Mesitylen

Mesitylen
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Model molekuly
Model molekuly
Obecné
Systematický název1,3,5-trimethylbenzen
Sumární vzorecC9H12
Vzhledbezbarvá kapalina[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS108-67-8
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)203-604-4
PubChem7947
ChEBI34833
SMILESCC1=CC(=CC(=C1)C)C
InChI1S/C9H12/c1-7-4-8(2)6-9(3)5-7/h4-6H,1-3H3
Vlastnosti
Molární hmotnost120,19 g/mol
Teplota tání−44,7 °C (228,4 K)[1]
Teplota varu164,7 °C (437,8 K)[1]
Hustota0,86 g/cm3[1]
Rozpustnost ve vodě0,004 82 g/100 ml[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
rozpustný v acetonu a ethanolu[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech
rozpustný v benzenu a diethyletheru[1]
Tlak páry248 Pa (20 °C)
331 Pa (25 °C)[1]
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
GHS09 – látky nebezpečné pro životní prostředí
GHS09
[1]
H-větyH226 H335 H411[1]
P-větyP210 P233 P240 P241 P242 P243 P261 P271 P273 P280 P303+361+353 P304+340 P319 P370+378 P391 P403+233 P403+235 P405 P501[1]
Teplota vzplanutí50 °C (323 K)[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Některá data mohou pocházet z datové položky.

Mesitylen, systematickým názvem 1,3,5-trimethylbenzen, je organická sloučenina odvozená od benzenu navázáním tří methylových skupin na kruh symetricky. Jedná se o izomer 1,2,4-trimethylbenzenu (pseudokumenu) a 1,2,3-trimethylbenzenu (hemimelitenu); všechny tyto sloučeniny mají vzorec C6H3(CH3)3, často zkracovaný na C6H3Me3.

Mesitylen je bezbarvá kapalina. Nachází se v uhelném dehtu. Používá se na výrobu dalších sloučenin. Je od něj odvozena mesitylová skupina (zkráceně Mes), C6H2Me3, která je součástí mnoha dalších sloučenin.[2]

Příprava a výroba

Mesitylen se vyrábí transalkylací xylenu na pevném kyselém katalyzátoru:[2]

C6H4(CH3)2 ⇌ C6H3(CH3)3 + C6H5CH3
C6H4(CH3)2 + CH3OH → C6H3(CH3)3 + H2O

I když je to nepraktické, tak jej lze získat také trimerizací propynu, také vyžadující kyselý katalyzátor, kde vzniká směs 1,3,5- a 1,2,4-trimethylbenzenu.

Mesitylen rovněž vzniká trimerizací acetonu aldolovou kondenzací za přítomnosti kyseliny sírové.[3]

Reakce

Oxidací mesitylenu kyselinou dusičnou vzniká kyselina trimesinová, C6H3(COOH)3. Za přítomnosti oxidu manganičitého, který je slabším oxidačním činidlem, se vytváří 3,5-dimethylbenzaldehyd. Kyselinou trifluorperoctovou se mesitylen oxiduje na mesitol (2,4,6-trimethylfenol).[4]

Snadno probíhá také bromace, jejímž produktem je mesitylbromid:[5]

(CH3)3C6H3 + Br2 → (CH3)3C6H2Br + HBr

Mesitylen může sloužit jako ligandorganomkovové chemii, například v organomolybdenovém komplexu [(η6-C6H3Me3)Mo(CO)3][6], který může být připraven z hexakarbonylu molybdenu.

Použití

Mesitylen se převážně používá na výrobu 2,4,6-trimethylanilinu, sloužícího jako prekurzor barviv. Tato látka vzniká selektivní mononitrací mesitylenu, při níž nedochází k oxidaci methylových skupin.[7]

Struktura trikarbonylu (mesitylen)molybdenu, [(η6-C6H3Me3)Mo(CO)3

Mesitylen se používá také jako laboratorní rozpouštědlo.

Tři aromatické atomy vodíku u mesitylenu vykazují stejné chemické posuny a v protonové NMR se tak objevuje jediný signál kolem 6,8 ppm; obdobně devět methylových protonů poskytuje jediný signál o chemickém posunu 2,3 ppm. Díky těmto vlastnostem se mesitylen někdy používá jako standard ve vzorcích pro NMR obsahujících aromatické protony.[8]

Oxidací mesitylenu nebo kondenzací kyseliny pyrohroznové s vodným roztokem hydroxidu barnatého vzniká kyselina uvitová.[9]

Gattermannovu reakci lze zjednodušit nahrazením HCN/AlCl3 kyanidem zinečnatým (Zn(CN)2).[10]

Zn(CN)2 je silně toxický, jde ovšem o pevnou látku, takže se s ním zachází snadněji než s plynným kyanovodíkem (HCN).[11]

Zn(CN)2 reaguje s HCl za vývinu HCN jako reaktantu a ZnCl2, sloužícího jako katalyzátor v podobě Lewisovy kyseliny. Zn(CN)2 se používá například na přípravu mesitaldehydu z mesitylenu.[12]

