Fluorobenzene
| Fluorobenzene | |
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| Nome IUPAC | |
| Fluorobenzene | |
| Abbreviazioni | |
| Ph-F | |
| Nomi alternativi | |
| fluoruro di fenile, monofluorobenzene | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C6H5F |
| Massa molecolare (u) | 96,103 |
| Aspetto | liquido incolore con odore di benzene |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 207-321-7 |
| PubChem | 10008 |
| SMILES | C1=CC=C(C=C1)F |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 1,03[1] |
| Indice di rifrazione | 1,4684[2] |
| Solubilità in acqua | 1,54 g/L a 30 °C[1] |
| Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua | 3,59 |
| Temperatura di fusione | –42 °C[1] |
| Temperatura di ebollizione | 85 °C[1] |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | –150,6[2] |
| S0m(J·K−1mol−1) | 205,9[2] |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 146,4[2] |
| Proprietà tossicologiche | |
| DL50 (mg/kg) | 4400 oral rat[1] |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Punto di fiamma | –15 °C[1] |
| Simboli di rischio chimico | |
 
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| pericolo | |
| Frasi H | 225, 319 |
| Consigli P | 210, 243, 260, 305+351+338, 403 |
Il fluorobenzene, detto a volte anche fluoruro di fenile, è un composto organico di formula C6H5F, spesso abbreviato PhF.[3] È un derivato del benzene, dove uno dei sei atomi di idrogeno è stato sostituito con un atomo di fluoro. È un composto relativamente poco reattivo, utilizzato per la sintesi di farmaci, pesticidi, fungicidi e altri prodotti chimici.
Storia
Il fluorobenzene è stato sintetizzato per la prima volta nel 1883 da Emanuele Paternò e Vincenzo Oliveri.[4] Utilizzarono il metodo di Lenz per ottenere l’acido p-fluorobenzensolfonico e in un secondo tempo lo desolfonarono applicando una procedura standard di desolfonazione che prevede la salificazione dell’acido con potassa e il riscaldamento in presenza di acido cloridrico. La procedura per la sintesi del fluorobenzene fece un salto di qualità nel 1886 con Otto Wallach all'Università di Bonn.[5] La preparazione comprendeva due reazioni: prima il cloruro di benzendiazonio era convertito in un triazene per azione della piperidina; poi, il derivato piperidinico ottenuto veniva scisso con acido fluoridrico:
- [Ph−N≡N]+Cl– + 2 C5H10NH → Ph−N=N−NC5H10 + [C5H10NH2]Cl
- Ph−N=N−NC5H10 + 2 HF → Ph−F + N2 + [C5H10NH2]F
Sintesi
A livello di laboratorio la sintesi è ottenuta mediante la reazione di Schiemann. Si inizia dall'anilina che viene diazotata; aggiungendo tetrafluoroborato di sodio si precipita il tetrafluoroborato di benzendiazonio, che dà infine fluorobenzene per decomposizione termica:[6]
Industrialmente sono possibili anche altri processi, tra i quali la pirolisi di clorodifluorometano in presenza di ciclopentadiene e la fluorurazione anodica del benzene con fluoruro di tetraetilammonio in acetonitrile.[7]
Proprietà, reattività e usi
Mentre il benzene, come in generale gli idrocarburi aromatici, è endotermico, il fluorobenzene è un composto esotermico ed è quindi una molecola termodinamicamente stabile: ΔHƒ° = -150,8 kJ/mol.[8]
In condizioni ambiente si presenta come un liquido incolore e infiammabile, dall'odore aromatico simile al benzene;[9] è appena più denso dell'acqua (d = 1,024 g/mL a 20 °C) e bolle a 85 °C, poco sopra il benzene (80,1 °C).[10]
La molecola è piuttosto polare, il suo momento di dipolo è μ = 1,66 D (1,86 D per l'acqua, 0 per il benzene) e il liquido ha costante dielettrica εr = 5,55,[11] più del doppio del benzene (2,28). In acqua risulta poco solubile (0,154 g/100 g a 30 °C) per la presenza della parte benzenica che è lipofila; è però molto solubile in solventi apolari come il benzene stesso e l'etere di petrolio ma, in accordo con la presenza della parte polare della molecola (il legame C−F), è solubile in ogni rapporto in solventi di una certa polarità come l'etere (1,30 D[12]) e l'alcol etilico (1,66 D[13]).[10]
Il fluorobenzene è un composto relativamente inerte perché il legame C–F è molto forte e il sostituente fluoro è disattivante per la sostituzione elettrofila aromatica (SEAr), anche se orto/para-orientante;[14] per cui, per trattamento con bromo (in presenza di AlBr3) dà buone rese di 1-bromo-4-fluorobenzene.[15] È un buon solvente per specie altamente reattive. Nonostante il fluorobenzene sia considerato di scarso potere coordinante è stato sintetizzato un complesso di titanio(III), ottenuto allo stato cristallino, dove il fluorobenzene funge da legante attraverso l'atomo di fluoro (vedi figura).[16] In altri casi sono stati osservati complessi bifosfinici di rodio(I) con Rh legato in modalità esaapto all'anello del fluorobenzene.[17]
Struttura dello ione complesso [(C5Me5)2Ti(FC6H5)]+.
