Бифенил (также известный как дифенил , фенилбензол , 1,1′-бифенил , лимонен [4] или BP ) — органическое соединение , образующее бесцветные кристаллы. В частности, в старой литературе соединения, содержащие функциональную группу , состоящую из бифенила без одного водорода (место, 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 соединенных фенильных колец .
Бифенил является твердым веществом при комнатной температуре с температурой плавления 69,2 °C (156,6 °F). В газовой фазе молекула существует в двух энантиоморфных скрученных 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 допускает хиральных кристаллов. Вместо того, чтобы иметь двухъямный потенциал, влекущий 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] Он производится в промышленности как побочный продукт деалкилирования толуола для получения метана :
Другой основной путь — окислительное дегидрирование бензола :
Ежегодно этими путями производится 40 000 000 кг. [9]
В лабораторных условиях бифенил можно также синтезировать путем обработки фенилмагнийбромида солями меди(II).
Его также можно приготовить с использованием солей диазония . При обработке анилина NaNO 2 + разбавленная HCl при 5°C получается бензолдиазонийхлорид. При дальнейшей реакции с бензолом образуется бифенил. Это известно как реакция Гомберга-Бахмана .
Не имея функциональных групп, бифенил довольно нереактивен, что является основой его основного применения: в эвтектической смеси с дифениловым эфиром , в качестве теплоносителя. Эта смесь стабильна до 400 °C. [9]
Бифенил подвергается сульфированию , которое, вслед за гидролизом основания, производит p -гидроксибифенил и p , p′ -дигидроксибифенил, которые являются полезными фунгицидами. В других реакциях замещения он подвергается галогенированию. Полихлорированные бифенилы когда-то были популярными пестицидами. [9]
Бифенил лития содержит радикальный анион , который является высоковосстанавливающим (-3,1 В против Fc +/0 ). Несколько сольватов солей щелочных металлов бифенил-аниона были охарактеризованы с помощью рентгеновской кристаллографии . [10] Эти соли, обычно получаемые in situ, являются универсальными восстановителями. [11] Бифенил лития имеет некоторые преимущества по сравнению с родственным нафтеном лития . [12] Родственным Li/бифенилу является производное с трет -бутильными группами на бифениле. [13]
Вращение вокруг одинарной связи в бифениле, и особенно 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 довольно 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 бифенилы имеют множество применений. Их получают различными реакциями сочетания, включая реакцию Сузуки-Мияуры и реакцию Ульмана . Полихлорированные бифенилы когда-то использовались в качестве охлаждающих и изолирующих жидкостей, а полибромированные бифенилы являются антипиренами . Мотив бифенила также встречается в таких препаратах, как дифлунисал 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 роль жидких кристаллов бифенила в основном сосредоточены на молекулах с высокополярными головками (например, циано- или галогенидными группами) и алифатическими хвостами. Он является частью активной группы в антибиотике оритаванцине .
Бифенил предотвращает рост плесени и грибков , поэтому используется в качестве консерванта ( E230 в сочетании с E231, E232 и E233), особенно для сохранения цитрусовых во время транспортировки. Он больше не одобрен в качестве пищевой добавки в Европейском Союзе.
Бифенил умеренно токсичен, но может быть биологически разложен путем преобразования в нетоксичные соединения. Некоторые бактерии способны гидроксилировать бифенил и его полихлорированные бифенилы (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)