- Chemische structuur
- Toepassingen
- Voorbereiding
- Thermische deaminering van aniline
- Reactie met fenothiazine
- Eigendommen
- Oplosbaarheid en basiciteit
- Referenties
Het difenylamine is een organische verbinding met de chemische formule (C 6 H 5 ) 2 NH. De naam zelf geeft aan dat het een amine is, en de formule (-NH 2 ) maakt het duidelijk. Aan de andere kant verwijst de term "difenyl" naar de aanwezigheid van twee aromatische ringen die aan stikstof zijn gekoppeld. Bijgevolg is difenylamine een aromatisch amine.
Binnen de wereld van organische verbindingen is het woord aromatisch niet noodzakelijkerwijs gerelateerd aan het bestaan van zijn geuren, maar aan kenmerken die zijn chemische gedrag tegen bepaalde soorten bepalen.
In het geval van difenylamine vallen de aromaticiteit ervan samen met het feit dat de vaste stof een onderscheidend aroma heeft. De basis of de mechanismen die de chemische reacties beheersen, kunnen echter worden verklaard door het aromatische karakter, maar niet door het aangename aroma.
De chemische structuur, basiciteit, aromaticiteit en intermoleculaire interacties zijn de variabelen die verantwoordelijk zijn voor de eigenschappen: van de kleur van de kristallen tot de toepasbaarheid als antioxidant.
Chemische structuur
In de bovenste afbeeldingen zijn de chemische structuren van difenylamine weergegeven. De zwarte bollen komen overeen met de koolstofatomen, de witte bollen met de waterstofatomen en de blauwe met het stikstofatoom.
Het verschil tussen beide afbeeldingen is het model van hoe ze het molecuul grafisch weergeven. De onderste benadrukt de aromaticiteit van de ringen met de zwarte stippellijnen en evenzo is de platte geometrie van deze ringen duidelijk.
Geen van beide afbeeldingen toont het eenzame paar niet-gedeelde elektronen op het stikstofatoom. Deze elektronen "dwalen" door het geconjugeerde π-systeem van de dubbele bindingen in de ringen. Dit systeem vormt een soort circulerende wolk die intermoleculaire interacties mogelijk maakt; dat wil zeggen met andere ringen van een ander molecuul.
Dit betekent dat het niet-gedeelde stikstofpaar door beide ringen loopt, zijn elektronendichtheid er gelijkmatig in verdeelt, en dan terugkeren naar de stikstof om de cyclus opnieuw te herhalen.
In dit proces neemt de beschikbaarheid van deze elektronen af, wat resulteert in een afname van de basiciteit van difenylamine (de neiging om elektronen te doneren als een Lewis-base).
Toepassingen
Difenylamine is een oxidatiemiddel dat een reeks functies kan vervullen, waaronder de volgende:
- Tijdens opslag ondergaan appels en peren een fysiologisch proces genaamd scald, gerelateerd aan de productie van geconjugeerd trieen, wat leidt tot schade aan de schil van fruit. De werking van difenylamine maakt het mogelijk om de bewaartermijn te verlengen, waardoor de schade aan de vruchten wordt verminderd tot 10% van die waargenomen bij afwezigheid.
- Door oxidatie tegen te gaan, verlengen difenylamine en zijn derivaten de werking van motoren door indikking van afgewerkte olie te voorkomen.
- Difenylamine wordt gebruikt om de werking van ozon bij de productie van rubber te beperken.
- Difenylamine wordt in de analytische chemie gebruikt voor de detectie van nitraten (NO 3 - ), chloraten (ClO 3 - ) en andere oxidatiemiddelen.
- Het is een indicator die wordt gebruikt bij screeningstests voor nitraatvergiftiging.
- Wanneer RNA een uur wordt gehydrolyseerd, reageert het met difenylamine; dit maakt zijn kwantificering mogelijk.
- In de diergeneeskunde wordt difenylamine plaatselijk gebruikt bij de preventie en behandeling van manifestaties van schroefwormen bij landbouwhuisdieren.
- Sommige van de difenylaminederivaten behoren tot de categorie van niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen. Evenzo kunnen ze farmacologische en therapeutische effecten hebben zoals antimicrobiële, pijnstillende, anticonvulsieve en antikankeractiviteit.
