Acetophenon

Vorlage:Infobox Chemikalie

Acetophenon [[[:Vorlage:IPA]]] (Name zusammengesetzt aus: Acetyl-, o, phen von der Phenylgruppe und on zur Kennzeichnung als Keton) ist eine aromatische organisch-chemische Verbindung und gehört zu den Ketonen. Acetophenon wurde unter anderem als Hypnotikum eingesetzt<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> und war als solches unter dem Trivialnamen Hypnon bekannt.

Vorkommen

Acetophenon ist ein Bestandteil vieler ätherischer Öle wie etwa Labdanum, Castoreum, Stirlingia latifolia. Außerdem kommt dieses Keton in vielen natürlichen Aromen und in Steinkohleteer vor.<ref name="roempp" /><ref name="ABC Chemie" />

Gewinnung und Darstellung

Acetophenon lässt sich durch Friedel-Crafts-Acylierung von Benzol mit Essigsäurechlorid oder Essigsäureanhydrid herstellen. Es war eine der ersten Verbindungen, die der französische Chemiker Charles Friedel und US-amerikanische Chemiker James Mason Crafts nach ihrer 1877 entdeckten Methode herstellten.<ref name="Friedel Crafts">C. Friedel, J.-M. Crafts: Sur une nouvelle méthode générale de synthèse des combinaisons aromatiques in Annales de chimie et de physique, Ser.6,T. 1 (1884) 449ff.</ref><ref name="Soukup_org">Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten organischer Substanzen, Version 2020, S. 5 pdf.</ref>

Darstellung von Acetophenon

Im Gegensatz zur Friedel-Crafts-Alkylierung fungiert dabei die Lewis-Säure Aluminiumchlorid (AlCl₃) nicht als Katalysator, sondern wird als Reagenz in äquivalenten Mengen verbraucht, wobei nach der notwendigen Hydrolyse des Zwischenprodukts Aluminiumhydroxid entsteht. Eine industrielle Synthese erfolgt durch eine katalytische Oxidation von Ethylbenzol mittels Luft.<ref name="ABC Chemie">Brockhaus ABC Chemie, 3. Auflage, F.A. Brockhausverlag Leipzig 1971, S. 146.</ref>

Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

Die Methyl-Gruppe im Acetophenon besitzt CH-Acidität und kann durch starke Basen (hier als B⁻ dargestellt) deprotoniert werden, wobei ein resonanzstabilisiertes Enolat-Ion gebildet wird:

Deprotonierung von Acetophenon zum resonanzstabilisierten Enolat

Der pK_S-Wert in Dimethylsulfoxid (DMSO) ist in der nebenstehenden Infobox angegeben.

Physikalische Eigenschaften

Acetophenon ist eine farblose bis gelbliche Flüssigkeit mit einem süßen, an Orangenblüten erinnernden Geruch.<ref name="roempp" /> Unter Normaldruck siedet die Verbindung bei 202 °C. Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,64896, B = 2006,397 und C = −43.472 im Temperaturbereich von 310 bis 475 K.<ref name="Stull1">Stull, D.R.: Vapor Pressure of Pure Substances Organic Compounds in Ind. Eng. Chem. 39 (1947) 517–540, doi:10.1021/ie50448a022.</ref> Acetophenon bildet mit Wasser ein azeotrop siedendes Gemisch bei 98 °C und 82 % Wasseranteil.<ref name="Smallwood">I.M. Smallwood: Handbook of organic solvent properties, Arnold London 1996, ISBN 0-340-64578-4, S. 183–185.</ref>

