Mezytylen - Mesitylene

Mezytylen
Mezytylen
Mezytylen
Nazwy
Preferowana nazwa IUPAC
1,3,5-trimetylobenzen
Inne nazwy
Mezytylen
sym -Trimetylobenzen
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CZEBI
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100,003,278 Edytuj to na Wikidata
Numer WE
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
Numer ONZ 2325
  • InChI=1S/C9H12/c1-7-4-8(2)6-9(3)5-7/h4-6H,1-3H3 sprawdzaćTak
    Klucz: AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N sprawdzaćTak
  • InChI=1/C9H12/c1-7-4-8(2)6-9(3)5-7/h4-6H,1-3H3
    Klucz: AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYAK
  • CC1cc(cc(c1)C)C
Nieruchomości
C 9 H 12
Masa cząsteczkowa 120,19 g/mol
Wygląd zewnętrzny Klarowna, bezbarwna ciecz
Zapach Charakterystyczny, aromatyczny
Gęstość 0,8637 g / cm 3 w temperaturze 20 ° C
Temperatura topnienia -44,8 ° C (-48,6 ° F; 228,3 K)
Temperatura wrzenia 164,7 ° C (328,5 ° F; 437,8 K)
0,002% (20°C)
Ciśnienie pary 2 mmHg (20°C)
-92,32·10 -6 cm 3 /mol
Struktura
0,047 D
Zagrożenia
Arkusz danych dotyczących bezpieczeństwa [1]
Temperatura zapłonu 50°C; 122 ° F; 323 tys
NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA):
PEL (dopuszczalne)
 Żaden
REL (zalecane)
 TWA 25 ppm (125 mg/m 3 )
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
 NS
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
sprawdzaćTak zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Mezytylen lub 1,3,5-trimetylobenzen jest pochodną benzenu z trzema podstawnikami metylowymi ułożonymi symetrycznie wokół pierścienia. Pozostałe dwa izomeryczne trimetylobenzeny to 1,2,4-trimetylobenzen (pseudocumen) i 1,2,3-trimetylobenzen (hemimelliten). Wszystkie trzy związki mają wzór C 6 H 3 (CH 3 ) 3 , który jest ogólnie znany pod nazwą C 6 H 3 Me 3 . Mezytylen to bezbarwna ciecz o słodkim aromatycznym zapachu. Jest składnikiem smoły węglowej , która jest jej tradycyjnym źródłem. Jest prekursorem różnorodnych chemikaliów wysokowartościowych . Mezytylu grupę (MES) oznacza podstawnik o wzorze C 6 H 2 Me 3 i znajduje się w różnych innych związków.

Przygotowanie

Mezytylen wytwarza się przez zrównoważenie ksylenu (lub jego proste alkilowanie metylem ) nad stałym katalizatorem kwasowym :

2  C 6 H 4 (CH 3 ) 2   ⇌ C 6 H 3 (CH 3 ) 3   +   C 6 H 5 CH 3
C 6 H 4 (CH 3 ) 2   + CH 3 OH → C 6 H 3 (CH 3 ) 3   + H 2 O

Trimeryzacji z acetonu przez kondensacji aldolowej , która jest katalizowana i odwodnionego przez kwasu siarkowego otrzymuje się mieszaniny 1,3,5- i 1,2,4-trimetylobenzenów.

Reakcje

Utlenianie mezytylen z kwasu azotowego , otrzymuje się kwas trimezynowy , C 6 H 3 (COOH), +3 . Za pomocą dwutlenku manganu , łagodniejszy środek utleniający , 3,5-dimetylo benzaldehydu powstaje. Mezytylen jest utleniany kwasem trifluoronadoctowym z wytworzeniem mesitolu (2,4,6-trimetylofenolu).

Aplikacje

Mezytylen jest stosowany głównie jako prekursor 2,4,6-trimetyloaniliny , prekursora barwników. Ta pochodna jest wytwarzana przez selektywne mononitrowanie mezytylenu, unikając utleniania grup metylowych.

Dodatek i składnik niektórych mieszanek avgas (benzyny lotniczej).

Zastosowania niszowe

Struktura trikarbonylu (mezytyleno)molibdenu, [(η 6 -C 6 H 3 Me 3 )Mo(CO) 3 ]

Mezytylen jest używany w laboratorium jako specjalistyczny rozpuszczalnik. Może również działać jako ligand w chemii metaloorganicznej , czego przykładem jest kompleks organomolibdenu [( η 6 -C 6 H 3 Me 3 )Mo(CO) 3 ]. który można otrzymać z heksakarbonylu molibdenu .

