες προστασίας, επειδή μπορούν να αφαιρεθούν με ήπια υδρογονόλυση[18]:

RCOOCH2Ph+H2RCOOH+PhCH3

Παραγωγή διβενζυλαιθέρα

Σχηματισμός διβενζυλαιθέρα με διαμοριακή αφυδάτωση[19]:

2PhCH2OH140oCπ.H2SO4PhCH2OCH2Ph+H2O

Οξείδωση

1. Οξείδωση προς βενζοϊκό οξύ[20]:

5PhCH2OH+4KMnO4+2H2SO45PhCOOH+4MnO+2K2SO4+7H2O

2. Οξείδωση προς βενζαλδεΰδη[21]:

3PhCH2OH+K2Cr2O7+H2SO43PhCHO+Cr2O3+K2SO4+4H2O

Βενζολικού δακτυλίου

  • Η παρουσία της υδροξυμεθυλομάδας ανενεργοποιεί (μερικώς και σε σύγκριση με το ίδιο το βενζόλιο) τον βενζολικό δακτύλιο, οπότε οι αντίστοιχες αντιδράσεις γίνονται βραδύτερα σε σχέση με το βενζόλιο και παράγονται κυρίως μ- διπαράγωγα[22].

Νίτρωση

Με νίτρωση παράγει μετανιτροβενζυλική αλκοόλη[23]:

PhCH2OH+HNO3π.H2SO4μO2NC6H4CH2OH+H2O

Σουλφούρωση

Με σουλφούρωση παράγει μεταϋδροξυμεθυλοβενζοσουλφονικό οξύ[23]::

PhCH2OH+H2SO4μHOCH2C6H4SO3H+H2O

Αλογόνωση

Με αλογόνωση παράγει μετααλοβενζυλική αλκοόλη[23]:

PhCH2OH+X2AlX3μXC6H4CH2OH+HX

  • όπου Χ Cl ή Br. Τα άλλα φαινυλαλονονίδια προκύπτουν σε δεύτερη φάση με υποκατάσταση αυτών με χρήση ΚI ή Hg2F2, αντίστοιχα.
  • Ειδικά για το βρώμιο καλύτερος καταλύτης είναι ο FeBr3.

Αλκυλίωση

Με αλκυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μετααλκυλοβενζυλική αλκοόλη[23]:

PhCH2OH+RXAlX3μRC6H4CH2OH+HX

Ακυλίωση

Με ακυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μεταακυλοβενζυλική αλκοόλη[23]:

PhCH2OH+RCOXAlX3μHOCH2C6H4COR+HX

Υδροξυλίωση

Με υδροξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μεταϋδροξυμεθυλοφαινόλη[23]:

PhCH2OH+XOHAlX3μHOCH2C6H4OH+HX

Αμίνωση

Με αμίνωση κατά Friedel-Crafts παράγει μεταϋδροξυμεθυλοανιλίνη[23]:

PhCH2OH+NH2XAlX3μHOCH2C6H4NH2+HX

Καρβοξυλίωση

Με καρβοξυλίωση κατά Friedel-Crafts παράγει μεταϋδροξυμεθυλοβενζοϊκό οξύ[23]:

PhCH2OH+XCOOHAlX3μHOCH2C6H4COOH+HX

Αναγωγή

Με αναγωγή παράγει κυκλοεξυλoμεθανόλη[24]:

PhCH2OH+3H2PtC6H11CH2OH

Αλομεθυλίωση

Με αλομεθυλίωση κατά Blanc παράγει μετααλομεθυλοβενζυλική αλκοόλη[25]::

PhCH2OH+H2C=O+HXZnX2μHOCH2C6H4X+H2O

Παρεμβολή καρβενίων

PhCH2OH+CH3Cl+KOHKCl+H2O+514MeC6H4CH2OH+37C7H7CH2OH+17PhCH(Me)OH+114PhCH2OMe

Εφαρμογές

Η βενζυλική αλκοόλη χρησιμοποιείται ως γενικός διαλύτης για μελάνια, χρώματα, βερνίκια και εποξυ- ρητινούχες επιστρώσεις[26]. Αποτελεί ακόμη πρόδρομη ύλη για εην παραγωγή μιας ποικιλίας εστέρων, σαπουνιών και αρωμάτων. Επίσης συχνά προστίθεται σε φαρμακευτικά διαλύματα, χάρη και στην αντιβακτηριακή - αντισηπτική της δράση. Χρησιμοποιήθηκε ακόμη και στην εμφάνιση φωτογραφιών.

