El bifenilo (también conocido como difenilo , fenilbenceno , 1,1′-bifenilo , limoneno [4] o BP ) es un compuesto orgánico que forma cristales incoloros. Particularmente en la literatura más antigua, los compuestos que contienen el grupo funcional que consiste en bifenilo menos un hidrógeno (el sitio en el que está unido) pueden usar los prefijos xenilo o difenililo . [5]
Tiene un olor agradable y característico. El bifenilo es un hidrocarburo aromático con una fórmula molecular (C 6 H 5 ) 2 . Es conocido como material de partida para la producción de bifenilos policlorados (PCB), que en su día se utilizaban ampliamente como fluidos dieléctricos y agentes de transferencia de calor .
El bifenilo también es un intermediario para la producción de una serie de otros compuestos orgánicos como emulsionantes , abrillantadores ópticos , productos fitosanitarios y plásticos . El bifenilo es insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicos típicos. La molécula de bifenilo consta de dos anillos de fenilo conectados .
El bifenilo es un sólido a temperatura ambiente, con un punto de fusión de 69,2 °C (156,6 °F). En la fase gaseosa, la molécula existe en dos formas enantiomórficas retorcidas con un ángulo entre los planos de los dos anillos de 44,4°. En el sólido a temperatura ambiente, el bifenilo es cristalino con el grupo espacial P2 1 /c, que no permite cristales quirales . En lugar de que haya un potencial de doble pozo que implique las dos conformaciones retorcidas, la energía potencial se minimiza en torsión cero. [6] [7]
El bifenilo se encuentra de forma natural en el alquitrán de hulla , el petróleo crudo y el gas natural y se puede aislar de estas fuentes mediante destilación . [8] Se produce industrialmente como un subproducto de la desalquilación del tolueno para producir metano :
La otra ruta principal es la deshidrogenación oxidativa del benceno :
Anualmente se producen 40.000.000 kg por estas rutas. [9]
En el laboratorio, el bifenilo también se puede sintetizar tratando el bromuro de fenilmagnesio con sales de cobre (II).
También se puede preparar utilizando sales de diazonio . Cuando se trata la anilina con NaNO 2 + HCl diluido a 5 °C, se obtiene cloruro de diazonio-benceno. Cuando este reacciona con benceno, se forma bifenilo. Esto se conoce como reacción de Gomberg-Bachmann .
Al carecer de grupos funcionales, el bifenilo es poco reactivo, lo que explica su principal aplicación: en una mezcla eutéctica con éter difenílico , como agente de transferencia de calor. Esta mezcla es estable a 400 °C. [9]
El bifenilo sufre una sulfonación que, seguida de una hidrólisis básica, produce p -hidroxibifenilo y p , p' -dihidroxibifenilo, que son fungicidas útiles. En otras reacciones de sustitución , sufre una halogenación. Los bifenilos policlorados fueron en su día pesticidas populares. [9]
El bifenilo de litio contiene el anión radical , que es altamente reductor (-3,1 V frente a Fc +/0 ). Se han caracterizado varios solvatos de sales de metales alcalinos del anión bifenilo mediante cristalografía de rayos X. [10] Estas sales, normalmente preparadas in situ, son agentes reductores versátiles. [11] El bifenilo de litio ofrece algunas ventajas en relación con el nafteno de litio relacionado . [12] Relacionado con Li/bifenilo está el derivado con grupos terc -butilo en el bifenilo. [13]
La rotación alrededor del enlace simple en el bifenilo, y especialmente en sus derivados orto-sustituidos , está impedida estéricamente . Por esta razón, algunos bifenilos sustituidos muestran atropisomería ; es decir, los isómeros individuales C2-simétricos son ópticamente estables . Algunos derivados, así como moléculas relacionadas como BINAP , encuentran aplicación como ligandos en la síntesis asimétrica . En el caso del bifenilo no sustituido, el ángulo de torsión de equilibrio es de 44,4° y las barreras de torsión son bastante pequeñas, 6,0 kJ/mol a 0° y 6,5 kJ/mol a 90°. [14] La adición de sustituyentes orto aumenta en gran medida la barrera: en el caso del derivado 2,2'-dimetil, la barrera es de 17,4 kcal/mol (72,8 kJ/mol). [15]
Los bifenilos sustituidos tienen muchos usos. Se preparan mediante varias reacciones de acoplamiento, incluidas la reacción de Suzuki-Miyaura y la reacción de Ullmann . Los bifenilos policlorados se usaban alguna vez como fluidos refrigerantes y aislantes y los bifenilos polibromados son retardantes de llama . El motivo bifenilo también aparece en medicamentos como diflunisal y telmisartán . La abreviatura E7 representa una mezcla de cristal líquido que consta de varios cianobifenilos con largas colas alifáticas que se utilizan comercialmente en pantallas de cristal líquido ( 5CB , 7CB, 8OCB y 5CT [16] ). Una variedad de derivados de bencidina se utilizan en tintes y polímeros. La investigación sobre candidatos a cristales líquidos de bifenilo se centra principalmente en moléculas con cabezas altamente polares (por ejemplo, grupos ciano o haluro) y colas alifáticas. Es parte del grupo activo en el antibiótico oritavancina .
El bifenilo impide el crecimiento de mohos y hongos , por lo que se utiliza como conservante ( E230 , en combinación con E231, E232 y E233), en particular en la conservación de frutas cítricas durante el transporte. Ya no está aprobado como aditivo alimentario en la Unión Europea.
El bifenilo es levemente tóxico, pero puede degradarse biológicamente mediante su conversión en compuestos no tóxicos. Algunas bacterias son capaces de hidroxilar el bifenilo y sus bifenilos policlorados (PCB). [17]
![{\displaystyle {\ce {Ph-NH2->[{\text{NaNO}}_{2}{\text{(ac), HCl}}][T{\text{=273-278K}}]Ph-N2+->[{\text{Ph-H, Δ}}]Ph-Ph}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e967b1efa92a4e8fedb8b83b1bae2c4666216da4)