W przemyśle elektronicznym mezytylen był używany jako wywoływacz dla silikonów fotowzorowalnych ze względu na jego właściwości rozpuszczalnikowe.

Trzy aromatyczne atomy wodoru mezytylenu znajdują się w identycznych środowiskach przesunięcia chemicznego. W związku z tym, że tylko daje pojedynczy pik w pobliżu 6,8 ppm w 1 H NMR widma; to samo odnosi się również do dziewięciu protonów metylowych , które dają singlet bliski 2,3 ppm. Z tego powodu mezytylen jest czasami używany jako wzorzec wewnętrzny w próbkach NMR, które zawierają aromatyczne protony.

Kwas uwitowy otrzymywany jest przez utlenienie mezytylenu lub kondensację kwasu pirogronowego z wodą barytową .

Reakcji Gattermann można uprościć przez zastąpienie HCN / AlCl 3 połączenie z cyjankiem cynku (Zn (CN) 2 ). Chociaż jest wysoce toksyczny, Zn(CN) 2 jest ciałem stałym, dzięki czemu praca z nim jest bezpieczniejsza niż gazowy cyjanowodór (HCN). Zn(CN) 2 reaguje z HCl tworząc kluczowy reagent HCN i Zn(CN) 2, który służy jako katalizator kwasu Lewisa in situ . Przykładem metody Zn(CN) 2 jest synteza mezytaldehydu z mezytylenu.

Historia

Mezytylen został po raz pierwszy przygotowany w 1837 roku przez Roberta Kane'a , irlandzkiego chemika, przez ogrzewanie acetonu ze stężonym kwasem siarkowym. Nazwał swoją nową substancję „mezytylenem”, ponieważ niemiecki chemik Carl Reichenbach nazwał aceton „mesytem” (od greckiego μεσίτης, mediator), a Kane wierzył, że jego reakcja spowodowała odwodnienie mezytu, przekształcając go w alken „mezytylen”. Jednak określenie przez Kane'a składu chemicznego („wzór empiryczny”) mezytylenu było błędne. Prawidłowy wzór empiryczny dostarczył August W. von Hofmann w 1849 roku. W 1866 Adolf von Baeyer wykazał, że struktura mezytylenu była zgodna ze strukturą 1,3,5-trimetylobenzenu; jednak rozstrzygający dowód, że mezytylen był identyczny z 1,3,5-trimetylobenzenem, dostarczył Albert Ladenburg w 1874 roku.

Grupa mezytylowa

Grupa (CH 3 ) 3 C 6 H 2 - nazywana jest mezytylem (symbol grupy organicznej: Mes). Pochodne mezytylu np tetramesityldiiron , są zazwyczaj wytwarzane z odczynnikiem Grignarda (CH 3 ) 3 C 6 H 2 MgBr. Ze względu na duże zapotrzebowanie przestrzenne, grupa mezytylowa jest wykorzystywana jako duża grupa blokująca w katalizie asymetrycznej (w celu zwiększenia diastereo- lub enancjoselektywności) i chemii metaloorganicznej (w celu stabilizacji niskiego stopnia utlenienia lub centrów metali o niskiej liczbie koordynacyjnej). Większe analogi o jeszcze większym zapotrzebowaniu przestrzennym, na przykład 2,6-diizopropylofenyl (Dipp) i analogicznie nazwane Tripp (( i Pr) 3 C 6 H 2 , Is) i supermezytyl (( t Bu) 3 C 6 H 2 , Mes *) grupy, mogą być jeszcze skuteczniejsze w osiąganiu tych celów.

Bezpieczeństwo i środowisko

Mezytylen jest również głównym miejskim lotnym związkiem organicznym (LZO), który powstaje w wyniku spalania . Odgrywa znaczącą rolę w tworzeniu aerozolu i ozonu troposferycznego oraz innych reakcjach w chemii atmosfery .

