苯酚酮肟:性质、合成及实验室应用
苯酚酮肟:性质、合成及实验室应用
Benzophenone oxime(苯甲酮肟)是苯甲酮与羟胺缩合反应所得的结晶态有机化合物,在有机合成中用作多功能中间体,同时也是金属离子螯合剂和分析化学参考标准品。
- CAS编号
- 574-66-3
- 分子式
- C₁₃H₁₁NO
- 分子量
- 197.23 g/mol
- 熔点
- 约143–144 °C(文献值;请以产品CoA为准)
- 外观
- 白色至类白色结晶固体
- 溶解性
- 溶于乙醇、丙酮和乙醚;微溶于水
- 产品编号
- B304037
化学特性与物理性质
苯甲酮肟(IUPAC名称:二苯甲酮肟;CAS 574-66-3)由羟胺对苯甲酮羰基进行亲核加成反应而得,产生C=N–OH(肟)官能团。分子式为C₁₃H₁₁NO,分子量为197.23 g/mol。
该化合物为白色至类白色结晶固体,文献报道熔点约为143–144 °C。由于C=N键具有几何限制,肟类化合物原则上可以以E(反)和Z(顺)两种几何异构体形式存在;对于不对称酮肟,两种异构体均可分离,但苯甲酮肟来源于对称二芳基酮,仅以单一几何异构体形式存在。
苯甲酮肟可溶于乙醇、丙酮和乙醚等常用极性有机溶剂,但在水中溶解度有限。溶液应避免接触强酸(强酸会促进其水解回苯甲酮)和强氧化剂。
合成方法与关键反应
由苯甲酮合成:标准实验室制备方法为在碱(常用醋酸钠或吡啶)存在下,将苯甲酮与盐酸羟胺在水-乙醇混合介质中回流反应。反应经由游离羟胺对羰基的亲核加成,随后脱水形成肟。在温和条件下收率通常较高,产品通过重结晶分离纯化。
贝克曼重排:与其他肟类化合物一样,苯甲酮肟在酸性或路易斯酸条件下可发生贝克曼重排,生成酰胺。由于苯甲酮肟具有对称性(两个迁移基团均为苯基),重排仅生成单一产物苯基苯甲酰胺(苯甲酰苯胺)。该反应是阐明贝克曼重排立体化学过程的重要教科书示例。
O-官能化:肟羟基可被烷基化或酰基化,生成O-烷基或O-酰基肟衍生物,这些衍生物在杂环合成和光引发剂领域具有重要应用。
还原:对苯甲酮肟进行催化或化学还原可得到二苯甲胺(苯甲基苯基甲胺),这是不对称合成中常用的手性胺前体。
实验室与工业应用
分析用螯合剂:苯甲酮肟及相关二芳基酮肟历来被研究作为过渡金属和重金属离子(如Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺)的螯合配体。肟的N–OH基团通过氮原子和/或氧原子与金属配位,形成稳定配合物,可用于重量分析和金属的溶剂萃取。
合成中间体:如前所述,苯甲酮肟可作为苯甲酰苯胺(经贝克曼重排)、二苯甲胺(经还原)以及多种O-取代肟醚和肟酯的前体。这些下游产品广泛应用于药物化学、农用化学品和材料化学领域。
光引发剂前体:由二芳基酮肟衍生的O-酰基肟是成熟的II型自由基光引发剂,广泛用于UV固化涂料、油墨和光刻胶中。因此,苯甲酮肟是光引发剂研发中的重要合成砌块。
参考标准品与试剂:高纯度苯甲酮肟(如Aladdin产品编号B304037)可用作分析方法开发的参考标准品及探索性化学研究的起始原料。
操作、储存与安全注意事项
苯甲酮肟应在通风良好的通风橱中操作,并佩戴适当的个人防护装备,包括丁腈手套、护目镜和实验服。尽管该化合物在室温下为固体,与许多试剂相比急性危害相对较低,但作为肟类化合物,热分解时可能释放少量羟胺或氮氧化物;应避免接触明火或过热环境。
储存:将产品密封保存于阴凉、干燥、避光处,远离强酸和氧化剂。推荐储存温度通常为室温(15–25 °C),或按产品标签及质检报告(CoA)所示条件储存。在上述条件下,该化合物可长期稳定保存。
废弃处理:按照当地、国家及机构关于有机化学废弃物的相关法规处理废料,切勿排入下水道或水体。
使用前请务必查阅苯甲酮肟(B304037)的最新安全数据表(SDS),其中详细列出了具体危险分类、急救措施和法规信息。
常见问题
苯甲酮肟的CAS编号是什么?
苯甲酮肟的CAS登记号为574-66-3,又称二苯甲酮肟或二苯基酮肟。
如何在实验室中制备苯甲酮肟?
苯甲酮肟的制备方法较为便捷:将苯甲酮与盐酸羟胺及碱(如醋酸钠)在水-乙醇混合溶剂中加热回流,冷却后过滤收集结晶产品,并用乙醇或乙醇-水混合溶剂重结晶纯化。
苯甲酮肟发生贝克曼重排后会生成什么产物?
由于苯甲酮是对称二芳基酮,其肟发生贝克曼重排后仅生成单一酰胺产物:苯甲酰苯胺(N-苯基苯甲酰胺)。因此,苯甲酮肟是研究和演示贝克曼重排机制的理想模型底物。
苯甲酮肟溶于哪些溶剂?
苯甲酮肟可溶于乙醇、丙酮和乙醚等极性有机溶剂,在水中溶解度有限,在实际实验室浓度下不宜期望形成澄清水溶液。
Aladdin苯甲酮肟(B304037)适用于何种纯度等级的应用?
Aladdin以产品编号B304037提供苯甲酮肟。如需了解具体纯度等级、批次纯度数据及分析证书,请查阅当前产品页面或联系Aladdin技术支持,因各批次规格可能有所不同。
参考文献
- March, J. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 4th ed.; Wiley: New York, 1992. (Beckmann rearrangement and oxime chemistry)
- Smith, M. B. Organic Synthesis, 4th ed.; Academic Press, 2017. (General oxime synthesis and reactions)
- Spectroscopic data and physical constants for benzophenone oxime, CAS 574-66-3, as compiled in standard chemical databases (e.g., SDBS, Reaxys, SciFinder).
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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