БЕНЗИЛОВАЯ КИСЛОТА

Бензиловая кислота органическое соединение с формулой C14H12O3 или (C6H5)2(HO)C(COOH).
Бензиловая кислота белая кристаллическая ароматическая кислота, растворимая во многих первичных спиртах.
Бензиловая кислота, также известная как дифенилгликолевая кислота или гидроксидифенилуксусная кислота, используется в органическом синтезе в качестве исходного сырья для получения гликолятных фармацевтических препаратов.
Несортированная продукция, поставляемая компанией Spectrum, указывает на класс, подходящий для общего промышленного использования или исследовательских целей, и, как правило, не подходит для потребления человеком или терапевтического использования.

Номер CAS: 76-93-7
Номер ЕС: 200-993-2
Название ИЮПАК: Гидроксиди(фенил)уксусная кислота
Химическая формула: C14H12O3

Другие названия: Бензиловая кислота, 76-93-7, Дифенилгликолевая кислота, 2-гидрокси-2,2-дифенилуксусная кислота, бензиловая кислота, гидрокси(дифенил)уксусная кислота, дифенилгидроксиуксусная кислота, гликолевая кислота, дифенил-, Гидроксидифенилуксусная кислота, Acide diphenylhydroxyacetique, Benzilsaeure, альфа-гидрокси-2,2-дифенилуксусная кислота, 2,2-дифенил-2-гидроксиуксусная кислота, альфа-гидрокси-альфа-фенилбензолуксусная кислота, NSC 2830, альфа-фенилминдальная кислота, MFCD00004447, Бензолуксусная кислота, .альфа.-гидрокси-.альфа.-фенил-, 8F6J993XXR, Миндальная кислота, .альфа.-фенил-, альфа,альфа-дифенилгликолевая кислота, CHEBI:39414, Бензолуксусная кислота, альфа-гидрокси-альфа-фенил-, NSC-2830, .альфа.,.альфа.-Дифенилгликолевая кислота, .альфа.-Гидрокси-2,2-дифенилуксусная кислота, альфа,альфа-Дифенил-альфа-гидроксиуксусная кислота, .альфа.-Гидрокси-.альфа.-фенилбензолуксусная кислота, .альфа.,.альфа.-Дифенил-.альфа.-гидроксиуксусная кислота, Миндальная кислота, альфа-фенил-, EINECS 200-993-2, Дифенилгидроксиуксусная кислота [французский], BRN 0521402, UNII-8F6J993XXR, Бензиловая кислота, AI3-06300, HSDB 7709, 4hnc, 2-гидрокси-2,2-дифенилуксусная кислота, Бензиловая кислота, >=99%, БЕНЗИЛОВАЯ КИСЛОТА [MI], SCHEMBL7066, Oprea1_231381, БЕНЗИЛОВАЯ КИСЛОТА [HSDB], CHEMBL578171, DTXSID0058805, BDBM81768, NSC2830, .альфа.-Гидроксидифенилуксусная кислота, BBL013081, ICCB1_000122, STK315343, AKOS000120948, NSC_5311391, NCGC00165988-01, AC-13764, VS-03659, альфа-фенил-альфа-гидроксифенилуксусная кислота, CAS_6581-06-2, B0052, NS00037863, D88594, A838905, Q411740, SR-01000400770, ПРИМЕСЬ ТРОСПИЯ ХЛОРИДА A [ПРИМЕСЬ EP], SR-01000400770-1, W-104335, ДИФЕНИЛГИДРОКСИУКСУСНАЯ КИСЛОТА (БЕНЗИЛОВАЯ КИСЛОТА), примесь троспия A, Европейская фармакопея (EP) Справочный стандарт, 0UT, InChI=1/C14H12O3/c15-13(16)14(17,11-7-3-1-4-8-11)12-9-5-2-6-10-12/h1-10,17H,(H,15,16

Применение бензиловой кислоты:
Бензиловая кислота используется в производстве гликолятных фармацевтических препаратов, включая клидиний, дилантин, флутропий и мепензолат, которые являются антагонистами мускариновых ацетилхолиновых рецепторов.
Бензиловая кислота используется в производстве инкапаситирующего агента 3-хинуклидинилбензилата (BZ) и регулируется Конвенцией о запрещении химического оружия.