Voorbereiding
Difenylamine komt van nature voor in ui, koriander, groene en zwarte theebladeren en schillen van citrusvruchten. Synthetisch zijn er veel routes die naar deze verbinding leiden, zoals:
Thermische deaminering van aniline
Het wordt bereid door thermische deaminering van aniline (C 6 H 5 NH 2 ) in aanwezigheid van oxiderende katalysatoren.
Als het aniline in deze reactie geen zuurstofatoom in zijn structuur opneemt, waarom oxideert het dan? Omdat de aromatische ring een elektronen aantrekkende groep is, in tegenstelling tot het H-atoom, dat zijn lage elektronendichtheid afstaat aan de stikstof in het molecuul.
2C 6 H 5 NH 2 => (C 5 H 5 ) 2 NH + NH 3
Ook kan aniline reageren met aniline hydrochloride zout (C 6 H 5 NH 3 + Cl - ) onder verwarmen bij 230 ° C gedurende twintig uur.
C 6 H 5 NH 2 + C 6 H 5 NH 3 + Cl - => (C 5 H 5 ) 2 NH
Reactie met fenothiazine
Difenylamine produceert verschillende derivaten in combinatie met verschillende reagentia. Een daarvan is fenothiazine, dat bij synthese met zwavel een voorloper is van derivaten met farmaceutische werking.
(C 6 H 5 ) 2 NH + 2 S => S (C 6 H 4 ) NH + H 2 S
Eigendommen
Difenylamine is een witte kristallijne vaste stof die, afhankelijk van de onzuiverheden, brons-, amber- of gele tinten kan krijgen. Het heeft een aangenaam bloemig aroma, heeft een molecuulgewicht van 169,23 g / mol en een dichtheid van 1,2 g / ml.
De moleculen van deze vaste stoffen werken samen door Van der Waals-krachten, waaronder de waterstofbruggen gevormd door stikstofatomen (NH-NH) en de opeenstapeling van aromatische ringen, hun "elektronische wolken" die op elkaar rusten. .
Omdat aromatische ringen veel ruimte innemen, belemmeren ze waterstofbruggen, zonder ook rekening te houden met de rotaties van de N-ringbindingen. Dit betekent dat de vaste stof geen erg hoog smeltpunt heeft (53 ºC).
In de vloeibare toestand staan de moleculen echter verder uit elkaar en verbetert de efficiëntie van de waterstofbruggen. Evenzo is difenylamine relatief zwaar, waardoor er veel warmte nodig is om in de gasfase te komen (302 ºC, het kookpunt). Dit komt ook gedeeltelijk door het gewicht en de interacties van de aromatische ringen.
Oplosbaarheid en basiciteit
Het is zeer onoplosbaar in water (0,03 g / 100 g water) vanwege het hydrofobe karakter van zijn aromatische ringen. In plaats daarvan is het zeer oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals benzeen, tetrachloorkoolstof (CCl 4 ), aceton, ethanol, pyridine, azijnzuur, enz.
De zuurconstante (pKa) is 0,79, wat verwijst naar de zuurgraad van het geconjugeerde zuur (C 6 H 5 NH 3 + ). Het proton dat aan de stikstof wordt toegevoegd, heeft de neiging los te laten, omdat het elektronenpaar waarmee het is verbonden door de aromatische ringen kan lopen. De hoge instabiliteit van C 6 H 5 NH 3 + weerspiegelt dus de lage basiciteit van difenylamine.
Referenties
- Gabriela Calvo. (16 april 2009). Hoe beïnvloedt difenylamine de kwaliteit van het fruit? Opgehaald op 10 april 2018, van: todoagro.com
- De Lubrizol Corporation. (2018). Difenylamine Antioxidanten. Opgehaald op 10 april 2018, van: lubrizol.com
- Arun Kumar Mishra, Arvind Kumar. (2017). Farmacologische toepassingen van difenylamine en zijn derivaat als krachtige bioactieve verbinding: een overzicht. Huidige bioactieve verbindingen, deel 13.
- PrepChem. (2015-2016). Bereiding van difenylamine. Opgehaald op 10 april 2018, van: prepchem.com
- PubChem. (2018). Difenylamine. Opgehaald op 10 april 2018, van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Wikipedia. (2018). Difenylamine. Opgehaald op 10 april 2018, van: en.wikipedia.org