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Benzofenona

La benzofenona es el compuesto orgánico de fórmula (C 6 H 5 ) 2 CO, generalmente abreviado Ph 2 CO. Es un sólido blanco soluble en solventes orgánicos. La benzofenona es un componente básico ampliamente utilizado en la química orgánica, siendo la diarilcetona original.

Usos

La benzofenona se puede utilizar como fotoiniciador en aplicaciones de curado UV (ultravioleta) [4] , como tintas, imágenes y recubrimientos transparentes en la industria de la impresión . La benzofenona evita que la luz ultravioleta ( UV ) dañe los aromas y colores de productos como perfumes y jabones.

La benzofenona también se puede agregar a los envases de plástico como bloqueador de rayos UV para evitar la fotodegradación de los polímeros del envase o su contenido. Su uso permite a los fabricantes envasar el producto en vidrio o plástico transparente (como una botella de agua PETE ). [5] Sin él, se requeriría un embalaje opaco u oscuro.

En aplicaciones biológicas, las benzofenonas se han utilizado ampliamente como sondas fotofísicas para identificar y mapear interacciones péptido-proteína. [6]

La benzofenona se utiliza como aditivo en aromas o perfumes para obtener "notas dulces, amaderadas y parecidas al geranio". [7]

Síntesis

La benzofenona se produce mediante la oxidación de difenilmetano con aire catalizada por cobre. [8]

Una ruta de laboratorio implica la reacción del benceno con tetracloruro de carbono seguida de la hidrólisis del difenildiclorometano resultante . [9] También se puede preparar mediante acilación de Friedel-Crafts de benceno con cloruro de benzoílo en presencia de un catalizador de ácido de Lewis (por ejemplo, cloruro de aluminio ): dado que el cloruro de benzoílo puede producirse mediante la reacción de benceno con fosgeno, se llevó a cabo la primera síntesis. directamente de esos materiales. [10]

Otra ruta de síntesis es a través de un catalizador de paladio (II)/oxometalato. Esto convierte un alcohol en una cetona con dos grupos en cada lado. [11]

Otra reacción menos conocida para producir benzofenona es la pirólisis del benzoato de calcio anhidro. [12]

Química Orgánica

La benzofenona es un fotosensibilizador común en fotoquímica . Pasa del estado S 1 al estado triplete con un rendimiento cercano al 100 %. El diradical resultante extraerá un átomo de hidrógeno de un donante de hidrógeno adecuado para formar un radical cetilo .

Anión radical benzofenona

Adición de una solución de benzofenona en THF a un vial que contiene THF, sodio metálico y una barra agitadora, lo que produce el radical aniónico de benzofenona de color azul intenso. Velocidad de reproducción 4x de la grabación original. Observe que la barra agitadora no está recubierta de teflón, lo que sería atacado por el cetilo.
Un recipiente de disolvente que contiene una solución de éter dibutílico de cetilo de benzofenona sódica, que le da su color púrpura.

Los metales alcalinos reducen la benzofenona al anión radical de color azul intenso , difenilcetilo: [13]

M + Ph 2 CO → M + Ph 2 CO •−

Generalmente se utiliza sodio como metal alcalino. El cetilo de benzofenona de sodio se utiliza en la purificación de disolventes orgánicos, particularmente éteres, porque reacciona con agua y oxígeno para dar productos no volátiles. [14] [15] Los adsorbentes como la alúmina, el gel de sílice y especialmente los tamices moleculares son superiores y mucho más seguros. [16] El método de la benzofenona de sodio es común ya que da una indicación visual de que el agua, el oxígeno y los peróxidos están ausentes en el solvente. La purificación a gran escala puede ser más económica utilizando dispositivos que utilicen adsorbentes tales como la alúmina o los tamices moleculares antes mencionados. [17] El cetilo es soluble en el disolvente orgánico que se seca, lo que conduce a una purificación más rápida. En comparación, el sodio es insoluble y su reacción heterogénea es mucho más lenta. Cuando hay exceso de metal alcalino, puede ocurrir una segunda reducción, lo que resulta en una transformación del color de azul intenso a púrpura: [13]

M + M + Ph 2 CO •− → (M + ) 2 (Ph 2 CO) 2−

Derivados y análogos comercialmente significativos

Existen más de 300 benzofenonas naturales, con gran diversidad estructural y actividades biológicas. Están siendo investigados como fuentes potenciales de nuevos medicamentos. [18] Las benzofenonas sustituidas, como la oxibenzona y la dioxibenzona , se utilizan en muchos protectores solares . Se ha criticado el uso de derivados de benzofenona que estructuralmente se parecen a un potente fotosensibilizador (ver controversia sobre los protectores solares ).