Бензиловая кислота также контролируется правоохранительными органами многих стран из-за ее использования при производстве галлюциногенных препаратов.
Применение: Бензиловая кислота является примесью троспия.
Троспий — производное тропина с антихолинергическим свойством, которое применяется при лечении недержания мочи в качестве спазмолитического средства.

Химические свойства бензиловой кислоты
Форма бензиловой кислоты – белый порошок.
Белая кристаллическая ароматическая кислота, растворимая во многих первичных спиртах, которую можно получить нагреванием смеси бензила, спирта и гидроксида калия.

Применение бензиловой кислоты
Бензиловая кислота является примесью троспия (T892800), производного тропина с антихолинергической активностью и спазмолитическим средством.

Приготовление бензиловой кислоты
Бензиловую кислоту можно получить нагреванием смеси бензила, этанола и гидроксида калия.
Другой способ приготовления, осуществленный Либихом в 1838 году, представляет собой димеризацию бензальдегида в бензил, который преобразуется в продукт реакции перегруппировки бензиловой кислоты.

Перегруппировка бензиловой кислоты происходит с выходом более 90% для самого бензила и с меньшим выходом для замещенных бензилов, в зависимости от вида и количества групп.
В ряде случаев, когда замещающие группы находились в орто-положениях к карбонильным группам, перегруппировка протекала с выходами от 60% до 70%, например, о-толил и мезитилфенилдикетон.

Было обнаружено, что неситил настолько затруднен, что не происходит никакой заметной перегруппировки.
Целью данной работы было определение точки, за которой перегруппировка больше не происходит из-за стерических препятствий.
План состоял в том, чтобы постепенно увеличивать помехи до тех пор, пока перегруппировка не будет предотвращена; реакция проводилась с использованием трех затрудненных дикетонов.

Бензиловая кислота используется в производстве гликолятных фармацевтических препаратов, включая клидиний, дилантин, флутропий и мепензолат, которые являются антагонистами мускариновых ацетилхолиновых рецепторов.

Бензиловая кислота — белая кристаллическая ароматическая кислота, растворимая во многих первичных спиртах.
Бензиловую кислоту можно получить нагреванием смеси бензила, спирта и гидроксида калия.
Другой способ получения — через бензальдегид, который димеризуется в бензил, а затем преобразуется путем перегруппировки бензиловой кислоты в бензиловую кислоту.
Эта реакция также была первым примером перегруппировки бензиловой кислоты, осуществленной Либихом в 1838 году.

Принцип: На первом этапе спиртовая группа бензоина окисляется до кетонной группы с образованием бензила в присутствии концентрированной азотной кислоты.
Нитрация ароматического кольца не происходит, поскольку серная кислота полностью отсутствует во всем процессе.
На втором этапе при обработке гидроксид-ионом происходит молекулярная перегруппировка в 1,2-дикетон с образованием калиевой соли α-гидроксикислоты, которая при подкислении дает α-гидроксикислоту (бензиловую кислоту).

С момента своего открытия перегруппировка бензиловой кислоты стала предметом ряда механистических исследований и успешно применялась на ключевых этапах синтеза ряда важных целевых молекул.
В этом обзоре мы рассмотрим достижения, достигнутые за последние 20 лет в понимании механизма этой перегруппировки (включая стереохимические аспекты), а также рассмотрим некоторые важные синтезы, в которых эта конкретная перегруппировка использовалась в качестве ключевого шага.

Общие советы
Обратитесь к врачу. Покажите этот паспорт безопасности лечащему врачу.
Выйдите из опасной зоны.

Синтез Ссылка(и)
Журнал органической химии, 29, стр. 1631, 1964 DOI: 10.1021/jo01029a509

Профиль безопасности
Умеренно токсичен при подкожном введении.
Слабо токсичен при приеме внутрь.
При нагревании до разложения выделяет едкий дым и раздражающие пары.

Методы очистки
Кристаллизуйте бензиловую кислоту из *бензола (около 6 мл/г) или горячей H2O.

