Difenilamina (C6H5) 2NH: Estrutura Química, Propriedades - Ciência - 2023

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o difenilamina é um composto orgânico cuja fórmula química é (C₆H₅)₂NH. Seu próprio nome indica que se trata de uma amina, assim como sua fórmula (-NH₂) Por outro lado, o termo "difenil" refere-se à presença de dois anéis aromáticos ligados ao nitrogênio. Consequentemente, a difenilamina é uma amina aromática.

No mundo dos compostos orgânicos, a palavra aromático não está necessariamente relacionada à existência de seus odores, mas a características que definem seu comportamento químico frente a certas espécies.

No caso da difenilamina, sua aromaticidade e o fato de seu sólido apresentar um aroma distinto coincidem. No entanto, a base ou os mecanismos que regem suas reações químicas podem ser explicados por seu caráter aromático, mas não por seu aroma agradável.

Sua estrutura química, basicidade, aromaticidade e interações intermoleculares são as variáveis responsáveis por suas propriedades: desde a cor de seus cristais até sua aplicabilidade como agente antioxidante.

Estrutura química

Nas imagens superiores, as estruturas químicas da difenilamina são representadas. As esferas pretas correspondem aos átomos de carbono, as brancas aos átomos de hidrogênio e as azuis ao nitrogênio.

A diferença entre as duas imagens é o modelo de como elas representam a molécula graficamente. O inferior destaca a aromaticidade dos anéis com as linhas pontilhadas pretas e, da mesma forma, a geometria plana desses anéis é evidente.

Nenhuma das imagens mostra o único par de elétrons não compartilhados no átomo de nitrogênio. Esses elétrons "vagam" através do sistema π conjugado das ligações duplas nos anéis. Este sistema forma uma espécie de nuvem circulante que permite interações intermoleculares; isto é, com outros anéis de outra molécula.

Isso significa que o par não compartilhado de nitrogênio caminha por ambos os anéis, distribuindo sua densidade de elétrons uniformemente, e então retorna ao nitrogênio para repetir o ciclo novamente.

Nesse processo, a disponibilidade desses elétrons diminui, resultando na diminuição da basicidade da difenilamina (sua tendência a doar elétrons como base de Lewis).

Formulários

A difenilamina é um agente oxidante capaz de cumprir uma série de funções, entre elas:

- Durante o armazenamento, maçãs e pêras passam por um processo fisiológico denominado escalda, relacionado à produção de trieno conjugado, que leva a danos na casca das frutas. A ação da difenilamina permite aumentar o período de armazenamento, reduzindo os danos dos frutos a 10% do observado na sua ausência.

- Ao combater a oxidação, a difenilamina e seus derivados alongam o funcionamento dos motores, evitando o espessamento do óleo usado.

- A difenilamina é utilizada para limitar a ação do ozônio na fabricação da borracha.

- A difenilamina é usada em química analítica para a detecção de nitratos (NO₃^–), cloratos (ClO₃^–) e outros agentes oxidantes.

- É um indicador usado em testes de triagem de envenenamento por nitrato.

- Quando o RNA é hidrolisado por uma hora, ele reage com a difenilamina; isso permite sua quantificação.

- Em medicina veterinária, a difenilamina é usada topicamente na prevenção e tratamento de manifestações da bicheira em animais de criação.

- Alguns dos derivados da difenilamina pertencem à categoria dos anti-inflamatórios não esteróides. Da mesma forma, podem apresentar efeitos farmacológicos e terapêuticos como atividade antimicrobiana, analgésica, anticonvulsivante e anticâncer.

Preparação

A difenilamina ocorre naturalmente em cebolas, coentros, folhas de chá verde e preto e cascas de frutas cítricas. Sinteticamente, existem muitas rotas que levam a esse composto, como:

Desaminação térmica da anilina

É preparado por desaminação térmica da anilina (C₆H₅NH₂) na presença de catalisadores oxidantes.

Se a anilina nessa reação não incorpora um átomo de oxigênio em sua estrutura, por que ela se oxida? Porque o anel aromático é um grupo que atrai elétrons, ao contrário do átomo H, que doa sua baixa densidade de elétrons para o nitrogênio na molécula.

2 C₆H₅NH₂ => (C₅H₅)₂ NH + NH₃

Além disso, a anilina pode reagir com o sal cloridrato de anilina (C₆H₅NH₃⁺Cl^–) sob aquecimento a 230 ºC durante vinte horas.

C₆H₅NH₂ + C₆H₅NH₃⁺Cl^– => (C₅H₅)₂ NH

Reação com fenotiazina

A difenilamina produz vários derivados quando combinada com diferentes reagentes. Uma delas é a fenotiazina, que quando sintetizada com enxofre é precursora de derivados com ação farmacêutica.

(C₆H₅)₂NH + 2S => S (C₆H₄) NH + H₂S

Propriedades

A difenilamina é um sólido cristalino branco que, dependendo de suas impurezas, pode assumir tons de bronze, âmbar ou amarelo. Possui um agradável aroma floral, tem peso molecular de 169,23 g / mol e densidade de 1,2 g / mL.

As moléculas desses sólidos interagem por forças de Van der Waals, entre as quais estão as ligações de hidrogênio formadas por átomos de nitrogênio (NH-NH) e o empilhamento de anéis aromáticos, suas "nuvens eletrônicas" repousando umas sobre as outras. .

Como os anéis aromáticos ocupam muito espaço, eles dificultam as ligações de hidrogênio, sem considerar também as rotações das ligações N-anel. Isso significa que o sólido não possui um ponto de fusão muito alto (53 ºC).

No entanto, no estado líquido, as moléculas estão mais afastadas e a eficiência das ligações de hidrogênio melhora. Da mesma forma, a difenilamina é relativamente pesada, necessitando de muito calor para passar à fase gasosa (302 ºC, seu ponto de ebulição). Isso também se deve em parte ao peso e às interações dos anéis aromáticos.

Solubilidade e basicidade

É muito insolúvel em água (0,03 g / 100 g de água) devido ao caráter hidrofóbico de seus anéis aromáticos. Em vez disso, é altamente solúvel em solventes orgânicos, como benzeno, tetracloreto de carbono (CCl₄), acetona, etanol, piridina, ácido acético, etc.

Sua constante de acidez (pKa) é 0,79, que se refere à acidez de seu ácido conjugado (C₆H₅NH₃⁺) O próton adicionado ao nitrogênio tende a se desprender, porque o par de elétrons com o qual está ligado pode caminhar pelos anéis aromáticos. Assim, a alta instabilidade C₆H₅NH₃⁺ reflete a baixa basicidade da difenilamina.

Referências

Gabriela Calvo. (16 de abril de 2009). Como a difenilamina afeta a qualidade da fruta? Obtido em 10 de abril de 2018, em: todoagro.com
The Lubrizol Corporation. (2018). Antioxidantes de difenilamina. Obtido em 10 de abril de 2018, em: lubrizol.com
Arun Kumar Mishra, Arvind Kumar. (2017). Aplicações farmacológicas da difenilamina e seu derivado como composto bioativo potente: uma revisão. Current Bioactive Compounds, volume 13.
PrepChem. (2015-2016). Preparação de difenilamina. Obtido em 10 de abril de 2018, em: prepchem.com
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Wikipedia. (2018). Difenilamina. Obtido em 10 de abril de 2018, em: en.wikipedia.org