La cetona de Michler tiene sustituyentes dimetilamino en cada posición para . El polímero PEEK de alta resistencia se prepara a partir de derivados de benzofenona.

La 2-amino-5-clorobenzofenona se utiliza en la síntesis de benzodiazepinas . [19]

Seguridad

Se considera "esencialmente no tóxico". [8] Sin embargo, la benzofenona está prohibida como aditivo alimentario por la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU ., a pesar de la postura continua de la FDA de que esta sustancia química no representa un riesgo para la salud pública en las condiciones de su uso previsto. [20] [21] Se sabe que los derivados de benzofenona son farmacológicamente activos. Desde el punto de vista de la química molecular, se ha demostrado experimentalmente la interacción de la benzofenona con el ADN-B. [22] La interacción con el ADN y la sucesiva transferencia de energía fotoinducida están en la base de la actividad de la benzofenona como fotosensibilizador del ADN y pueden explicar parte de sus potencialidades terapéuticas.

En 2014, las benzofenonas fueron nombradas Alérgeno de Contacto del Año por la Sociedad Estadounidense de Dermatitis de Contacto. [23]

La benzofenona es un disruptor endocrino capaz de unirse al receptor X de pregnano . [24]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab "Asunto frontal". Nomenclatura de química orgánica: recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: Real Sociedad de Química . 2014. págs. 723–724, 726. doi :10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ Índice abcdefg Merck (11ª ed.). pag. 1108.
  3. ^ Azizian, Saeid; Haydarpour, Afshin (noviembre de 2003). "Solubilidad de benzofenona en mezclas de disolventes de alcano binario + tetracloruro de carbono". Revista de datos de ingeniería y química . 48 (6): 1476-1478. doi :10.1021/je0340497.
  4. ^ Carroll, GT; Turro, Nueva Jersey; Koberstein, JT (2010). "Deshumectación de patrones en películas finas de polímero mediante fotoentrecruzamiento dirigido espacialmente". Revista de ciencia de interfaces y coloides . 351 (2): 556–560. Código Bib : 2010JCIS..351..556C. doi :10.1016/j.jcis.2010.07.070. PMID  20728089.
  5. ^ Dornath, Paul John (2010). "Análisis de la lixiviación química de botellas de plástico de consumo común en condiciones de alto estrés" (PDF) . pag. 32. Archivado desde el original (PDF) el 26 de febrero de 2015 . Consultado el 26 de febrero de 2015 .
  6. ^ Dorman, György; Prestwich, Glenn D. (1 de mayo de 1994). "Fotóforos de benzofenona en bioquímica". Bioquímica . 33 (19): 5661–5673. doi :10.1021/bi00185a001. PMID  8180191.
  7. ^ Arctander, Steffen. Productos químicos para perfumes y aromas: (productos químicos aromáticos) .
  8. ^ ab Siegel, Hardo; Eggersdorfer, Manfred. "Cetonas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a15_077. ISBN 978-3527306732.
  9. ^ Marvel, CS; Sperry, WM (1941). "Benzofenona". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 95.
  10. ^ "Síntesis de ácido benzoico y benzofenona". Revista de la Sociedad Química, Resúmenes . 34 : 69–70. 1878.doi : 10.1039 /CA8783400019 .
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  12. ^ Lee, CC (1953). "El mecanismo de la pirólisis cetónica de carboxilatos de calcio". La Revista de Química Orgánica . 18 (9): 1079–1086. doi :10.1021/jo50015a003.
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  22. ^ Consuelo Cuquerella, M.; Lhiaubet-Vallet, V.; Cadete, J.; Miranda, MA (2012). "Daño al ADN fotosensibilizado por benzofenona". Acc. Química. Res . 45 (9): 1558-1570. doi :10.1021/ar300054e. PMID  22698517.
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  24. ^ Mikamo, Eriko; Harada, Shingo; Nishikawa, Jun-Ichi; Nishihara, Tsutomu (2003). "Los disruptores endocrinos inducen el citocromo P450 al afectar la regulación transcripcional a través del receptor X de pregnano". Toxicología y Farmacología Aplicada . 193 (1): 66–72. doi :10.1016/j.taap.2003.08.001. PMID  14613717.