Бифенил (также известный как дифенил , фенилбензол , 1,1'-бифенил , лимонен [4] или BP ) представляет собой органическое соединение , образующее бесцветные кристаллы. В частности, в более старой литературе соединения, содержащие функциональную группу , состоящую из бифенила за вычетом одного водорода (участок, к которому он присоединен), могут использовать префиксы ксенил или дифенилил . [5]
Имеет характерный приятный запах. Бифенил – ароматический углеводород с молекулярной формулой (C 6 H 5 ) 2 . Он примечателен как исходный материал для производства полихлорированных бифенилов (ПХБ), которые когда-то широко использовались в качестве диэлектрических жидкостей и теплоносителей .
Бифенил также является промежуточным продуктом для производства множества других органических соединений, таких как эмульгаторы , оптические отбеливатели , средства защиты растений и пластмассы . Бифенил нерастворим в воде, но растворим в типичных органических растворителях . Молекула бифенила состоит из двух связанных фенильных колец .
Бифенил представляет собой твердое вещество при комнатной температуре с температурой плавления 69,2 ° C (156,6 ° F). В газовой фазе молекула существует в двух энантиоморфных закрученных формах с углом между плоскостями двух колец 44,4°. В твердом состоянии при комнатной температуре бифенил является кристаллическим с пространственной группой P2 1 /c, что не позволяет образовывать хиральные кристаллы. Вместо существования двухъямного потенциала, влекущего за собой две скрученные конформации, потенциальная энергия минимизируется при нулевом скручивании. [6] [7]
Бифенил встречается в природе в каменноугольной смоле , сырой нефти и природном газе и может быть выделен из этих источников путем перегонки . [8] Его производят в промышленности как побочный продукт деалкилирования толуола с получением метана :
Другой основной путь — окислительное дегидрирование бензола :
Ежегодно по этим маршрутам производится 40 000 000 кг. [9]
В лаборатории бифенил можно также синтезировать обработкой фенилмагнийбромида солями меди(II).
Его также можно приготовить с использованием солей диазония . При обработке анилина NaNO 2 +разбавленной HCl при 5°C образуется бензолдиазонийхлорид. При дальнейшей реакции с бензолом образуется бифенил. Это известно как реакция Гомберга-Бахмана .
Не имея функциональных групп, бифенил довольно инертен, что является основой его основного применения: его использования в качестве теплоносителя в виде эвтектической смеси с дифениловым эфиром . Эта смесь стабильна до 400 °C. [9]
Бифенил подвергается сульфированию , которое с последующим гидролизом оснований дает п -гидроксибифенил и п , п' -дигидроксибифенил, которые являются полезными фунгицидами. В других реакциях замещения он подвергается галогенированию. Полихлорированные дифенилы когда-то были популярными пестицидами. [9]
Бифенил лития содержит анион-радикал , обладающий высокой восстановительной способностью (-3,1 В по сравнению с Fc +/0 ). Методом рентгеновской кристаллографии охарактеризовано несколько сольватов солей бифенила аниона щелочных металлов . [10] Эти соли, обычно получаемые на месте, являются универсальными восстановителями. [11] Бифенил лития имеет некоторые преимущества по сравнению с родственным нафтеном лития . [12] С Li/бифенилом связано производное с трет -бутильными группами на бифениле. [13]
Вращение вокруг одинарной связи в бифениле, и особенно в его орто-замещенных производных, стерически затруднено . По этой причине некоторые замещенные бифенилы демонстрируют атропоизомерию ; то есть отдельные C 2 -симметричные -изомеры оптически стабильны . Некоторые производные, а также родственные молекулы, такие как BINAP , находят применение в качестве лигандов в асимметричном синтезе . В случае незамещенного бифенила равновесный торсионный угол составляет 44,4°, а торсионные барьеры весьма малы: 6,0 кДж/моль при 0° и 6,5 кДж/моль при 90°. [14] Добавление орто-заместителей значительно увеличивает барьер: в случае 2,2'-диметилпроизводного барьер составляет 17,4 ккал/моль (72,8 кДж/моль). [15]
Замещенные дифенилы имеют множество применений. Их получают с помощью различных реакций сочетания , включая реакцию Сузуки-Мияуры и реакцию Ульмана . Полихлорированные дифенилы когда-то использовались в качестве охлаждающих и изолирующих жидкостей, а полибромированные дифенилы являются антипиренами . Бифенильный мотив также встречается в таких препаратах , как дифлунизал и телмисартан . Аббревиатура E7 обозначает жидкокристаллическую смесь, состоящую из нескольких цианобифенилов с длинными алифатическими хвостами, используемую в коммерческих целях в жидкокристаллических дисплеях ( 5CB , 7CB, 8OCB и 5CT [16] ). Различные производные бензидина используются в красителях и полимерах. Исследования кандидатов на бифенильные жидкие кристаллы в основном сосредоточены на молекулах с высокополярными головками (например, циано- или галогенидными группами) и алифатическими хвостами. Он входит в активную группу антибиотика оритаванцина .
Бифенил предотвращает рост плесени и грибков , поэтому используется в качестве консерванта ( Е230 в сочетании с Е231, Е232 и Е233), особенно при консервировании цитрусовых при транспортировке. Он больше не одобрен в качестве пищевой добавки в Европейском Союзе.
Бифенил умеренно токсичен, но может биологически разлагаться путем превращения в нетоксичные соединения. Некоторые бактерии способны гидроксилировать бифенил и его полихлорированные дифенилы (ПХБ). [17]
![{\displaystyle {\ce {Ph-NH2->[{\text{NaNO}}_{2}{\text{(водн.), HCl}}][T{\text{=273-278K}}]Ph -N2+->[{\text{Ph-H, Δ}}]Ph-Ph}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e967b1efa92a4e8fedb8b83b1bae2c4666216da4)