Zusammenstellung der wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften
Eigenschaft	Typ	Wert [Einheit]	Bemerkungen
Standardbildungsenthalpie	Δ_fH⁰_liquid Δ_fH⁰_gas	−142,5 kJ·mol⁻¹<ref name="Colomina">Vorlage:Literatur</ref> −86,7 kJ·mol⁻¹<ref name="Colomina" />
Standardentropie	S⁰_gas	372,88 J·mol⁻¹·K⁻¹<ref name="Stull">Stull, D. R., Jr.: The Chemical Thermodynamics of Organic Compounds, Wiley, New York, 1969.</ref>	als Gas
Verbrennungsenthalpie	Δ_cH⁰_liquid	−4148,9 kJ·mol⁻¹<ref name="Colomina" />
Wärmekapazität	c_p	227,6 J·mol⁻¹·K⁻¹ (25 °C)<ref>Vorlage:Literatur</ref>	als Flüssigkeit
Kritische Temperatur	T_c	709,6 K<ref name="Teja">Teja, A.S.; Rosenthal, D.J.: The critical pressures and temperatures of ten substances using a low residence time flow apparatus in Experimental Results for Phase Equilibria and Pure Component Properties in DIPPR DATA Series No. 1, 1991.</ref>
Kritischer Druck	p_c	40,1 bar<ref name="Teja" />
Kritische Dichte	ρ_c	2,59 mol·l⁻¹<ref name="Teja2">Teja, A.S.; Anselme, M.J.: The critical properties of thermally stable and unstable fluids. I. 1985 results in AIChE Symp. Ser., 1990, 86, 279, 115–121.</ref>
Schmelzenthalpie	Δ_fH	16,65 kJ·mol⁻¹<ref>Luginin: Bull. Soc. Chim. Fr. 9 (1911) 223.</ref>	beim Schmelzpunkt
Verdampfungsenthalpie	Δ_VH	43,63 kJ·mol⁻¹<ref name="Steele">Steele, W.V.; Chirico, R.D.; Knipmeyer, S.E.; Nguyen, A.: in J. Chem. Eng. Data 41 (1996) 1255–1268, doi:10.1021/je9601117.</ref>	beim Normaldrucksiedepunkt

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Acetophenon bildet bei höheren Temperaturen entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei 77 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Die untere Explosionsgrenze liegt bei 1,1 Vol.‑% (55 g/m³), der untere Explosionspunkt bei 70 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Die Zündtemperatur beträgt 535 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase, Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.</ref> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1. Die elektrische Leitfähigkeit ist mit 3,1·10⁻⁷ S·m⁻¹ eher gering.<ref>Technische Regel für Gefahrstoffe TRGS 727, BG RCI Merkblatt T033 Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen, Stand August 2016, Jedermann-Verlag Heidelberg, ISBN 978-3-86825-103-6.</ref><ref name="GESTIS" />

Verwendung

Acetophenon ist aufgrund seiner reaktionsfähigen Struktur Ausgangsstoff zahlreicher Synthesen als Ausgangs- oder Zwischenprodukt für andere Duftstoffe und Pharmazeutika sowie Kunstharze. Weiterhin ist er als hochsiedendes Lösungsmittel für Farben und Harze einsetzbar.

Sicherheitshinweise

Acetophenon als reiner Stoff ist beim Verschlucken gesundheitsschädlich. Er reizt die Augen und kann bei Einwirkung auf die ungeschützte Haut eine Dermatitis hervorrufen. Als Spritzschutz sollten geeignete Handschuhe getragen werden. In höheren Konzentrationen wirkt er hypnotisch, daher auch die Synonymbezeichnung Hypnon. Die Dämpfe erzeugen in einer Konzentration von 80 ppm bei einer Einwirkung von über einer Stunde starke Vergiftungserscheinungen. Acetophenon ist schwer entzündlich und wenig flüchtig. Die Dämpfe sind viel schwerer als Luft. Mit starken Oxidationsmitteln und starken Basen kann es zu stark exothermen Reaktionen kommen. Über 300 °C kommt es zur Zersetzung von Acetophenon. Dabei können Benzol, Biphenyl, 1,4-Diphenylbenzol, Kohlenstoffmonoxid, Methan, Wasserstoff, Ethen und/oder Toluol entstehen.

Einzelnachweise

Vorlage:Normdaten