Fluorobenzene

Il fluorobenzene è un composto organico di formula C₆H₅F, spesso abbreviato PhF. È un derivato del benzene, dove uno dei sei atomi di idrogeno è stato sostituito con un atomo di fluoro. È un composto relativamente poco reattivo, utilizzato per la sintesi di farmaci, pesticidi, fungicidi e altri prodotti chimici.

Storia

Il fluorobenzene è stato sintetizzato per la prima volta nel 1883 da Emanuele Paternò e Vincenzo Oliveri. Utilizzarono il metodo di Lenz per ottenere l’acido p-fluorobenzensolfonico e in un secondo tempo lo desolfonarono applicando una procedura standard di desolfonazione che prevede la salificazione dell’acido con potassa e il riscaldamento in presenza di acido cloridrico. La procedura per la sintesi del fluorobenzene fece un salto di qualità nel 1886 con Otto Wallach all'Università di Bonn. La preparazione comprendeva due reazioni: prima il cloruro di benzendiazonio era convertito ad un triazene per azione della piperidina; poi, il derivato piperidinico ottenuto veniva scisso con acido fluoridrico:

[Ph-N≡N] Cl^– 2 C₅H₁₀NH → Ph-N=N-NC₅H₁₀ [C₅H₁₀NH₂]Cl

Ph-N=N-NC₅H₁₀ 2 HF → Ph-F N₂ [C₅H₁₀NH₂]F

Sintesi

A livello di laboratorio la sintesi è ottenuta mediante la reazione di Schiemann. Si inizia dall'anilina che viene diazotata; aggiungendo tetrafluoroborato di sodio si precipita il tetrafluoroborato di benzendiazonio, che dà infine fluorobenzene per decomposizione termica:

[Ph-N≡N] [BF₄]^– → PhF BF₃ N₂

Industrialmente sono possibili anche altri processi, tra i quali la pirolisi di clorodifluorometano in presenza di ciclopentadiene e la fluorurazione anodica del benzene con fluoruro di tetraetilammonio in acetonitrile.

Reattività e usi

Il fluorobenzene è un composto relativamente inerte perché il legame C–F è molto forte e il sostituente fluoro è disattivante per la sostituzione elettrofila aromatica (S_EAr), anche se orto/para-orientante; per cui, per trattamento con bromo (in presenza di AlBr₃) dà buone rese di 1-bromo-4-fluorobenzene. È un buon solvente per specie altamente reattive. Nonostante sia considerato di scarso potere coordinante, la molecola è discretamente polare (μ = 1,66 D) ed è stato sintetizzato un complesso di titanio(III), ottenuto allo stato cristallino, dove il fluorobenzene funge da legante (vedi figura).

Il fluorobenzene viene utilizzato per la sintesi di farmaci (ad esempio, flurazepam e aloperidolo), pesticidi, fungicidi e altri prodotti chimici.

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

Il fluorobenzene è considerato relativamente poco tossico, ma è irritante per gli occhi. Non ci sono dati su eventuali effetti cancerogeni.

Note

Bibliografia

• D. T. Flood, Fluorobenzene, in Org. Synth., vol. 13, 1933, p. 46, DOI:10.15227/orgsyn.013.0046.
• GESTIS, Fluorobenzene, su gestis-en.itrust.de. URL consultato l'8 ottobre 2014. Pagina del fluorobenzene nel data base GESTIS.
• D. R. Lide (Editor), CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005, su hbcpnetbase.com, CRC Press, Boca Raton, 2005. URL consultato il 7 ottobre 2014 (archiviato dall'url originale il 24 luglio 2017).
• (EN) R. N. Perutz e T. Braun, Transition Metal-mediated C–F Bond Activation, in Comprehensive Organometallic Chemistry III, vol. 1, Elsevier, 2007, DOI:10.1016/B0-08-045047-4/00028-5.
• (EN) Günter Siegemund, Fluorine Compounds, Organic, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, DOI:10.1002/14356007.a11_349.
• E. Paternò, V. Oliveri, Fluorobenzina e fluorotoluene, Gazzetta Chimica Italiana, vol. 13, pp. 533-535 (1883).
• O. Wallach, Ueber einen Weg zur leichten Gewinnung organischer Fluorverbindungen, in Justus Liebigs Annalen der Chemie, vol. 235, n. 3, 1886, pp. 255-271, DOI:10.1002/jlac.18862350303.

Voci correlate

• Fluorurazione elettrochimica

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