Il fluorobenzene viene utilizzato per la sintesi di farmaci (ad esempio, flurazepam e aloperidolo), pesticidi, fungicidi e altri prodotti chimici.[7]
Tossicità / Indicazioni di sicurezza
Il fluorobenzene è considerato relativamente poco tossico, ma è irritante per gli occhi. Non ci sono dati su eventuali effetti cancerogeni.[1]
Note
- 1 2 3 4 5 6 7 GESTIS.
- 1 2 3 4 Lide 2005
- ↑ (EN) Fluorobenzene, su www.chemspider.com. URL consultato il 5 febbraio 2026.
- ↑ Emeroteca - Biblioteca nazionale centrale di Roma, su digitale.bnc.roma.sbn.it. URL consultato il 1º novembre 2018.
- ↑ Wallach 1996
- ↑ Flood 1933
- 1 2 Siegemund 2002
- ↑ (EN) NIST Office of Data and Informatics, Benzene, fluoro-, su webbook.nist.gov. URL consultato il 5 febbraio 2026.
- ↑ (EN) PubChem, Fluorobenzene, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 5 febbraio 2026.
- 1 2 fluorobenzene, su chemister.ru. URL consultato il 5 febbraio 2026.
- ↑ fluorobenzene, su www.stenutz.eu. URL consultato il 25 maggio 2022.
- ↑ diethyl ether, su www.stenutz.eu. URL consultato il 5 febbraio 2026.
- ↑ ethanol, su www.stenutz.eu. URL consultato il 5 febbraio 2026.
- ↑ Jonathan Clayden, Nick Greeves e Stuart G. Warren, Organic chemistry, 2nd ed, Oxford University Press, 2012, pp. 489-490, ISBN 978-0-19-927029-3.
- ↑ (EN) Joel Rosenthal e David I. Schuster, The Anomalous Reactivity of Fluorobenzene in Electrophilic Aromatic Substitution and Related Phenomena, in Journal of Chemical Education, vol. 80, n. 6, 2003-06, p. 679, DOI:10.1021/ed080p679. URL consultato il 25 maggio 2022.
- ↑ Perutz e Braun 2007, pp. 725-728.
- ↑ Sebastian D. Pike, Indrek Pernik e Robin Theron, Relative binding affinities of fluorobenzene ligands in cationic rhodium bisphosphine η6–fluorobenzene complexes probed using collision-induced dissociation, in Journal of Organometallic Chemistry, vol. 784, 15 maggio 2015, pp. 75–83, DOI:10.1016/j.jorganchem.2014.08.012. URL consultato il 5 febbraio 2026.
Bibliografia
- D. T. Flood, Fluorobenzene, in Org. Synth., vol. 13, 1933, p. 46, DOI:10.15227/orgsyn.013.0046.
- GESTIS, Fluorobenzene, su gestis-en.itrust.de. URL consultato l'8 ottobre 2014. Pagina del fluorobenzene nel data base GESTIS.
- D. R. Lide (Editor), CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005, su hbcpnetbase.com, CRC Press, Boca Raton, 2005. URL consultato il 7 ottobre 2014 (archiviato dall'url originale il 24 luglio 2017).
- (EN) R. N. Perutz e T. Braun, Transition Metal-mediated C–F Bond Activation, in Comprehensive Organometallic Chemistry III, vol. 1, Elsevier, 2007, DOI:10.1016/B0-08-045047-4/00028-5.
- (EN) Günter Siegemund, Fluorine Compounds, Organic, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a11_349.
- E. Paternò, V. Oliveri, Fluorobenzina e fluorotoluene, Gazzetta Chimica Italiana, vol. 13, pp. 533–535 (1883).
- O. Wallach, Ueber einen Weg zur leichten Gewinnung organischer Fluorverbindungen, in Justus Liebigs Annalen der Chemie, vol. 235, n. 3, 1886, pp. 255-271, DOI:10.1002/jlac.18862350303.
Voci correlate
Altri progetti
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