В большинстве экспериментов, которые мы проводили в этом семестре, мы намеревались преобразовать одно химическое вещество в другое с помощью различных методов.
В органической химии продукт одной реакции часто используется в качестве реагента в другой.
Подобная ситуация возникает и в биохимии, когда различные химические пути используют вновь синтезированный продукт в качестве реагента для следующей реакции в этом пути.

Это особенно важно для текущего эксперимента, поскольку первое химическое превращение происходит с использованием витамина в качестве «кофермента» для синтеза бензоина.
В то время как ферменты обычно считаются биологическими катализаторами в клетках, бензиловая кислота часто является коферментом, полученным из витамина, который фактически осуществляет биохимическое преобразование.
В текущем эксперименте для превращения бензальдегида в бензоин будет использоваться тиамин, витамин B1.

Бензоин, полученный в первом эксперименте, затем будет использован во втором эксперименте для получения бензила.
Аналогично бензил затем будет использован для синтеза бензиловой кислоты.
Отсюда многоступенчатый синтез различных соединений.
Эти новые соединения затем могут использоваться в различных целях, некоторые из которых предназначены для медицинских целей.

Студент может исследовать их конечное применение и убедиться, что ни один химический синтез не бывает напрасным.
В последнем эксперименте студенту необходимо разработать метод превращения бензальдегида в бензойную кислоту, возможно, используя методы окисления, которые использовались ранее, или используя метод, который может быть новым для студента, даже такой, который ранее не обсуждался на лекции или в лабораторной работе.
Поэтому, чтобы представить разнообразные методы получения бензойной кислоты, учащиеся должны работать самостоятельно, изучая общие методы окисления для превращения альдегидов в кислоты, полученные путем поиска в химической литературе.

Механизм реакции
Реакция является представителем 1,2-перегруппировок.
Давно известный механизм реакции был впервые полностью предложен Кристофером Келком Ингольдом и обновлен с использованием данных in silico, как описано ниже.
Реакция имеет второй порядок по скорости, первый порядок по дикетону и первый порядок по основанию.

Анион гидроксида атакует одну из кетонных групп в соединении 1 в реакции нуклеофильного присоединения с образованием алкоголята.
Следующий шаг требует поворота связи к конформеру 3, который помещает мигрирующую группу R в положение для атаки на вторую карбонильную группу.
На согласованном этапе мигрирующая группа R атакует α-карбонильную группу, образуя другой алкоксид с сопутствующим образованием кетогруппы у другого углерода.

Этот этап миграции является определяющим скорость.
Эта последовательность напоминает нуклеофильное ацильное замещение.
Расчеты показывают, что когда R представляет собой метил, накопление заряда на этой группе в переходном состоянии может достигать 0,22 и что метильная группа располагается между центральной углерод-углеродной связью!

Перегруппировка бензиловой кислоты формально представляет собой 1,2-перегруппировку 1,2-дикетонов с образованием α-гидроксикарбоновых кислот с использованием основания.
Эта реакция получила свое название от реакции бензила с гидроксидом калия с образованием бензиловой кислоты.
Бензиловая кислота, впервые полученная Юстусом фон Либихом в 1838 году, является первым зарегистрированным примером реакции перегруппировки.

Молярная масса: 228,247 г·моль−1
Внешний вид: белое твердое вещество
Плотность: 1,08 г/см3
Температура плавления: от 150 до 152 °C.

Температура кипения: 180 °C.
Растворимость в воде: 2 г/л (20 °C)
Молекулярный вес: 228,24 г/моль
XLogP3: 2.3

Количество доноров водородной связи: 2
Количество акцепторов водородной связи: 3
Количество вращающихся облигаций: 3
Точная масса: 228,078644241 г/моль

Моноизотопная масса: 228,078644241 г/моль
Топологическая полярная площадь поверхности: 57,5Ų
Количество тяжелых атомов: 17
Сложность: 245
Количество ковалентно связанных единиц: 1
Соединение канонизировано: Да

Бензиловая кислота стала классической реакцией в органическом синтезе и неоднократно рассматривалась ранее.
Бензиловую кислоту можно рассматривать как реакцию внутримолекулярного диспропорционирования, поскольку один углеродный центр окисляется, а другой восстанавливается.

