1H-benzotriazolo
L'1H-benzotriazolo (nome completo 1H-1,2,3-benzotriazolo, più comunemente benzotriazolo) è un composto eterociclico aromatico di formula C6H5N3. A temperatura ambiente si presenta come una polvere cristallina incolore e inodore, ma a volte con leggera sfumatura giallognola, non molto solubile in acqua; si scioglie bene in alcool, benzene, toluene, cloroformio e DMF.[2]
| 1H-benzotriazolo | |
|---|---|
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| Nome IUPAC | |
| 1H-1,2,3-Benzotriazolo | |
| Nomi alternativi | |
| 1,2,3-benzotriazolo | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C6H5N3 |
| Massa molecolare (u) | 119,13 |
| Aspetto | polvere cristallina incolore |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 202-394-1 |
| PubChem | 7220 |
| SMILES | C1=CC2=NNN=C2C=C1 |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 1,36 (20 °C) |
| Solubilità in acqua | 19 g/l (20 °C) |
| Temperatura di fusione | 99 °C (372 K) |
| Temperatura di ebollizione | 204 °C (477 K) (20 hPa) |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Punto di fiamma | 171 °C (444 K) |
| Temperatura di autoignizione | 400 °C (~673 K) |
| Simboli di rischio chimico | |
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| attenzione | |
| Frasi H | 302 - 312 - 319 - 412 |
| Consigli P | 273 - 280 - 305+351+338 [1] |
Ha importanti applicazioni come inibitore di corrosione e in fluidi antigelo.[3] È un composto nocivo, irritante, pericoloso per l'ambiente.
Struttura modifica
La molecola, la cui struttura risulta dalla fusione formale di un anello benzenico con un anello 1,2,3-triazolico, è soggetta a un equilibrio di tautomeria prototropica con l'isomero 2H-1,2,3-benzotriazolo, perché il protone in N-H può migrare su ogni atomo di azoto[4] (le posizioni in 1 o 3 sono però identiche).[5] Da indagini spettroscopiche UV, IR e 1H-NMR risulta che la specie predominante è l'1H-1,2,3-benzotriazolo. È una molecola spiccatamente polare (μ = 4,10 D).[6] La presenza di 2 atomi di 'azoto piridinico'[7] disattivanti contrasta e supera efficacemente l'effetto elettron donatore dell'atomo di 'azoto pirrolico'[7] nell'anello pentaatomico. Un riflesso di questo è nell'acidità del composto che risulta notevolmente maggiore (pKa = 8,2)[8] di quella del pirazolo che, oltre all'azoto pirrolico, ha un solo azoto piridinico (pKa = 14,21).[9] Anche la basicità dell'1H-1,2,3-benzotriazolo (pKb ≥ 14) risulta notevolmente ridotta rispetto a quella del pirazolo (pKb = 11,48).[10]
Sintesi e reattività modifica
Una classica sintesi parte dalla nitrosazione della o-fenilendiammina con nitrito di sodio e acido acetico; lo ione nitrosonio che così si produce effettua una diazotazione su uno dei due gruppi amminici; l'altro azoto amminico, che ovviamente è nucleofilo, attacca l'azoto esterno del sale di diazonio chiudendo così l'anello a cinque termini. La reazione si completa con la rimozione di un protone in eccesso ad opera di uno ione acetato già presente nell'ambiente di reazione.[11] Le rese migliori si hanno abbassando la temperatura intorno a 5 - 10 °C e con l'uso di un bagno a ultrasuoni per il recipiente di reazione.[12]
Dal benzotriazolo si può ottenere l'intermedio instabile benzino, importante anche come dienofilo in reazioni di Diels-Alder e, tramite esso, la sintesi del bifenilene[13] (C6H4)2.[1] Attraverso l'N-amminazione dell'azoto N-1 del benzotriazolo con l'acido idrossilammino-O-solfonico H2N-O-SO3H,[14] si ottiene l'1-amminobenzotriazolo; questo, ossidato con tetraacetato di piombo, elimina due molecole di azoto (e 2 H+ con 2 ioni acetato) formando così il benzino, il quale dimerizza velocemente a dare il bifenilene con buone rese.[15]
L'anione del benzotriazolo si è dimostrato un buon gruppo uscente in reazioni di β-eliminazione.[16]
Usi modifica
È frequentemente usato nella composizione dei rivelatori in fotografia chimica come agente antivelo[17] e raramente nelle emulsioni stesse, in concentrazioni che si aggirano intorno a 0,1 g/l. Spesso agisce assieme ai bromuri, usati in quantità assai maggiori.