Historie

Mesitylen poprvé připravil irský chemik Robert Kane zahříváním acetonu s koncentrovanou kyselinou sírovou.[13] Označení vzniklé látky jako „mesitylenu“ vychází z názvu „mesit“, který použil Karl Reichenbach pro aceton,[14] přičemž Kane předpokládal, že získal dehydratovaný mesit, přeměněný na alken.[15] Kaneovo určení složení produktu se ovšem ukázalo jako nesprávné. Správný empirický vzorec nalezl August Wilhelm von Hofmann roku 1849.[16] V roce 1866 zjistil Adolf von Baeyer, že struktura mesitylenu odpovídá 1,3,5-trimethylbenzenu;[17] ovšem důkaz této struktury zajistil až v roce 1874 Albert Ladenburg.[18]

Mesitylová skupina

Skupina (CH3)3C6H2- se nazývá mesityl (zkráceně symbol: Mes). Sloučeniny s touto skupinou, například tetramesityldiželezo, se obvykle připravují z Grignardova činidla (CH3)3C6H2MgBr.[19]

V důsledku silných sterických efektů se mesitylové skupiny používají k blokování skupin při asymetrické katalýze, kde se tím zlepšuje diastereo- nebo enantioselektivita, a v organokovové chemii, kde stabilizuje nízká oxidační nebo koordinační čísla. Ještě účinnější mohou být analogy s většími sterickými efekty, jako 2,6-diisopropylfenyl (Dipp), Tripp ((iPr)3C6H2, Is) a supermesityl ((tBu)3C6H2, Mes*).

V životním prostředí

Mesitylen je jednou z hlavních těkavých organických sloučenin vznikajících při spalování. Účastní se tvorby aerosolů a přízemního ozonu.

Odkazy

Externí odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Mesitylene na anglické Wikipedii.

  1. a b c d e f g h i j k l https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/7947
  2. a b Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke “Hydrocarbons” in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 Wiley-VCH, Weinheim. DOI:10.1002/14356007.a13_227
  3. W. M. Cumming. Systematic organic chemistry (3E). New York, USA: D. Van Nostrand, 1937. Dostupné online. S. 57. 
  4. Richard D. Chambers. Fluorine in Organic Chemistry. [s.l.]: CRC Press, 2004. ISBN 9780849317903. Kapitola Functional Compounds Containing Oxygen, Sulphur or Nitrogen and their Derivatives, s. 242–243. 
  5. Lee Irvin Smith. Bromomesitylene. Organic Syntheses. 1931, s. 24. DOI 10.15227/orgsyn.011.0024. 
  6. Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B. and Angelici, R. J., Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999. ISBN 0-93570248-2
  7. Gerald Booth. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. [s.l.]: Wiley-VCH, 2007. ISBN 978-3527306732. DOI 10.1002/14356007.a17_411. Kapitola Nitro Compounds, Aromatic. 
  8. Mesitylene (1,3,5-Trimethyl Benzene [online]. Dostupné online. 
  9. Definition of uvitic acid [online]. [cit. 2016-10-31]. Dostupné online. 
  10. R. Adams; I. Levine. Simplification of the Gattermann Synthesis of Hydroxy Aldehydes. Journal of the American Chemical Society. 1923, s. 2373–2377. DOI 10.1021/ja01663a020. 
  11. Roger Adams. Organic Reactions, Volume 9. [s.l.]: John Wiley & Sons, 1957. ISBN 9780471007265. DOI 10.1002/0471264180.or009.02. S. 38, 53-54. 
  12. FUSON, R. C.; HORNING, E. C.; ROWLAND, S. P.; WARD, M. L. Mesitaldehyde. Org. Synth.. 1955. DOI 10.15227/orgsyn.023.0057. (anglicky) ; Coll. Vol.. S. 549. (anglicky) 
  13. Robert Kane (1839) "On a series of combinations derived from pyroacetic spirit [acetone]" Transactions of the Royal Irish Academy, vol. 18, pages 99–125
  14. C. Reichenbach (1834) "Ueber Mesit (Essiggeist) und Holzgeist", Annalen der Pharmacie, vol. 10, no. 3, pages 298–314.
  15. Henry E. Roscoe, A Treatise on Chemistry (New York, New York: D. Appleton and Co., 1889), vol. III, page 102, footnote 2
  16. A.W. Hofmann (1849) "On the composition of mesitilole [mesitylene], and some of its derivatives", The Quarterly Journal of the Chemical Society of London, vol. 2, pages 104–115.)
  17. Adolf von Baeyer (1866) "Ueber die Condensationsproducte des Acetons", Annalen der Chemie und Pharmacie, vol. 140, pages 297–306
  18. Albert Ladenburg (1874) "Ueber das Mesitylen" (On mesitylene), Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, vol. 7, pages 1133–1137. DOI: 10.1002/cber.18740070261
  19. Lee Irvin Smith. Isoodurene. Organic Syntheses. 1931, s. 66. DOI 10.15227/orgsyn.011.0066. 

Média použitá na této stránce