Было показано, что реакция работает в ароматических, полуароматических, алифатических и гетероциклических субстратах.
Реакция протекает лучше всего, когда функциональные группы кетонов не имеют соседних енолизируемых протонов, поскольку это позволяет конкурировать альдольной конденсации.
Реакция формально представляет собой сокращение кольца при использовании циклических дикетонов.
Было обнаружено, что арильные группы бензиловой кислоты мигрируют легче, чем алкильные группы, и что арильные группы с электроноакцепторными группами мигрируют быстрее всего.

Карбоновая кислота в промежуточном соединении менее щелочная, чем алкоголят, и поэтому происходит обратимый перенос протона в пользу промежуточного соединения, которое протонируется при кислотной обработке до конечной α-гидроксикарбоновой кислоты.
Расчеты показывают, что точное описание последовательности реакции возможно при участии молекул воды, берущих на себя ответственность за стабилизацию накопления заряда.
Они также обеспечивают челнок для эффективного переноса одного протона при образовании промежуточного продукта.

Вышеуказанный механизм согласуется со всеми имеющимися экспериментальными данными.
Равновесие между видами 1 и 2 подтверждается экспериментами по маркировке изотопом 18O.
В дейтерированной воде обмен карбонильного кислорода происходит гораздо быстрее, чем перегруппировка, что указывает на то, что первое равновесие не является определяющим скорость этапом.

Дальнейшие эксперименты показали большую относительную скорость в дейтерированной системе растворителей по сравнению с недейтерированной системой растворителей в остальном идентичного состава.
Это было объяснено большей относительной основностью дейтерированного гидроксид-аниона по сравнению с обычным гидроксид-анионом и использовалось для указания на то, что миграция водорода не происходит на этапе, определяющем скорость реакции.
Это исключило согласованный механизм реакции, поскольку на этапе, определяющем скорость, происходил бы перенос водорода.

Вариации
Перегруппировка бензилового эфира
Эта реакция идентична обычной перегруппировке бензиловой кислоты, за исключением того, что вместо гидроксид-иона используется алкоксид- или амид-анион.
Используемый алкоксид не должен легко окисляться (например, этоксид калия), так как это способствует протеканию побочной реакции восстановления по Меервейну-Понндорфу-Верлею.
Реакция имеет второй порядок по скорости, первый порядок по алкоксиду и первый порядок по дикетону.
Продуктом реакции является α-гидроксиэфир или α-гидроксиамид.

Альфа-кетоловая перегруппировка
Альфа-кетольная перегруппировка представляет собой взаимопревращение гидроксильной альфа-группы в карбонильную с комплементарными карбонильной и гидроксильной группами с миграцией заместителя.
Бензиловая кислота механически эквивалентна перегруппировке бензиловой кислоты в точке после атаки нуклеофила на 1,2-дикарбонил.
Известно, что этот вариант реакции встречается во многих субстратах, содержащих ацилоиновую функциональную группу.

Вопрос:
Почему бензиловая кислота выпадает в осадок только в кислом растворе и почему для осаждения бензиловой кислоты значение pH должно быть < 2?

Влияние pH на структуру:
Показатель pH раствора можно использовать для оценки его кислотности или щелочности.
Значение pH раствора важно, поскольку структура некоторых соединений может изменяться при различных значениях pH.
В структуре некоторых соединений имеются группы, способные вступать в кислотно-основные реакции.

Бензиловая кислота была синтезирована посредством многостадийной реакции из исходного материала бензальдегида и через образование бензоина и бензила.
Первая реакция привела к получению бензоина с использованием в качестве катализатора гидрохлорида тиамина, за которым последовала реакция окисления для получения бензила и перегруппировка для синтеза бензиловой кислоты.
Используя кристаллизацию, чистые твердые продукты каждого этапа были собраны и проанализированы с помощью ИК-, ЯМР-спектроскопии и других физических свойств.

О бензиловой кислоте
Бензиловая кислота зарегистрирована в соответствии с Регламентом REACH и производится и/или импортируется в Европейскую экономическую зону только для промежуточного использования.
Бензиловая кислота используется при приготовлении или переупаковке, на промышленных предприятиях и в производстве.