Ha trovato applicazione come agente inibitore di corrosione per superfici metalliche, all'aria e anche sott'acqua.[18]
Note modifica
- ^ scheda del benzotriazolo su IFA-GESTIS (archiviato dall'url originale il 16 ottobre 2019).
- ^ (EN) PubChem, 1H-Benzotriazole, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 5 febbraio 2022.
- ^ Catherine Sease, Benzotriazole: A Review for Conservators, in Studies in Conservation, vol. 23, n. 2, 1978-05, pp. 76, DOI:10.2307/1505798. URL consultato il 5 febbraio 2022.
- ^ Come avviene già nell'1H-1,2,3-triazolo.
- ^ Catherine Sease, Benzotriazole: A Review for Conservators, in Studies in Conservation, 2, vol. 23, n. 2, maggio 1978, pp. 76–85, DOI:10.2307/1505798, JSTOR 1505798.
- ^ benzotriazole, su stenutz.eu. URL consultato il 5 febbraio 2022.
- ^ a b Vishnu Ji Ram, Arun Sethi, Mahendra Nath e Ramendra Pratap, Chapter 5 - Five-Membered Heterocycles, in The Chemistry of Heterocycles, Elsevier, 2019, pp. 302-303, DOI:10.1016/B978-0-08-101033-4.00005-X.
- ^ (EN) Alan R. Katritzky, Stanislaw Rachwal e Gregory J. Hitchings, Benzotriazole: A novel synthetic auxiliary, in Tetrahedron, vol. 47, n. 16-17, 1991-01, pp. 2683–2732, DOI:10.1016/S0040-4020(01)87080-0. URL consultato il 5 febbraio 2022.
- ^ (EN) J. Elguero, 4.04, in Pyrazoles and their Benzo Derivatives, Comprehensive Heterocyclic Chemistry, vol. 5, Elsevier, 1984, p. 223-225, ISBN 978-0-08-096519-2.
- ^ (EN) D. D. Perrin, 1042. Prediction of the strengths of some organic bases, in Journal of the Chemical Society (Resumed), 1965, pp. 5590, DOI:10.1039/jr9650005590. URL consultato il 24 agosto 2021.
- ^ Robert A. Smiley "Phenylene- and Toluenediamines" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002/14356007.a19_405
- ^ M. P. Claudio, Pereira, Helio A., Stefani, Karla P. e Guzen, Aline T. G., Improved Synthesis of Benzotriazoles and 1-Acylbenzotriazoles by Ultrasound Irradiation (PDF), in Letters in Organic Chemistry, vol. 4, n. 31, 29 agosto 2006, pp. 43–46, DOI:10.1002/chin.200731104. URL consultato il 23 novembre 2011.[collegamento interrotto]
- ^ (EN) Front Matter, 5 dicembre 2013, pp. P001–P004, DOI:10.1039/9781849733069-fp001. URL consultato il 5 febbraio 2022.
- ^ È in realtà uno zwitterione, H3N+-O-SO3-, e si ottiene dalla solfonazione dell'idrossilammina con oleum.
- ^ C.D. Campbell e C.W. Rees, Reactive intermediates. Part I. Synthesis and oxidation of 1- and 2-aminobenzotriazole, in J. Chem. Soc. C, vol. 1969, n. 5, 1969, pp. 742–747, DOI:10.1039/J39690000742.
- ^ Michael B. Smith e Jerry March, MARCH’S ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY, 6ª ed., Wiley-Interscience, 2007, p. 1524, ISBN 0-471-72091-7.
- ^ (ES) A - A G Redondo - Fotografía, su www.agredondo.com. URL consultato il 23 gennaio 2023.
- ^ M. Finšgar e Milošev I., Inhibition of copper corrosion by 1,2,3-benzotriazole: A review, in Corrosion Science, vol. 52, n. 9, 11 marzo 2010, pp. 2737–2749, DOI:10.1016/j.corsci.2010.05.002.
Voci correlate modifica
Altri progetti modifica
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