Bibliografia

  1. ^ B Nomenclature of Organie Chemistry: zaleceń i preferowana IUPAC 2013 Names (Blue Book) . Cambridge: Królewskie Towarzystwo Chemiczne . 2014. s. 139. doi : 10.1039/9781849733069-FP001 . Numer ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ a b c d e f g h Kieszonkowy przewodnik po zagrożeniach chemicznych NIOSH. „#0639” . Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH).
  3. ^ Zhao, czerwiec; Zhang, Renyi (2004). „Stałe szybkości reakcji przeniesienia protonu między jonem hydroniowym (H 3 O + ) a lotnymi związkami organicznymi”. Środowisko atmosferyczne . 38 (14): 2177–2185. Kod Bib : 2004AtmEn..38.2177Z . doi : 10.1016/j.atmosenv.2004.01.019 .
  4. ^ B Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut HOKE „węglowodorów” w Ullmann Encyklopedii Chemii Przemysłowej 2002 Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002/14356007.a13_227 .
  5. ^ Cumming, WM (1937). Chemia organiczna systematyczna (3E) . Nowy Jork, USA: D. Van Nostrand Company. P. 57.
  6. ^ Komory, Richard D. (2004). „Funkcjonalne związki zawierające tlen, siarkę lub azot i ich pochodne” . Fluor w chemii organicznej . CRC Naciśnij . s. 242-243. Numer ISBN 9780849317903.
  7. ^ Gerald Booth (2007). „Związki nitro, aromatyczne”. Encyklopedia Chemii Przemysłowej Ullmanna . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_411 . Numer ISBN 978-3527306732.
  8. ^ Girolami, GS; Rauchfuss, TB i Angelici, RJ, Synteza i technika w chemii nieorganicznej , University Science Books: Mill Valley, CA, 1999. ISBN  0-93570248-2 .
  9. ^ „Mezytylen (1,3,5-trimetylobenzen)” .
  10. ^ „Definicja kwasu uwitowego” . merriam-webster.com . Źródło 31 października 2016 .
  11. ^ Adams R .; Levine, I. (1923). „Uproszczenie syntezy Gattermann hydroksyaldehydów”. J. Am. Chem. Soc. 45 (10): 2373–77. doi : 10.1021/ja01663a020 .
  12. ^ Adams Roger (1957). Reakcje organiczne, tom 9 . Nowy Jork: John Wiley & Sons, Inc. str. 38 i 53-54. doi : 10.1002/0471264180.lub009.02 . Numer ISBN 9780471007265.
  13. ^ Fuson, RC; Horning, WE; Rowland, SP; Oddział, ML (1955). „Mezytaldehyd”. Syntezy organiczne . doi : 10.15227/orgsyn.023.0057 .; Tom zbiorowy , 3 , s. 549
  14. ^ Robert Kane (1839) "Na serii kombinacji pochodzących od spirytusu pirooctowego [acetonu]" Transakcje Królewskiej Akademii Irlandzkiej , tom. 18, strony 99–125.
  15. ^ Badania Reichenbacha zaczerpnięto z: C. Reichenbach (1834) „Ueber Mesit (Essiggeist) und Holzgeist” (O mesit (spirytusie octu) i spirytusach drzewnych), Annalen der Pharmacie , tom. 10, nie. 3, strony 298–314.
  16. ^ Dla wyjaśnienia oryginału nazwy „mezytylen”, patrz także: Henry E. Roscoe, A Treatise on Chemistry (New York, New York: D. Appleton and Co., 1889), tom. III, s. 102 , przypis 2.
  17. ^ AW Hofmann (1849) „O składzie mezytylolu [mezitylenu] i niektórych jego pochodnych”, The Quarterly Journal of the Chemical Society of London , tom. 2, strony 104–115 . (Uwaga: empiryczna formuła mezytylenu podana w pracy Hofmanna ( C 18 H 12 ) jest niepoprawna; jednak stało się tak, ponieważ Hofmann użył 6 jako masy atomowej węgla, zamiast prawidłowej masy atomowej 12. waga jest używana w obliczeniach Hofmanna, jego wyniki dają poprawny wzór empiryczny C 9 H 12 .)
  18. ^ Adolf von Baeyer (1866) „Ueber die Condensationsproducte des Acetons” (O produktach kondensacji acetonu), Annalen der Chemie und Pharmacie , tom. 140, s. 297–306.
  19. ^ Albert Ladenburg (1874) "Ueber das Mesitylen" (O mezytylenie), Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft , tom. 7, strony 1133–1137. doi : 10.1002/cber.18740070261