Νανοτεχνολογικές εφαρμογές

Η βενζυλική αλκοόλη χρησιμοποιείται σαν διηλεκτρικός διαλύτης για διηλεκτροφόρηση και την παραγωγή νανοκαλωδίων[27]

Ιατρικές εφαρμογές

Η βενζυλική αλκοόλη χρησιμοποιείται ως βακτηριοστατικό πρόσθετο σε μικρές συγκεντρώσεις. Οξειδώνεται ταχύτατα προς το αντισηπτικό βενζοϊκό οξύ. Μεταβολίζεται στο ήπαρ σε ιππουρικό οξύ και αποβάλλεται με τα ούρα. Ωστόσο χρειάζεται προσοχή στη δοσολογία, γιατί σε υψηλές συγκεντρώσεις προκαλεί τοξικές επιδράσεις και παρενέργειες, όπως υπόταση και παράλυση. Ειδικότερα ευαίσθητα είναι τα νεογέννητα βρέφη, επειδή το ήπαρ τους δεν είναι, ακόμη, το ίδιο αποτελεσματικό στο να μεταβολίζει τη βενζυλική αλκοόλη, όπως το αντίστοιχο των ενηλίκων. Γι' αυτό τα φαρμακευτικά σκευάσματα που περιέχουν βενζυλική αλκοόλη σημειώνουν τη μη παροχή τους σε νεογνά στις αντενδείξεις τους[28]. Η με μέτρο χρήση της βενζυλικής αλκοόλης σε τρόφιμα έχει εγκριθέί από την FDA[29] για κατανάλωσή τους από ανθρώπους άνω των έξι (6) μηνών.

Άλλες χρήσεις

Η βενζυλική αλκοόλη έχει περίπου τον ίδιο δείκτη διάθλασης με το χαλαζία και το μάλλινο ύφασμα. Έτσι, αν ένα κομμάτι καθαρού χαλαζία βυθιστεί σε βενζυλική αλκοόλη γίνεται σχεδόν αόρατο. Επομένως, η βενζυλική αλκοόλη αποτελεί ένα τεστ για τη διάκριση πραγματικού χαλαζία από απομιμήσεις. Το ίδιο ισχύει για ένα λευκό μάλλινο ύφασμα: Αν βυθιστεί σε βενζυλική αλκοόλη γίνεται σχεδόν αόρατο, εμφανίζοντας έτσι τυχόν προσμείξεις.

Αναφορές και παρατηρήσεις

  1. Δείτε τις εναλλακτικές ονομασίες στον παρακείμενο πίνακα πληροφοριών χημικής ένωσης.
  2. Να μην συγχέεται με το Bz, που χρησιμοποιείται για τη βενζοϋλομάδα (PhCO-), οπότε και το BnOH, που παριστάνει τη βενζυλική αλκοόλη να μη συγχέεται με το BzOH, που παριστάνει το βενζοϊκό οξύ.
  3. Η παρουσία του υδροξυλίου απευθείας πάνω στον αρωματικό δακτύλιο αλλάζει σημαντικά πολλές ιδιότητες και επιβάλλει ιδιαίτερη κατηγοριοποίηαη.
  4. Merck Index, 11th Edition, 1138
  5. Πρότυπο:Cite book
  6. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.
  7. Δεσμός 6 κέντρων και 6 ηλεκτρονίων
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 197, §8.2.3.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 197, §8.2.1.
  10. 10,0 10,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 197, §8.2.2.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 221, §9.6.4.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 198, §8.2.5.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 198, §8.2.6.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 198, §8.2.8.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 199, §8.4.1.
  16. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 199, §8.4.2. και §8.4.3.
  17. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 199, §8.4.4.
  18. Furuta, Kyoji; Gao, Qing-Zhi; Yamamoto, Hisashi (1995), "Chiral (Acyloxy)borane Complex-Catalyzed Asymmetric Diels-Alder Reaction: (1R)-1,3,4-Trimethyl-3-Cyclohexene-1-Carboxaldehyde", Org. Synth. 72: 86; Coll. Vol. 9: 722.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 199, §8.4.5.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 200, §8.4.6α.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 200, §8.4.6β.
  22. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ.174-192, κεφάλαιο 11.
  23. 23,0 23,1 23,2 23,3 23,4 23,5 23,6 23,7 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.1.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.2.
  25. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 360, §16.5.5.
  26. Πρότυπο:Cite web
  27. Πρότυπο:Cite journal
  28. Πρότυπο:Cite journal
  29. Food and Drug Administration (United States)

Πηγές

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982

Πρότυπο:Αλκοόλες Πρότυπο:Authority control